大裂缝性漏失堵漏新技术

景步宏 储明来 丁建林 吴富生

摘要：针对江苏油田裂缝性漏失在处理过程中遇到的架桥材料较大，无法通过泥浆泵滤网和钻头的问题，调研解决此问题的工艺和方法。根据堵漏工具的结构与原理，并结合现场实际情况。研究出一种旁通阀式堵漏材料送入工具，可将堵漏或固壁材料准确地送至预定位置。同时，为了提高堵漏成功率和工作质量，避免堵漏材料的浪费，有必要关闭环空，针对没有安装防喷器的井，开发了旋转式井口液压封堵器，可快速密封井口环空。经现场应用，取得成功。以上技术为解决大型和特大型漏失复杂问题提供了新的方法。

关键词：井漏；防漏堵漏；送入工具；液压封堵器；江苏油田

中图分类类号：TE256文献标识码：A

前言

井漏是钻井过程中常见的井下复杂情况之一，它耗费钻井时间，损失泥浆，可能引起卡钻、井喷、井塌等一系列复杂情况，甚至导致井眼报废，造成重大经济损失。井漏对油气勘探、钻井和开发作业所带来的危害，可以归纳为：①井漏延误钻井作业时间，延长钻井周期；②井漏直接造成巨大的物资损失；③储层漏失会损害产能；④干扰地质录井工作；⑤井漏干扰泥浆性能的正常维护处理；⑥井漏会引起井下复杂情况。由于井漏所带来的危害，防漏堵漏技术得到了快速发展，目前已经研究和开发了桥接堵漏材料、化学堵剂、高失水堵漏剂、单向压力封闭剂及各种堵漏稠浆等多方面的新型堵漏材料…。钻井工程在处理井漏的过程中，对于渗透性漏失小的裂缝性漏失，一般通过泥浆泵在地面将堵漏剂和携带液混合(密度比较小)后注入井下挤入地层，能起到封堵的效果，但当遇到较大和大型的漏失时，则需要使用较大尺寸的材料进行封堵，此时将堵漏材料混入钻井液通过泥浆泵送到漏失地层是很难实现的，另外对于膨胀性有机堵漏材料的膨胀性和时间要求十分严格，施工要求高，需要用一种专用工具将堵漏材料输送至漏层位置。为此，研究了一种旁通阀式堵漏材料送入工具，可将堵漏或固壁材料准确地送至预定位置，避免配置大量的堵漏或固壁材料，节约了大量费用，同时可避免膨胀性有机堵漏材料在施工过程中膨胀，失去堵漏效果。为了提高堵漏成功率和工作质量，避免堵漏材料的浪费，当经过钻杆的堵漏材料到达漏失地层时，必须阻止泥浆的循环(即封闭环空)。常规作业法，安装有防喷器的井，关闭防喷器即可阻止钻杆和井筒之间泥浆的循环，将堵漏材料准确送入漏失地层；若没有安装防喷器，则无法阻止钻杆和井筒之间泥浆的循环，导致浪费堵漏材料，达不到堵漏效果。安装有防喷器的井，由于防喷器结果复杂，操作费时费力，工人劳动强度大，更换胶芯不方便，若钻杆需要旋转时，动密封效果不好。为此，开发了旋转式井口液压封堵器，可快速进行密封井口环空。

1堵漏工具的结构与原理

堵漏工具的结构与原理如图1所示。

1.1井下堵漏材料送入工具的结构与原理

钻井堵漏装置工作原理(图1)：先将堵漏工具总成Ⅱ与几根套管连接起来(套管数量根据大颗粒材料数量而定)，由井口人工灌入一定数量大颗粒材料，再接上堵漏工具总成I，最后根据井深连接一定数量钻杆，接钻杆的过程中，为防止井壁坍塌，由泥浆泵注入泥浆，经过钻杆再经中心滑杆由E出口排出，循环井筒，确保井壁不会发生坍塌。当堵漏工具总成Ⅱ下到指定位置，经钻杆内部投入钢球，当钢球与中心滑杆相接，加大泥浆排量，当压力达到一定程度剪切销钉被剪断，中心滑杆下滑接触到堵头，泥浆经M出口再经N出口到套管，当套管内压力达到一定程度剪切销钉被剪断，大颗粒材料冲开尼龙堵头进入漏失地层，封堵地层。工具主要技术参数见表1。

1.2旋转式井口液压封堵器的结构与原理

旋转式井口液压封堵器的下接头旋转体接钻杆，上接头旋转体接钻杆或方钻杆。当钻杆内的堵漏材料下到漏失地层位置时，用高压管线连接好旋转式井口液压封堵器的液压油进口接头和钻台上液压泵站出口接头，对缸套注入高压液压油，推动缸套下行，再推动两胶筒扩胀，密封表层套管，当下部钻杆遇阻时，旋转式井口液压封堵器上下安装有两轴承，钻杆可以正常旋转，不影响胶筒的密封性。旋转式井口液压封堵器的胶筒扩胀密封表层套管，阻止钻杆和井筒之间的泥浆循环，将堵漏材料准确送入漏失地层。完成堵漏材料准确送入漏失地层后，当高压油泄压后，胶筒因自身的弹性而恢复原形，即可进行正常的起钻作业。该旋转式井口液压封堵器的封堵压力可以达到30MPa以上。该封堵器的技术参数见表2。

2施工工艺

2.1井下堵漏材料送入工具操作步骤

(1)在地面检查组装好上接头总成，选择合适的销钉，将销钉挡套和滑套装好，并在滑套上装上“0”型圈，整体放入上接头体内，在下部装上托盘即完成了上接头总成的检查组装。

(2)在地面将堵漏材料按一定配比配好，如果需要使用稻草等长纤维堵漏材料，应预先将其浸湿，以减少填充阻力。

(3)在井口将下接头总成接在套管(根据堵漏材料的类别选择套管的长度)底部的公接头上，下入井内坐在钻盘面上，向工具内装入堵漏材料，装满后，接上工具上接头总成。

(4)在工具上接头上部接上钻杆后进行下钻，下钻过程中，需要时钻井液可以通过旁通孔建立循环，一旦下到预定的堵漏位置，开泵正常后即可进行投球，钢球到达滑套的球座位置时，钻具内憋压剪断销钉，滑套下移，关闭旁通孔，打开通往堵漏材料的通道，通过钻井液压力将工具的下接头的挡板挤掉，并将堵漏材料挤出套管。上提钻具，关闭防喷器或使用井口封隔器封闭井眼环空，继续泵入钻井液，通过环空憋压将堵漏材料挤入漏层，实现堵漏目的。

2，2旋转式井口液压封堵器操作步骤

(1)地面试验，利用液压泵，给旋转式井口装置提供液压源，此时液缸开始动作，压缩胶筒变形，泄压时，胶筒能迅速恢复原状，说明可控井口装置工作正常，可以下井。

(2)下井试验。装置连接在钻杆与方钻杆之间，根据地层需要，给可控井口装置施加适当压力时，开泵循环，井口无泥浆返出，说明装置已对井口钻杆和表层套管环空之间实现了有效封堵。

2.3注意事项

(1)井眼准备。井眼必须起下钻正常，以便工具能顺利下至预定的漏层位置，避免在下钻过程中出现划眼等作业。

(2)工具准备。工具的上接头总成和下接头必须认真检查和组装。尤其是上接头总成必须仔细检查，选择合适直径的销钉，确保销钉的可靠性和滑套的顺利运行。

(3)堵漏材料准备。必须根据井下漏层类型选择合适的堵漏材料和配比，并进行混拌，确保装入储料筒后到达井下能顺利挤出。

(4)下钻操作。下钻要控制速度，禁止猛放和猛顿，防止堵漏材料提前漏出筒外。

(5)关闭环空。通过液压泵给井口液压封堵器加压，封堵环空。

(6)开泵操作。到达预定位置，投球后开泵要小排量，开泵要均匀，防止开泵过猛将堵漏材料压

实在筒内难以挤出，并严格控制挤注压力，防止憋漏上部地层。3现场应用

2007年1月，在天79—1井进行现场应用。该井在井深605～695、920～930、1265.7m等多处均发生不同程度的井漏，漏失速度最高达60m³／h，总共漏失量为260m³，在进行多次常规堵漏作业效果差的情况下，决定采用专用送人工具挤高浓度堵漏材料进行堵漏。所用的堵漏材料包括：25kg5cm长稻草，50kg棉籽壳，50kg复堵(大)，25kg复堵(小)，10kg锯末，预先将其浸湿，混合好后装入套管内。将工具下到1200m位置后，接新研制的井口简易封井器，装置连接在钻杆与方钻杆之间，利用液压泵，给旋转式井口装置提供压力源，封堵环空，然后开泵循环畅通，投球，泵压由6.5MPa上升至8.5MPa后迅速降低至5.5MPa，堵漏浆顺利到达漏层，加1.5MPa压力时，开泵循环压力达到3MPa时，井口无钻井液返出，说明装置已在井口钻具和表层套管环空之间实现了有效封堵。1.5MPa压力关井憋压3h。挤注结束，液压泵泄压，胶筒能迅速恢复原状打开井口封堵器关井，起出工具以后，该井漏失速度由60m³／h降低至3m³／h左右，堵漏试验取得成功。

4结论与认识

(1)对于较大和大型漏失地层，常规堵漏方法难以取得成功，采用新研制的专用堵漏材料送入工具和配套的井口密封装置，可实现高浓度大颗粒材料和长纤维堵漏材料的定点送入和挤入漏失层的任务，可提高堵漏的针对性，通过憋压挤堵，提高了堵漏材料的使用效率和堵漏的针对性。若漏失层明确，漏失段长较小，高浓度段塞挤堵可作为突发大型井漏的首选处理方案，具有较好的推广价值。

(2)井口密封装置是一种简易的封井器，可起到良好的密封井筒环空的作用，可作为防喷器的简易替代品，在井控安全工作中也具有良好的推广应用前景。

(3)必须先摸清漏层位置，地层要稳定，不垮塌；可根据井下漏失情况考虑送入的堵漏材料数量和类型；使用中可根据漏层的具体情况和堵漏材料的需要量，适当增加套管数量。

参考文献：

[1]徐同台，刘玉杰，等，钻井工程防漏堵漏技术[M]，北京：石油工业出版社，1997：80—104，140—160.

[2]丁建林，储明来，等，一种油田井下旁通阀式堵漏材料送入工具[P]，中国专利，专利号200420079678，5，2005—10—12.

[3]张宗林，丁建林，等，旋转式井口液压封堵器[P]，中国专利，专利号200620075302，6，2007—08—22.