石油钻井工程的防漏堵漏工艺研究

井亚洁，徐 鹏，于海超

（延长油田股份有限公司志丹采油厂，陕西延安 717500）

井漏是指在石油、天然气勘探开发的钻井、修井等作业过程中，井内的工作流体（钻井液、修井液、固井水泥浆等）漏入地层的一种现象。普通井漏是在石油和天然气的钻进中发生的一种井下复杂的事故。一旦发生井漏，将会造成钻井液流失，钻井液不能持续，同时也会对钻井周期产生不利的作用。当井漏发生时，应及时采取有效的堵漏方法，避免造成物料的损耗。井喷一旦发生，很可能造成井塌、卡钻、井喷等，造成重大的经济损失。由于地层中出现裂缝、洞穴等原因，导致了井渗漏的产生[1]。由于钻井与地层的关系，造成了钻井液流的正压力差异；要有足够的储藏容积，在达到这个要求之后，就会发生井泄漏问题。在发生井泄漏问题之后，要正确判断渗层的特性，才能增加治理的成功率。井漏出现后，应对漏层位置进行全面的位置分析，并在位置定位之后，对漏层的岩性、漏层位置、井深和井漏的严重性进行研究，并给出相应的处理方案。

1 石油钻井工程中防漏堵漏工艺的重要性

目前，在钻井施工中，一般都会遇到如下问题：①在钻井过程中，由于机械分段容易导致井液侧渗。②由于在油藏中存在大量的钻井流体泄漏，造成了整个油藏的渗透速率增大，造成了石油的浪费。而随着油田钻井施工进度的逐步推进，油田开发周期逐渐延长，面临油田钻井项目的堵漏；对油田的高技术水平，需要采用中国化技术，以解决油田钻井施工过程中出现的井漏问题[2]。通过科学的和合乎逻辑的方法来防止泄漏，可以有效地改进钻井液渗漏状况，防止卡钻、塌陷、井喷等问题，保证了油田的发展科学化。

2 石油钻井工程防漏堵漏问题

在实际的钻井工程中，很难对井漏现象的原因进行判断，同时对于漏层位置、漏失通道以及漏失压力的判断也比较困难，这就容易引发一些防漏堵漏问题，具体来说有以下几个方面。

2.1 漏失通道

泄漏通路的大小对堵塞工艺所采用的物料有着重要的作用，若未能正确地判断泄漏的渠道，很容易使所采用的堵头材质达不到要求，从而对堵塞的效果产生负面的影响。目前，对于泄漏管道的大小，通常都是通过泄漏的速率来判定[3]，但实际情况下，往往会出现一些错误，从而导致泄漏区域和泄漏的大小不能得到正确的估计。

2.2 堵漏工作比较盲目

在井漏问题发生之后，防堵漏工作人员容易犯经验主义错误，在没有确定漏失位置及压力的情况下就根据经验确定防堵漏材料的种类和颗粒大小，这就是堵漏工作盲目性的问题，这种盲目性虽然提升了堵漏工作速度，但很容易对防堵漏工作的有效性造成影响，从而导致重复工作，不仅增加了施工成本，还可能导致漏失问题更严重。

2.3 储层受损

由于多种原因，导致了钻井施工中的井漏问题无法得到快速有效的解决，并且漏层无法得到快速的修复，即便对漏油进行了修复，现有的技术也仅仅在泄漏部位放上一些物料，一旦添加到其中，就会对油藏造成很大的损害。而在进行泄漏点修补时，应从材质的合理性出发，通常采用的都是能溶解的物质，而且还得具备某种惰性，然而，并非每一种油藏选用的物料都要具备相同的特性，因此，国内石油勘探部门在进行泄漏点修补时，往往会造成油藏损害。

2.4 工艺存在局限

在石油钻井项目中，技术上的限制会影响到油田的防漏、堵漏，而在整个施工中，最主要的工作就是泄漏层的检测，因为泄漏量的多少直接影响着油田的安全。所以，在实施渗漏、堵塞的过程中，要结合实际，进行相应的技术措施。在石油钻井作业中出现泄漏，应迅速详细地记载钻井的情况，并对井中的压力进行相应的检测，并对其进行合理的堵漏处理。在实际的防渗、堵漏中，往往要根据具体情况制定相应的施工技术，而采用的技术方法也会有很大差异，从而对整个项目产生很大的影响。目前，国内在防渗、堵漏等技术领域还处在初级阶段，虽然有很多限制，但是发展的余地比较大。

2.5 无法准确判断漏层位置

在进行钻井施工时，经常会遇到井漏现象，因此，在进行钻井施工时，一定要做好相应的预防工作，而要达到预期的目的，就需要弄清钻孔中的漏油部位，正确地掌握其具体情况，从而为选用防渗漏技术打下坚实的依据。然而，虽然已有许多的研究成果，但在实践中仍有诸多问题，且所采用的技术往往比较困难，且所处的定位误差也比较大，都是理论上的，缺少实践性，因此，由于现有的探井定位技术无法得到很好的运用，因此，各油田所采用的技术往往都比较低效。

2.6 防漏堵漏压力不能确定

在石油钻井作业中，由于地层的特殊情况，会对钻井工作产生较大的不利作用。但在钻井作业中，若不能精确测量地层压强[4]，将无法保障钻机的安全运行，从而增大工程建设的难度。所以，在钻井过程中，为了确保油田的安全，必须精确测量地层压强，并确定油井封堵工作的工作压力。

2.7 固井工艺出现问题引发漏失

封固表层套管常用APIG级水泥，其水泥浆的特性为，与表土层胶结性甚差，与基岩胶结性较好，与泥饼根本不胶结。在日常封固表层套管过程中，替浆量常常计算不准，替浆量过少造成水泥基本上在套管内；替浆量过多，造成水泥与基岩封固段≤1m。当钻进表土层段时，漏斗黏度30～40s，水基钻井液密度1.10～1.25g/cm3，泥饼厚2～4mm[5]，在不洗井的条件下，水泥浆不能直接与基岩胶结。同时，在固井工艺中，由于泵压、泵量的存在，钻井液在井内呈现出高速层流状态循环，对井壁冲蚀的作用较大，从而引发井壁与底下套管头出现水槽，钻井液将会出现冲蚀第三系或第四系黄土层，在一定程度上造成漏失。

3 防漏与堵漏工艺及技术分析

3.1 防漏

油田钻井施工中发生泄漏事故，通常采用以下三种方法进行封堵。首先，为了防止上层油藏的泄漏，在进行钻井作业前，要加入少量的随钻堵漏液，以便在钻井中出现漏水时及时堵塞，确保漏液的有效控制，防止出现更大的漏洞。其次，要采用固控制装置，对原油井内的固相进行及时的清理，以保证井筒的清洁。当钻具底部出现泄漏时，难以对其进行有效的监控。所以，为了防止泄漏，必须加入新的胶溶液，以达到对泄漏的保护。最后，通过对钻孔施工中的下钻孔速率进行严格的监控，确保每个支架全部放下的间隔为45～60s。当钻井作业中发生砂桥、井坍塌等问题，导致下钻有阻力，这时必须确保开启泵的速度较慢，以达到较好的泵容。通过对水泵转速的调节来达到高效的开启，防止出现堵水泵故障，从而达到防止井泄漏问题的目的。

3.2 堵漏

为了更好地处理漏水问题，必须采用合理的堵漏方法，并采用以下方法进行了施工。首先，综合堵漏技术的应用，一般都是依据原油泄漏的程度来决定的，在漏水量为2～5m3/h时，就可以通过钻井液将漏油层迅速地打穿，然后将钻头放在漏水部位的底部，迅速地将复合堵漏液注入到钻孔下面，但要确保堵漏浆足够的稠度和均匀，将钻机打到漏斗的顶端，然后将其封闭。在此之后，还要对钻头进行间歇性的多次灌注，流量在0.2～0.4m3/min，每次注浆数量为3～4m3时就会终止。在注浆时，应仔细观察管道的压力和套管的压力，使其在6h内保持恒定。在这个过程中，在漏层的顶端进行了大流量的循环，在封闭结束后，向下钻井到漏层的最下面。若封堵措施有效，则可进行钻井作业。

另外，可以结合采用复合堵漏技术和水泥堵漏技术，对发生漏失和发生失回型漏失的事故，都能取得很好的效果。若有以上两种情形，则应选择以清水盲钻法进行封堵。对这一点，尤其要注意，在盲目钻井时，要有足够的清水，一般要确保1t或更多。只要有充足的水，就可以一次完成漏斗，在钻机全部通过漏斗时，就需要先用水泥浆将漏油堵死，然后将混合的补漏液倒入井内，再将水泥浆灌满。钻机进入表壳时，要对钻具进行多次的清洁，以确保不会产生任何残余的水泥浆。在混凝土泥浆充分固化后即可进行钻头，以达到对堵塞的迅速、高效的目的。

4 石油钻井工程防漏堵漏工艺的优化措施

4.1 堵漏工艺技术

若在钻井期间发生了泄漏，应及时进行封堵，在此期间，工作人员必须了解发生意外的缘由，尽量收集到有关地层的信息，再利用专门的工具进行钻孔，同时密切注意井泄漏的情况。采用这种技术，可以掌握井下的具体状况和发展状况，若井下条件良好，无需暂停，只要增加泥浆的黏性就可以，若采用堵漏措施仍无作用，必须在渗漏部位采用 DF～1型物料进行密封，若仍无明显的影响，就必须进行调整，并将调整后的泥浆注入到漏点处，在此期间，可以采用压制式注射方式。

4.2 优化工程技术

在进行防水、堵漏时，应从以下几个角度进行工艺优化：①采用适当的孔隙压力、破裂压力和渗漏压力曲线，为钻机的各种水力学参数的确定奠定基础；②准确识别渗流层，并制定相应的防水技术和施工方案；③采用合理的井体构造，采用技术套管进行封闭，防止了井下的复杂性。

在采用钻机时，应减小钻机的动切力：①减小钻机的压力，对钻机的排量进行调整，并对钻机的流量进行校验；②要严密地掌握下钻孔速率，降低激发压强，从而达到预防漏水的目的，并尽量避免不必要的费用。

在施工过程中要注重设备、物料的放置与安装，确保堵头材料质量和配合地层，满足封堵作业的需要。

4.3 合理运用微复合凝胶

在应用的微型复合物是一种具有化学活性的物质，它可以迅速地形成一个密封的网格，并吸收附近的湿分，在物理和化学的作用下，形成一个微粒的胶体，从而达到全面的封堵效果。在应用时，要注意观察周边的情况，以防止由于外部的环境因素而导致封堵效果下降。采用微复合凝胶技术进行结构加固，其优越性在于：①微粒复合材料结构的适应性强，使用方便，在钻孔以后，可以使用微型复合材料进行内结网；②该技术不会对油田地层造成任何的污染，也不会对油田的钻井环境有任何的影响；③微型复合物可以调整其力量，可以在使用时随时调整，方便 快捷。

4.4 复合承压剂混合水泥堵漏工艺

采用复合填料掺加的水泥堵漏技术，其技术要点是：对防渗复合物充填；循环、躯替和再注工艺，能有效地克服高压力条件下的钻井问题，实现对目前存在的漏油进行全面的压力调控和封堵，确保钻井液不会再外溢。采用复合承压材料进行黏结的施工技术，其具体实施过程如下：

（1）调整漏气压，采用压力计算程序和自动节流阀，对钻出的漏气进行调整，确定合适的流量容积，采用合适的混合料和混凝土进行堵塞；

（2）对提升钻具进行精确维修，设置上钻的可移动深度，进行重浆灌入，对钻井液渗漏部位进行350°的循环。

4.5 泥浆施工技术工艺

①必须将土壤的黏性控制在合适的程度，然后再进行采矿；②在对采矿用的淤泥进行预处理时，要加入新的钻井液，从而减少钻井液的稠度，提高钻井液的润滑性能；③减少钻井液的黏性而不会对采矿产生任何的干扰，从而减少能源消耗；④在高渗透地质条件下，必须提高泥块的品质，并严格控制泥块的厚度，以防止由于淤渣的厚度太大而造成环缝内的压力增大；⑤在注入水泥时，要尽量减少空气消耗，要在水泥中加入更多的重质料。

5 结束语

在钻井项目中，最重要的工作就是防水和堵塞，所以要非常重视，这样就可以保证施工的理论和工艺的协调。同时，要根据现场的具体条件，制定相应的对策，严格控制工作人员的施工行为，严格地进行管理，严格按照相关标准与规程进行石油钻井工程的实施，从而保障石油钻井工程项目能够有条不紊地进行，同时也为我国石油钻井事业的长期、稳健发展提供扎实的基础。