石油鉆井工程防漏堵漏工藝解析

田緒安 王文海

摘 要：在科技技術(shù)變革與更新的當(dāng)下，越來越多的石油鉆井技術(shù)層出不窮，新技術(shù)、新工藝也廣泛運(yùn)用到了石油鉆井工程當(dāng)中。但是若在實(shí)際施工中工藝措施不合理，則會(huì)造成井漏失問題，直接影響鉆井工程質(zhì)量，造成一定程度的浪費(fèi)。本文對(duì)井漏問題形成的原因進(jìn)行深入分析，從而提出防漏堵漏的優(yōu)化措施，進(jìn)而保障石油鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行。

關(guān)鍵詞：石油鉆井;防漏堵漏;措施

石油資源對(duì)社會(huì)發(fā)展起到了重要作用，石油鉆井工程施工質(zhì)量決定了石油開采效率。為保障我國能源安全、能源利用效率，需要對(duì)石油鉆井工程各個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行把控。井漏是石油鉆井工程中常見的復(fù)雜問題，多數(shù)鉆井作業(yè)中都有不同程度的滲漏，嚴(yán)重的情況會(huì)導(dǎo)致井內(nèi)壓力下降，從而引起井壁失穩(wěn)，誘發(fā)地層流體涌入井筒并井噴。因此，必須對(duì)造成井漏的原因進(jìn)行科學(xué)分析，從而得出可行性的解決方案，促使防漏堵漏工藝得到完善，保證石油鉆井工程的施工效率和質(zhì)量。

1 鉆井作業(yè)中滲漏的主要原因

1.1 鉆井作業(yè)中井滲漏的條件

在鉆井作業(yè)時(shí)，鑒于地下巖石層構(gòu)造中隱藏著數(shù)量繁多的裂隙和小孔洞，故此鉆井液和部分巖屑滲漏到巖石層內(nèi)部的概率大幅度增加。相應(yīng)的，相對(duì)于鉆井液的流體內(nèi)部壓強(qiáng)，存在于巖層裂縫中流體壓強(qiáng)數(shù)值要低很多，故很可能在巖石層流體和井內(nèi)相關(guān)流體造成壓強(qiáng)差。這樣就極容易發(fā)生滲漏問題，還可能為鉆井作業(yè)工程留下相當(dāng)嚴(yán)重的事故隱患。鉆井過程中，縫隙式、滲漏式和孔洞式的滲漏是相對(duì)多見的滲漏類型。

1.2 滲漏問題發(fā)生的核心成因

鉆井過程中，容易使油井發(fā)生滲漏的情況頻繁出現(xiàn)的根本原因一般是下述兩類情況造成的。

1.2.1 人為因素

和井底層斷裂壓強(qiáng)作橫向比對(duì)，鉆井過程中的開口區(qū)域壓力較強(qiáng)，故井底區(qū)域和井口區(qū)域之間會(huì)出現(xiàn)一定的壓力差值，從而造成油井開口處周邊經(jīng)常出現(xiàn)開裂的狀況，上述問題大大增強(qiáng)了鉆井施工過程中井壁滲漏的可能性。另一方面，鉆井施工過程中，鑒于地下巖石層縫隙和孔洞的壓力作用區(qū)域分布非常分散，導(dǎo)致側(cè)向壓力影響指數(shù)隨壓力變化而改變，鉆井施工過程中配置鉆井液期間也可能造成其壓強(qiáng)之間產(chǎn)生了明顯的落差。如果在施工中未能實(shí)行科學(xué)的保護(hù)措施，巖層中壓力比較小的區(qū)域就可能出現(xiàn)油井滲漏的情況。

1.2.2 自然環(huán)境因素

一般情況下，地下巖石硬度及巖石脆性非常大的斷層里，由于巖石層裂縫和巖石風(fēng)化效應(yīng)的嚴(yán)重制約，因此在鉆井施工過程中可能增加油井滲漏問題的產(chǎn)生的幾率。特別是一類膠結(jié)特性相對(duì)差的砂礫巖石層，在鉆井液密度較大的情況下容易發(fā)生井漏現(xiàn)象。

2 阻礙防漏堵漏工藝質(zhì)量的因素

2.1 漏層位置不明確

鉆井施工過程中，最為重要的施工環(huán)節(jié)便是防漏堵漏施工，若在防漏堵漏施工時(shí)不明確漏層位置，那么則會(huì)直接導(dǎo)致施工質(zhì)量下降。為了確保防漏堵漏工藝質(zhì)量，最為首要便是明確漏層位置。當(dāng)前鉆井施工過程中，確定漏層位置的方式相對(duì)較多，最常用的手段便是水動(dòng)力分析與油注分析法，但是在實(shí)際運(yùn)用兩種手段時(shí)，操作較為復(fù)雜、工序繁瑣。所以在漏層位置判斷的過程中，需要其他科學(xué)技術(shù)、地質(zhì)工程技術(shù)。

2.2 防漏堵漏工作盲目性強(qiáng)

針對(duì)鉆井作業(yè)過程中的井漏問題，由于各種因素的影響，防漏堵漏工作并沒有形成完善的方法體系和操作體系，施工單位在處理井漏問題時(shí)，一般都是依靠工作人員的經(jīng)驗(yàn)和主觀判斷進(jìn)行修補(bǔ)，因此，石油鉆井工程防漏堵漏的工作具有較強(qiáng)的盲目性，一旦自身判斷出現(xiàn)問題，井漏的原因?qū)㈦y以找到，對(duì)防漏、堵漏工程的時(shí)效性也會(huì)造成影響。長此下去，不僅會(huì)導(dǎo)致鉆井工程的成本增大，還會(huì)造成財(cái)力、物力以及人力的大量浪費(fèi)。

3 石油鉆井工程防漏堵漏工藝

3.1 工程技術(shù)工藝方案

在井漏情況還未發(fā)生時(shí)，施工單位應(yīng)首先從工程技術(shù)方面采取相應(yīng)的措施。首先，在進(jìn)行鉆井作業(yè)時(shí)，要對(duì)鉆井的進(jìn)度進(jìn)行合理科學(xué)的確定，結(jié)合鉆井現(xiàn)場周圍環(huán)境，對(duì)地層的承受情況進(jìn)行分析，制定合理鉆井方案，盡量避免鉆井作業(yè)過程中出現(xiàn)井漏。其次，還要合理控制開泵速度，結(jié)合地質(zhì)情況對(duì)泵速度進(jìn)行控制并加強(qiáng)監(jiān)督，從而有效地規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)，降低井漏發(fā)生概率。最后，還需要對(duì)鉆井過程中的排量進(jìn)行合理控制，開泵作業(yè)以后，工作人員要隨時(shí)注意觀察工況，控制好排量，同時(shí)，也要對(duì)施工設(shè)備和鉆井技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行合理管控，確保使用規(guī)范和操作得當(dāng)，從而避免井漏情況的發(fā)生。

3.2 確保工程技術(shù)工藝嚴(yán)謹(jǐn)性

在實(shí)際鉆井作業(yè)過程中，想要切實(shí)做好防漏堵漏工作，就應(yīng)該結(jié)合石油鉆井的實(shí)際情況，科學(xué)合理的保障防漏堵漏工藝的嚴(yán)謹(jǐn)性。①合理控制鉆井速度，結(jié)合實(shí)際情況，控制好鉆井速度，將速度把控在40～60s;②嚴(yán)格控制開泵速度。觀察泵壓變化，避免出現(xiàn)憋漏現(xiàn)象;③嚴(yán)格實(shí)施開泵控制，注意漏失段的實(shí)際情況，避免出現(xiàn)定點(diǎn)循環(huán)問題;④合理控制漏失開泵。針對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)漏失的區(qū)域，嚴(yán)禁大排量開泵，同時(shí)對(duì)開泵速度進(jìn)行嚴(yán)格把控。并且配置一定的堵漏材料，泥漿密度控制在合理范圍之內(nèi)，避免液柱承受過高壓力。

3.3 油井本身構(gòu)造的科學(xué)規(guī)劃

依據(jù)真實(shí)狀況，針對(duì)油井內(nèi)部自身構(gòu)造實(shí)行科學(xué)規(guī)劃，也可以成為預(yù)防油井滲透的核心操作方案。在勘探井作業(yè)施工時(shí)，相關(guān)人員需要針對(duì)探井施工作業(yè)現(xiàn)場的地形地貌條件和水體狀況，實(shí)行詳盡的勘測記錄，方便為日后油井自身構(gòu)造的科學(xué)規(guī)劃供給相關(guān)的技術(shù)保證，確保鉆井合理實(shí)行。鑒于此，油井自身構(gòu)造規(guī)劃解決方案需要配合真實(shí)鉆井地形地貌和水系狀況，同時(shí)也需要全面的整體考量油井內(nèi)部壓強(qiáng)及油層位置因素的嚴(yán)重影響，選取油井自身系統(tǒng)計(jì)劃的問題，大幅度降低了發(fā)生打井滲漏事故的可能性。

3.4 縮減鉆井液動(dòng)態(tài)壓力

在鉆井施工過程中，油井內(nèi)部鉆井液動(dòng)態(tài)壓力的提升，就能引發(fā)油井滲漏問題出現(xiàn)的幾率增大。因此，在鉆井作業(yè)的時(shí)候需要持續(xù)探究開發(fā)行之有效的工藝解決方案，用來使鉆井液動(dòng)態(tài)壓力科學(xué)下降，從而促使鉆井滲漏問題產(chǎn)生的幾率得到降低。鑒于此情況，有關(guān)單位的工程技術(shù)人員在打井工程施工作業(yè)之前需要準(zhǔn)備好相應(yīng)的預(yù)案，并且對(duì)打井施工現(xiàn)場的實(shí)地親身勘察與學(xué)習(xí)，為鉆井作業(yè)配置液動(dòng)壓力。另一方面，在打井施工作業(yè)過程中，因?yàn)榫畠?nèi)具體構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜，如果捕捉到巖石層發(fā)生巖石斷裂以及孔洞的擴(kuò)大，要最大限度地確保鉆井液的液體內(nèi)部壓力與地下巖石層孔洞壓力維持平衡，避免形成較大壓力差值，造成油井滲漏問題的產(chǎn)生。

3.5 鉆井滲漏防滲措施

3.5.1 分段堵塞防漏作業(yè)解決方案

①滲漏層位置精準(zhǔn)確定后，配置一定的堵漏材料，控制好鉆井液性能;②將鉆具提升在距離滲漏區(qū)域上方10～100m的位置，隨后將配置好的堵漏泥漿以10～25mL/s的頻率快速注入滲漏層，在一般狀態(tài)下，堵漏泥漿灌入計(jì)量需要整體超過滲漏段才能滿足需要;③在堵漏砂漿灌入的進(jìn)程中，容易出現(xiàn)卡鉆及井控風(fēng)險(xiǎn)現(xiàn)象，所以在堵漏過程中提前制定好應(yīng)急預(yù)案，隨時(shí)關(guān)注井下情況，避免出現(xiàn)卡鉆及井控風(fēng)險(xiǎn)。

3.5.2 循環(huán)法防漏作業(yè)解決方案

在鉆井施工過程中，滲漏層尚未完全顯露的時(shí)候，縫隙較小或無法定位滲漏區(qū)域時(shí)，需要利用周期法進(jìn)行堵漏。在灌入堵漏泥漿的時(shí)候，需要不斷的旋轉(zhuǎn)鉆具，防止出現(xiàn)卡鉆。

4 結(jié)束語

綜上所述，石油鉆井工程是保障石油資源開采的基礎(chǔ)，只有確保鉆井工程質(zhì)量才能夠促進(jìn)我國石油資源開采工作發(fā)展。在實(shí)際開展石油鉆井工作中應(yīng)該注重井漏問題，認(rèn)識(shí)到井漏問題嚴(yán)重性。施工單位可以從工程技術(shù)工藝方案入手，制定合理的鉆井計(jì)劃減少井漏情況的發(fā)生，在發(fā)生井漏時(shí)要合理運(yùn)用現(xiàn)有的技術(shù)，強(qiáng)化泥漿施工操作和增強(qiáng)堵漏工藝技術(shù)，從而減少財(cái)力、物力以及人力的損失，保證鉆井作業(yè)的順利進(jìn)行。

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