石油鉆井工程中防漏堵漏工藝的研究

＊哈里木拜克

（中國(guó)石化國(guó)際石油工程有限公司 北京 100728）

石油鉆井工程中防漏堵漏工藝的研究

＊哈里木拜克

（中國(guó)石化國(guó)際石油工程有限公司 北京 100728）

伴隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，我國(guó)石油鉆井項(xiàng)目呈現(xiàn)出高速發(fā)展的態(tài)勢(shì)，無(wú)論是技術(shù)工藝流程，還是工藝效果，都有了非常顯著的提高，但是，在工程項(xiàng)目中還存在一些亟待解決的問(wèn)題，防漏堵漏仍然至關(guān)重要。本文以Bsk-24X井漏案例分析入手，對(duì)石油鉆井工程中井漏原因進(jìn)行了簡(jiǎn)要分析，并從泥漿施工、鉆井施工以及堵漏技術(shù)三方面對(duì)石油鉆井工程防漏堵漏工藝的運(yùn)行措施展開(kāi)了討論，旨在為技術(shù)管理人員提供有價(jià)值的參考建議。

石油鉆井；防漏堵漏；原因；措施

在石油鉆井工程項(xiàng)目中，井漏主要指的是在鉆井、修井、石油等作業(yè)流程中井內(nèi)流體漏入地層的問(wèn)題，這其中，流體包括鉆井液、修井液以及水泥漿等物質(zhì)。對(duì)于油氣鉆井作業(yè)來(lái)說(shuō)，流體漏入地層是非常復(fù)雜的過(guò)程，需要技術(shù)人員及時(shí)發(fā)現(xiàn)并實(shí)施堵漏操作，不僅會(huì)影響工程項(xiàng)目的工期，也會(huì)一定程度上導(dǎo)致施工材料的大量浪費(fèi)。因此，在石油鉆井工程出現(xiàn)井漏問(wèn)題后，要對(duì)其性質(zhì)進(jìn)行集中判定，利用綜合分析的機(jī)制和運(yùn)行措施，提高處理效果。

1.Bsk-24X 井漏案例概況

哈薩克斯坦濱里海盆地Баршынкол地區(qū)Bsk-24X井三開(kāi)(Φ215．9mm)鉆進(jìn)至565．38m時(shí)發(fā)生井漏，表現(xiàn)為只進(jìn)不出，井口觀察看不到液面，泵壓7MPa↘4MPa，泥漿量減少10m3。地層巖性為砂巖。漏失前泥漿性能參數(shù)為：ρ∶1．12g/cm3、FV∶40s、FL∶5ml、FC∶0．5mm、Q∶3/7Pa、FS∶0．3%、PV∶13、YP∶6。漏失發(fā)生后，邊灌泥漿強(qiáng)行起鉆至安全井段，同時(shí)立即組織人員配堵漏泥漿9m3（DF-1、DF-2堵漏劑各2000kgLV-CMC300kg,般土500kg,FA-367500kg,PAC-142600kg）。在當(dāng)天晚間21∶30-0∶00下鉆井筒返漿正常，建立循環(huán)。以20L/S的排量、泵壓1Mpa恢復(fù)鉆進(jìn)。在這之后，每隔一小時(shí)向環(huán)空打壓0．9Mpa(最高壓力0．9Mpa滑落之后基本能穩(wěn)定在0．5Mpa．)靜堵。到第三天2∶00開(kāi)始下鉆并恢復(fù)鉆進(jìn)，鉆進(jìn)至618．67M,又一次發(fā)生漏失，漏失5方。組織人員配置堵漏劑9方，注入6方。起鉆靜堵，繼續(xù)向環(huán)空打壓，經(jīng)過(guò)多次堵漏于第四日取得顯著效果，不僅能建立泥漿循環(huán)而且漏失井段已能承受1Mpa的環(huán)空壓力，7∶00恢復(fù)鉆進(jìn)。與第五日完鉆，完鉆井深650米。

2.石油鉆井工程井漏原因分析

針對(duì)上述問(wèn)題，技術(shù)人員在第二次發(fā)生井漏時(shí)初步判斷是由于泥漿沖蝕漏失井段的井壁，導(dǎo)致鉆井再次發(fā)生漏失。

目前，在對(duì)鉆井工程項(xiàng)目發(fā)生井漏原因進(jìn)行分析的過(guò)程中，有三類(lèi)原因較為突出。第一，由于石油鉆井工程項(xiàng)目的礦井地理位置較為特殊，地理環(huán)境是沙土地質(zhì)，沒(méi)有較為堅(jiān)硬的巖石，在實(shí)際鉆井工程開(kāi)展過(guò)程中，就很容易發(fā)生泄漏問(wèn)題。第二，由于鉆井工程項(xiàng)目所處地理位置較為復(fù)雜，斷層較多，在石油鉆井開(kāi)展過(guò)程中，就會(huì)出現(xiàn)巖層斷裂導(dǎo)致石油泄漏。第三，在石油鉆井過(guò)程中，儲(chǔ)集層的土質(zhì)滲透性較強(qiáng)。這些都是工程項(xiàng)目中出現(xiàn)井漏問(wèn)題的客觀因素，也有一些是由于主觀因素導(dǎo)致的。特別是在鉆井施工過(guò)程中，鉆井施工人員進(jìn)行鉆井操作時(shí)缺乏規(guī)范化操作意識(shí)，沒(méi)有針對(duì)具體問(wèn)題建構(gòu)具體操作方案，對(duì)開(kāi)采環(huán)境和地理因素進(jìn)行集中的審定，缺乏正確認(rèn)知，而只是依靠工作經(jīng)驗(yàn)開(kāi)展鉆井工作。這也會(huì)導(dǎo)致石油鉆井工程出現(xiàn)嚴(yán)重的井漏隱患，加之技術(shù)人員缺乏安全意識(shí)和預(yù)防意識(shí)，出現(xiàn)井漏后不能運(yùn)行有效的應(yīng)急預(yù)案，會(huì)造成較大的經(jīng)濟(jì)損失。

3.石油鉆井工程防漏堵漏措施分析

(1)泥漿施工中的技術(shù)措施分析

在泥漿施工項(xiàng)目建立和運(yùn)行過(guò)程中，技術(shù)人員要按照運(yùn)行要求安排施工操作。第一，要在工程的一開(kāi)過(guò)程中，利用預(yù)水化的方式，對(duì)膨潤(rùn)土進(jìn)行處理，其中泥漿的粘度要控制在40s到60s之間。第二，在一開(kāi)運(yùn)行過(guò)程中，也要適時(shí)利用預(yù)處理機(jī)制對(duì)泥漿進(jìn)行管控，并有效填充新漿，確保其密度能降低到一定數(shù)值范圍內(nèi)，且固相和粘切也隨之降低，有效地轉(zhuǎn)變?yōu)楦邼?rùn)滑性的低固相聚合物泥漿，只有保證泥漿的基本組成結(jié)構(gòu)，才能利用這種泥漿有效鉆穿上部砂礫層。第三，在工程項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中，要選取適合的泥漿攜巖，順利降低泥漿粘切后，保證環(huán)空壓耗能有效降低，從而實(shí)現(xiàn)壓力的緩解。第四，對(duì)于高滲地質(zhì)條件，要有效降低泥漿的適量，從而一定程度能保證泥餅的整體質(zhì)量，有效規(guī)避環(huán)空壓的損耗。第五，在工程項(xiàng)目中，若是加重泥漿，則需要均勻的添加加重劑，以保證泥漿不會(huì)由于過(guò)重或者是過(guò)快而出現(xiàn)環(huán)空壓急劇上升的問(wèn)題。

上文中提到的Bsk-24X鉆井工程項(xiàng)目，在泥漿項(xiàng)目中，需要結(jié)合實(shí)際情況，建立有效的管控措施。一開(kāi)井眼324mm，井深0-200米，泥漿體系為聚合物鉆井液體系。一開(kāi)采用M－47井泥漿30m3、清水30m3，加入搬土1000 Kg、純堿300Kg、PF-PAC500Kg及FA367300KG。這其中，泥漿性能調(diào)整為粘度36S，密度1．06g/cm3，濾失量8ml，泥餅0．5mm，含砂0．3，塑性粘度8mPa．s。一開(kāi)地層主要為泥巖，造漿性很強(qiáng)，糊篩嚴(yán)重。鉆進(jìn)中振動(dòng)篩、除砂器、離心機(jī)等固控設(shè)備全部運(yùn)轉(zhuǎn)，保證泥漿性能穩(wěn)定。二開(kāi)井眼245mm，井深500米，泥漿體系為聚合物鉆井液體系。鉆水泥塞時(shí)加入Na2CO3200Kg處理Ca2+污染，然后加入COP-LFL500Kg、NPAN400Kg、PF－PAC300Kg及FA367500Kg加強(qiáng)聚合物鉆井液的抑制性，控制好泥巖造漿。其中，泥漿性能為：粘度38S、密度1．16g/cm3、濾失量5ml、泥餅 0．5mm、靜切力1 Pa/5Pa、酸堿度數(shù)值為9、含砂0．3、塑性粘度6mPa．s、動(dòng)切力2Pa。進(jìn)入淺氣層后加強(qiáng)坐崗觀察，振動(dòng)篩處不離人，鉆完井深500米鉆完二開(kāi)進(jìn)尺，循環(huán)后短起下正常，起下鉆順利，下套管、固井一切正常。三開(kāi)井眼168mm，井深650米，泥漿體系為聚合物鉆井液體系。泥漿性能參數(shù)為：粘度38S、濾失量4．0ml、泥餅0．5mm、靜切力2Pa/5Pa、PH值8、含砂0．3%、塑性粘度6mPa．s 以及動(dòng)切力7Pa。

表一：Bsk-24X井分段鉆井液性能參數(shù)一覽表

(2)鉆井施工中工程技術(shù)措施分析

在鉆井施工項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中，技術(shù)人員要針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行集中管控和綜合處理，提升問(wèn)題的處理能力和綜合管控能力，順利建構(gòu)切實(shí)有效的技術(shù)操作流程，并且保證鉆井人員能按照標(biāo)準(zhǔn)化操作規(guī)范維護(hù)運(yùn)行框架的完整度。

第一，鉆井人員在實(shí)際鉆井過(guò)程中，要適當(dāng)?shù)墓芸劂@井過(guò)程中的下鉆速度，確保每根立柱的下放時(shí)間，大約控制在45秒到60秒之間，才能從根本上保證工程的穩(wěn)定性和安全性，順利建構(gòu)更加完整的系統(tǒng)管控措施。

第二，技術(shù)人員要在工程項(xiàng)目開(kāi)展過(guò)程中，對(duì)鉆探流程中可能遭遇的安全隱患進(jìn)行集中梳理，要對(duì)井塔或者是砂橋事故給予高度重視，減少下鉆受阻問(wèn)題的發(fā)生幾率，要保證開(kāi)泵環(huán)境的安全有效，減少泵的排量，也是一種規(guī)避井漏的方式。另外，在鉆探時(shí)，技術(shù)人員要以較為適當(dāng)?shù)乃俣韧七M(jìn)施工項(xiàng)目，規(guī)避憋泵問(wèn)題的出現(xiàn)，也是為了降低井漏事故的發(fā)生。

第三，在鉆井施工項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中，要對(duì)循環(huán)泥漿的排量進(jìn)行嚴(yán)格控制，特別是對(duì)漏失段的管理，要規(guī)避定點(diǎn)循環(huán)。

第四，在工程項(xiàng)目中，鉆開(kāi)泵下放過(guò)程也十分重要，不僅要保證轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間在一分鐘以上，也要對(duì)啟動(dòng)泵等穩(wěn)定值進(jìn)行集中處理和綜合分析，在泵壓達(dá)到穩(wěn)定值后保證泵率。

第五，要從管理人員方面加大管控力度，強(qiáng)化崗位監(jiān)督機(jī)制的有效性，一定程度上保證崗位人員能清晰的認(rèn)知到工作重點(diǎn)，并嚴(yán)格規(guī)范工作行為，及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題并解決問(wèn)題，從而提高石油鉆井工程項(xiàng)目的安全系數(shù)。

(3)鉆井工程防漏堵漏技術(shù)分析

除了在工程項(xiàng)目運(yùn)行過(guò)程中有效管控操作流程，也要利用有效的堵漏技術(shù)對(duì)問(wèn)題進(jìn)行集中處理，從而提高整體鉆井工程項(xiàng)目的質(zhì)量和運(yùn)行效率。在運(yùn)作堵漏技術(shù)操作的過(guò)程中，也要對(duì)堵漏位置和堵漏類(lèi)型等參數(shù)進(jìn)行集中管控和綜合處理。首先，針對(duì)漏速在每小時(shí)5立方米以下的滲透性問(wèn)題，工程技術(shù)人員要暫時(shí)停止鉆探，并且適當(dāng)提升。也可以適時(shí)的提高泥漿的粘度，控制在60s到70s之間，也要向其中添加2%DF-1或者是3%DF-1，若是收效不佳，則需要有效的配堵漏漿，同時(shí)，向其中添加2%到3%的鋸末，提升管理效果和基本質(zhì)量。特別要注意的是，技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況選擇適時(shí)的憋壓操作。其次，針對(duì)漏漿速度在每小時(shí)5立方米到20立方米之間的滲透問(wèn)題，要保證鉆頭提升至安全位置后，集中配置25m2到50m2的橋接堵漏漿，從而結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)情況選擇具體配比參數(shù)。最后，相關(guān)管理人員要針對(duì)具體問(wèn)題進(jìn)行集中處理，從而建構(gòu)更加有效的管控機(jī)制和數(shù)據(jù)配比系統(tǒng)，相關(guān)人員要及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并上報(bào)和處理，才能在保證鉆井工程質(zhì)量和安全的同時(shí)，提高穩(wěn)定性。

結(jié)束語(yǔ)

總而言之，石油鉆井工程項(xiàng)目中，防漏堵漏工作至關(guān)重要，需要引起相關(guān)技術(shù)人員的高度重視，確保施工過(guò)程和施工設(shè)計(jì)原理之間能形成有效的平衡態(tài)關(guān)系。結(jié)合施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況建構(gòu)動(dòng)態(tài)化的處理措施，并嚴(yán)格管理施工操作人員的施工行為，按照規(guī)范化要求統(tǒng)籌安排并綜合管控，以保證鉆井工程項(xiàng)目的有序進(jìn)行，也為我國(guó)鉆井事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

[1]劉剛．基于石油鉆井工程質(zhì)量探究及其防漏堵漏工藝[J]．中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2016,36(11):119-120．

[2]胡文超．基于石油鉆井工程質(zhì)量探究及其防漏堵漏工藝[J]．中國(guó)石油和化工標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量,2016,36(18):17-18．

[3]孫金聲,羅平亞,劉雨晴等．超低滲透鉆井液作用機(jī)理研究與應(yīng)用[C]．中國(guó)石油工程學(xué)會(huì)鉆井工作部2016年年會(huì)暨第十六屆石油鉆井院所長(zhǎng)會(huì)議論文集,2016:286-293．

哈里木拜克（1981～），男，中國(guó)石化國(guó)際石油工程有限公司，研究方向：鉆井液、鉆井工程。

(責(zé)任編輯王恒）

Study of the Leakage Prevention and Stoppage Technology in the Petroleum Drilling Project

Halimubaike
(Sinopec Petroleum Service, Beijing, 100728)

With the development of economy and the increasing progress of science and technology, China's petroleum drilling project shows a tendency of rapid development, no matter for the technological process or process effect, there are significant improvement, however, forthe projects, there are still some problems needing to be solved, so the leakage prevention and stoppage is still very important. Based onthe analysis of Bsk-24x well leakage case, this paper takes brief analysis of the well leakage reasons for petroleum drilling engineering and take discussion of the operation of petroleum drilling engineering leakage prevention and stoppage technology from the three aspects of mud construction, well drilling construction and leakage stoppage technology so that to provide the valuable reference for the technicalmanagement personnel.

petroleum drilling；leakage prevention and stoppage；reasons；measures

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