石油鉆井防漏堵漏技術(shù)分析

O 徐春杰

（中石油長城鉆探西部鉆井公司 陜西 710000）

石油鉆井防漏堵漏技術(shù)分析

O 徐春杰

（中石油長城鉆探西部鉆井公司 陜西 710000）

近年來，我國石油鉆井的數(shù)量以及開采深度都在不斷地增加，新興起來的很多鉆井技術(shù)確實(shí)能夠有效的提升石油鉆井的行進(jìn)速度以及鉆井質(zhì)量，但是在進(jìn)行鉆井的過程中，對(duì)于井漏情況的處理中仍舊存有一些在防漏堵漏技術(shù)性不能被忽視的問題。本文針對(duì)當(dāng)前石油鉆井防漏堵漏作業(yè)中存在的問題進(jìn)行了分析，并就此提出行之有效的改進(jìn)措施。

石油；鉆井；防漏堵漏；技術(shù)分析

井漏指的是在進(jìn)行石油鉆井的過程中，井筒的內(nèi)部鉆井液或者固井水泥漿、修井液等物質(zhì)漏進(jìn)地層的孔隙、裂縫等位置的現(xiàn)象。井漏現(xiàn)象在石油鉆井中比較常見，也是比較復(fù)雜的石油井內(nèi)問題，大部分石油井在鉆進(jìn)過程中都會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重程度不同的井漏問題。一般情況下，比較嚴(yán)重的井漏現(xiàn)象會(huì)使石油井內(nèi)的壓力降低，對(duì)正常的鉆井作業(yè)產(chǎn)生一定的影響，導(dǎo)致井壁不穩(wěn)、引發(fā)地層內(nèi)的流體涌入石油井筒內(nèi)，發(fā)生井噴。通常引起井漏的原因是，井筒內(nèi)的液柱壓力嚴(yán)重超過地層壓力；地層中存在的大孔隙、強(qiáng)滲透性、以及存有裂縫和溶洞等情況。除此之外，開泵過猛、鉆井行進(jìn)速度過快等不當(dāng)?shù)你@井措施也會(huì)導(dǎo)致井漏現(xiàn)象發(fā)生。

一、影響石油鉆井防漏堵漏的因素

1.無法精準(zhǔn)確定漏層的位置

當(dāng)前漏層的勘測(cè)技術(shù)還存在不精準(zhǔn)的缺陷，這會(huì)對(duì)石油鉆井防漏堵漏的實(shí)際應(yīng)用效果產(chǎn)生相當(dāng)嚴(yán)重的影響。找準(zhǔn)漏層的位置，是鉆井過程中實(shí)施防漏堵漏作業(yè)的重要前提條件。當(dāng)前石油鉆井作業(yè)中使用的漏層探測(cè)方法包括，水動(dòng)力分析、綜合動(dòng)力分析以及油柱分析等方法，但是這些方法的操作相對(duì)復(fù)雜，而且并不能完全準(zhǔn)確的探測(cè)出漏層的具體位置，尤其是對(duì)長裸眼段以及多漏失層進(jìn)行探測(cè)時(shí)，更難判斷出其位置，只能根據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)與現(xiàn)有的探測(cè)技術(shù)相結(jié)合推斷漏層的位置。

2.漏失通道與漏失壓力具有不確定性

漏失通道開口部分的尺寸對(duì)鉆井防漏堵漏使用材料的選擇具有關(guān)鍵性影響。當(dāng)前漏層現(xiàn)場(chǎng)判斷漏失通道的開口尺寸主要是依靠通道的漏失速度，可見該判斷方法非常的不嚴(yán)謹(jǐn)，并且判斷結(jié)果與實(shí)際情況存在著較大的誤差，導(dǎo)致對(duì)漏層的空隙大小、有效面積等相當(dāng)重要參數(shù)的判斷不夠準(zhǔn)確。漏失壓力是影響鉆井防漏堵漏作業(yè)的重要因素，漏失壓力自身攜帶的不確定性，會(huì)對(duì)實(shí)際的防漏堵漏作業(yè)效果產(chǎn)生巨大的影響，并且對(duì)地層壓力的探測(cè)也并不十分準(zhǔn)確，大大增加了防漏堵漏措施的實(shí)施難度。

二、當(dāng)前石油鉆井中防漏堵漏存在的問題

1.盲目堵漏

在石油井發(fā)生井漏現(xiàn)象后，處理井漏的工作人員依據(jù)以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行處理是錯(cuò)誤的，還未明確發(fā)生井漏的具體位置以及漏失的具體壓力等重要信息，就憑借以往的經(jīng)驗(yàn)對(duì)井漏采取調(diào)整堵漏材料密度、配制濃度不同的修井液等方式進(jìn)行處理，該方法雖然具有一定的治理成效，但是也存在相當(dāng)大的盲目性，一旦該方法對(duì)井漏的治理無效，還需要借助其他處理措施，這就大大增加了治理成本，浪費(fèi)勞動(dòng)力資源，更重要的是錯(cuò)過了井漏的最佳處理時(shí)間，會(huì)導(dǎo)致井漏面積加大的嚴(yán)重后果。

2.儲(chǔ)層傷害

為了保證石油井防漏堵漏作業(yè)的實(shí)際堵漏效果，就需要在漏失通道內(nèi)放置堵漏材料，以此增強(qiáng)的堵漏隔離帶的韌性能力以及強(qiáng)度，保證能夠承擔(dān)各方面的強(qiáng)大壓力，避免在石油鉆井的行進(jìn)、下鉆以及固井過程中出現(xiàn)井漏問題。堵漏作業(yè)不僅僅是需要將井漏扣堵住解決此次井漏問題加強(qiáng)各種防護(hù)措施以杜絕井漏事故的發(fā)生，更重要的是還要考慮到堵漏隔離帶會(huì)對(duì)儲(chǔ)層造成一定程度的破壞。比如選擇鋸末、核桃殼等具有可酸溶性以及惰性的材料做為堵漏材料就會(huì)對(duì)儲(chǔ)層產(chǎn)生低傷害。

3.堵漏技術(shù)具有局限性

只有完全掌握了漏層的準(zhǔn)確位置、漏失壓力參數(shù)以及漏失通道的具體情況，才能進(jìn)行堵漏作業(yè)。針對(duì)井漏的具體情況制定合理的處理措施，提升堵漏工作的效率。對(duì)現(xiàn)有的石油井防漏堵漏措施進(jìn)行整合分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的堵漏措施主要是圍繞修井液展開的，通過對(duì)堵漏材料的密度或者顆粒大小進(jìn)行調(diào)整、對(duì)起下井的速度以及泵排量等工程參數(shù)進(jìn)行嚴(yán)格控制、以及實(shí)施隨鉆防漏堵漏作業(yè)等措施，針對(duì)裂縫較大的井漏問題進(jìn)行處理，但是以上措施無法完全滿足堵漏需要。

三、石油鉆井防漏堵漏的有效措施

針對(duì)石油鉆井中出現(xiàn)的井漏現(xiàn)象，比較常見的處理方法是：第一，對(duì)石油鉆井的參數(shù)進(jìn)行合理調(diào)整；第二，防漏堵漏使用的材料數(shù)量增加；第三，根據(jù)實(shí)際情況調(diào)配合適的堵漏泥漿；第四，針對(duì)井漏具體情況來增加堵漏材料的密度，或者材料顆粒的大小。在尚不明確井漏發(fā)生的原因以及漏失通道的空間參數(shù)的情況下，常規(guī)堵漏措施難以起到顯著的效果。

1.防漏措施

(1)表層套管方面

將表層套管下入到石油井之前要對(duì)其質(zhì)量、強(qiáng)度等方面進(jìn)行細(xì)致的檢查，查看表層套管的螺絲扣是否有松動(dòng)跡象，將螺絲扣擰緊，還要對(duì)表層套管的表面進(jìn)行檢查，查看其表面是否有污跡、管壁是否有擊穿情況、套管是否出現(xiàn)脹裂現(xiàn)象等問題，若發(fā)現(xiàn)以上問題，在必要情況下可使用電焊技術(shù)對(duì)其斷裂等部位進(jìn)行連接。

(2)表層套管的下入位置

表層套管的最佳下入位置應(yīng)該根據(jù)石油鉆井工程實(shí)施的具體地質(zhì)情況確定，一般是在第三、四系地層之后，還未被風(fēng)化的3m-5m出的基巖位置，原因是這個(gè)位置不僅能夠?qū)⒌谌?、四系的地層隔離開，還能將古風(fēng)化殼界面和該界面以下厚度在數(shù)十米的風(fēng)化基巖進(jìn)行有效隔離，避免出現(xiàn)裂隙井漏現(xiàn)象。

(3)水泥固封

表層套管的頂、底部上安裝的套頭管以及井壁的環(huán)形空間應(yīng)該使用水泥進(jìn)行固封，厚度一般在5m左右，表層套管中要留出5m左右的空間用水泥堵塞住，該環(huán)節(jié)最重要的是表層套管在用水泥固封之前，應(yīng)該降低泵壓、降低排量對(duì)井壁進(jìn)行清理，保證水泥和基巖能夠充分粘連。

(4)適當(dāng)進(jìn)行司鉆操作

應(yīng)該以緩慢平穩(wěn)的速度進(jìn)行開泵，有效降低鉆孔時(shí)的井底壓力。下入油層的表層套管的下入速度以及起、下鉆的速度也要適中，防止其產(chǎn)生過大的激動(dòng)壓力破壞地層，造成認(rèn)為性質(zhì)的滲透性井漏或是裂隙性井漏。鉆井液進(jìn)行循環(huán)時(shí)應(yīng)該保持在低速層流內(nèi)進(jìn)行循環(huán)，避開滲透、裂隙多發(fā)的漏失層，防止鉆井液沖蝕鉆井內(nèi)壁，引發(fā)井漏事故。

2.堵漏措施

(1)工程堵漏

在工程施工方面比較常見的石油井防漏堵漏措施有以下六種：一是對(duì)鉆井的行進(jìn)速遞進(jìn)行嚴(yán)格控制，立柱下方的鉆井速度應(yīng)該控制在45秒至60秒之間；二是對(duì)開泵速度進(jìn)行嚴(yán)格控制，在石油鉆井過程中如果遇見井塔或者是砂橋，會(huì)使鉆井行進(jìn)作業(yè)受到阻礙，此時(shí)需要減緩開泵速度，進(jìn)而使排泵量降低，防止出現(xiàn)別甭現(xiàn)象；三是對(duì)開泵進(jìn)行嚴(yán)格控制，在下鉆的過程中應(yīng)該使用小排量的循環(huán)泥漿，在開泵的過程中應(yīng)該多注意漏失區(qū)段，避免出現(xiàn)定點(diǎn)循環(huán)；四是對(duì)漏失區(qū)段的開泵作業(yè)進(jìn)行嚴(yán)格的控制，在原有的漏失區(qū)段進(jìn)行開泵作業(yè)，避免使用大排量泵，同時(shí)要降低速度，在排漿量恢復(fù)正常后采取鉆井排量循環(huán)措施；五是正確合理的安裝控制設(shè)備，以最大程度的減少在泥漿中含有的固相，減輕泥漿的密度，以此辦法控制液注壓力；六是在起鉆時(shí)及時(shí)進(jìn)行灌漿工作，避免出現(xiàn)漏層的反吐情況。

(2)泥漿堵漏

第一，在泥漿開采之前，土漿應(yīng)該用水使其變得膨潤，保持泥漿黏度適中，才能進(jìn)行開采工作；第二，在開采過程中，在進(jìn)行泥漿預(yù)處理時(shí)應(yīng)該適當(dāng)在其中添加一些新泥漿，這樣能夠有效的降低泥漿的固相、粘切以及密度等參數(shù)，使處理后的泥漿具有更高的潤滑性，可以應(yīng)用在膠結(jié)性差的位置；第三，在泥漿攜巖比較適宜的條件下，在不對(duì)開采工作產(chǎn)生影響的情況下使泥漿粘切有效降低，可以減輕能源消耗量和低壓力激動(dòng)；第四，在土壤滲透性較高的地質(zhì)環(huán)境內(nèi)鉆井時(shí)，要提升泥餅的質(zhì)量，將泥餅的厚度控制在合理的范圍內(nèi)，避免過度增加環(huán)空間的壓力；第五，為了防止空耗過度增加，就需要在攪拌泥漿時(shí)適量添加加重劑。

(3)鉆井堵漏

井漏在石油鉆井過程中是比較普遍的井下情況之一，而且比較復(fù)雜，因此為了保證能夠?qū)⒙佣伦?，就?huì)使用到各種各樣的堵漏材料在漏失通道中建立一面堵塞隔墻，保證漏液無法流通。鉆進(jìn)堵漏技術(shù)一般有以下幾個(gè)步驟：一是對(duì)鉆井過程中發(fā)生井漏的原因進(jìn)行詳細(xì)分析，并就此對(duì)漏層的具體位置、類型以及漏失通道內(nèi)的漏失程度進(jìn)行推斷、確定，以此作為后續(xù)堵漏作業(yè)進(jìn)行的依據(jù)；二是在發(fā)現(xiàn)井漏事故后，需要進(jìn)行一段短時(shí)間的強(qiáng)鉆作業(yè)，穿過漏層，避免此后還會(huì)出現(xiàn)井漏現(xiàn)象；三是對(duì)發(fā)生井漏漏層的漏失程度進(jìn)行推斷，若漏失速度已經(jīng)低于5m3/h應(yīng)立即停止鉆井作業(yè)，然后采取有效的措施來借此加強(qiáng)泥漿粘度；四是原本的堵漏作業(yè)沒有達(dá)到預(yù)期的效果，就需要添加一些適量的專業(yè)材料，比如濃度應(yīng)該在2%-3%的DF～1材料，值得注意的是，當(dāng)鉆井工作進(jìn)行到漏層后，不能起鉆，如果堵漏效果不理想，需要在調(diào)配泥漿時(shí)加入適量的鋸末材料，將泥漿灌注進(jìn)漏層時(shí)可以采用憋壓方式將其灌入。若漏失速度高于5m3/h，需要進(jìn)行提鉆作業(yè)，保證其安全性，配置堵漏泥漿，橋接劑的使用量依據(jù)井漏的具體情況進(jìn)行有效計(jì)算。

結(jié)語

鉆井防漏堵漏作業(yè)在石油鉆井工程中占據(jù)著非常重要的位置。在該項(xiàng)工程建設(shè)中出現(xiàn)井漏現(xiàn)象是比較普遍的，因此防漏工作很重要。在遇到井漏現(xiàn)象時(shí)，首要工作就是找出引發(fā)此次井漏的原因，以及確定漏層的準(zhǔn)確位置、類型以及漏層的漏失實(shí)際情況，在原有的堵漏方案基礎(chǔ)上結(jié)合此次井漏的實(shí)際情況對(duì)堵漏方案進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，堵漏施工時(shí)要更加嚴(yán)謹(jǐn)。在石油鉆井的過程中發(fā)生井漏現(xiàn)象，施工人員應(yīng)該環(huán)境允許的情況下對(duì)鉆井和漏失通道的尺寸進(jìn)行觀察確認(rèn)，鉆穿漏層，避免再次發(fā)生井漏事故，保證石油鉆井工程順利完工。

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Technical Analysis on Petroleum Well Drilling Sealing Up and Leaking Stoppage

Xu Chunjie
（Western Drilling Company of PetroChina Great Wall Drilling,Shanxi,710000）

In recent years, the number of China's petroleum drilling and the mining depth increase constantly, and many emerging drilling technology indeed can effectively improve the drilling speed and drilling quality of petroleum drilling, however, in the process of drilling, for the treatment of leakage situation, there are still some problems of technical sealing up and leaking stoppage, which cannot be ignored.This article takes analysis on the problems existing in current petroleum well drilling sealing up and leaking stoppage work,and also effective improvement measures are put forward for that.

petroleum；well drilling；sealing up and leaking stoppage；technical analysis

TE

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徐春杰（1987～），男，中石油長城鉆探西部鉆井公司，研究方向：石油鉆井管理。