石油钻井工程防漏堵漏工艺研究

杨 智

中国石油集团川庆钻探工程有限公司培训中心井控培训中心 四川成都 610213

随着我国社会经济的快速发展，各行业领域以及社会生活对石油资源的需求量不断增加。在此背景下，石油钻井工程的数量以及建设规模逐年扩大，石油钻井技术水平取得了明显进步。在石油钻井工程的实际建设和运行过程中，由于受开采工艺特点或者人为操作失误等因素的影响，往往会出现较为严重的渗漏问题。因此石油钻井企业应充分认识石油钻井工程渗漏问题的重要性，加强对各项防漏堵漏工艺的研究，并要结合石油钻井工程特点进行防渗堵漏工艺的合理选择。同时，石油钻井企业还应根据防渗堵漏工艺的实际应用经验，对防渗堵漏工艺进行创新和改进，并要积极引入信息技术，为石油钻井工程的安全高效运行提供可靠保证。

1 石油钻井工程渗漏的主要影响因素

钻井渗漏是石油钻井工程施工过程中比较常见的问题，造成井漏现象的原因比较复杂，一般主要包括岩层结构特点、钻进工艺以及人为操作失误等因素。石油钻进工程在钻进施工过程中，如果其地层岩体内有溶洞、裂隙等不良地质构造存在时，空隙压力超过钻井坡地层压力，会导致钻井液向裂缝注入，造成井漏问题发生。同时，在石油钻井工程的钻井过程中，如果所采用的钻进工艺不合理或者对相关工艺参数没有进行科学设定控制，出现钻进速度过快、所使用的钻井液过于黏稠、泵排量控制不合理，都有可能导致井漏现象的出现。一旦石油钻井工程发生井漏，就会影响石油钻井的正常运行，发生卡钻、井喷甚至是井塌等严重事故，给石油钻井企业带来严重的经济损失。因此石油钻井企业必须加强对防漏堵漏工艺的研究，降低井漏问题发生的概率，并在井漏发生后及时采取科学有效的堵漏措施，以确保石油钻井工程的安全高效。

2 石油钻井工程中常用防漏堵漏工艺分析

2.1 石油钻井工程防漏工艺分析

2.1.1 钻井压力保护防漏工艺

为了防止石油钻井底部存在溶洞或发育裂隙等造成井漏问题，在石油钻井工程的施工过程中应加强度PDW数据以及排量数据的监测，准确掌握钻井状态。同时石油钻井企业可以根据钻井底部岩层结构特点等相关实际情况，采用井口恒定压工艺或者利用复合材料的高效承压剂等保护井底，并控制钻井压力。在应用复合高效承压剂保护对井底进行压力保护时，施工人员应注意合理确定高效承压剂的用量，有效防止出现钻井液渗漏等问题。

2.1.2 石油钻井工程钻进速度控制防漏工艺

在石油钻井工程的施工过程中，施工人员应对钻井速度进行合理设定和准确控制，以防止钻井出现渗漏问题。在立柱下放时，钻进应设定在45s～60s 之间完成，一旦超过这一允许的范围，就有可能出现井漏现象。如果在钻进过程中出现井塌以及沙桥等情况，施工人员应将开泵速度适当降低，以达到减少泵排量以及降低下钻阻力的目的。当石油钻进工程具备较好的施工条件时，在钻进施工中应采用小排量泥浆泵循环作业工艺，该工艺能够有效防止漏失现象的发生。

2.1.3 石油钻井工程泥浆防漏工艺

在石油钻进工程的施工过程中，石油钻进企业应积极采用先进的泥浆工艺，以有效防止发生井漏现象。在钻井施工前应采用膨润工艺处理泥浆，以提高泥浆的稳定性，其黏度一般应在40s～60s 之间。施工人员应在钻进过程中根据施工进度及时添加新泥浆，以降低泥浆固相和密度，确保泥浆的密封性能以及润滑性能够满足施工需要。同时，施工人员应在保证泥浆携砂性能的基础上，对泥浆黏度进行合理控制，避免钻进施工时产生低压力激动现象，影响钻井结构的稳定性。此外，如在钻进过程中遇到高渗透性岩土层，施工人员应合理控制泥浆用量，且应加强对泥浆质量的监测，以确保泥饼厚度科学合理，以达到降低环空压耗和环空间隙的目的，从而有效避免出现井漏问题。

2.2 石油钻井工程堵漏工艺分析

2.2.1 石油钻井工程KPD 堵漏工艺

当石油钻进工程在施工过程中发生井漏时，施工人员应根据井漏的具体原因以及井漏程度等合理应用相应的堵漏工艺。注入可控膨胀型KPD 堵漏剂是石油钻井工程中比较常用的堵漏工艺之一。KPD 堵漏剂主要指的是掺有惰性材料的水泥浆，其具有较好的胶结封堵以及锁水膨胀效果，能够对井漏进行有效处理。

应用KPD 堵漏剂时，施工人员应按照高注低堵原则，对于未能见到液面的漏失失返性井口应选择与漏失层相距约80～100m 处的上方区域注入KPD 堵漏剂。而在对可见液面的漏失失返性井口进行堵漏处理时，则应将注入点设置于与漏失层上方且与漏失层相距约50m 的位置。在对无失返井进行处理时，施工人员应在与漏失层相距约20m 处的上方区域设置注入点，将KPD 堵漏剂注入井内进行封堵。经过对该工艺的实际应用经验的总结发现，其堵漏有效率超过了90%，是一项科学高效的石油钻井工程堵漏工艺。

2.2.2 石油钻井工程复合承压剂堵漏工艺

当石油钻井工程出现井漏现象时，施工人员应准确掌握钻井的实际渗漏情况，并及时采用混合胶结剂或者其他复合材料工艺对漏孔进行封堵处理。

以采用复合承压剂混合水泥浆工艺为例，施工人员应利用压力步骤表以及自动节流管可能关注等对漏孔压力进行调节，并应合理选择复合承压剂类型，且应准确控制承压剂与水泥浆液的配比以及流量等工艺参数，及时有效封堵漏孔，从而减少资源的浪费。应用此类堵漏工艺时要注意保持管路的畅通性，并要对化合物的充填、转换以及注入等过程进行科学控制管理，从而全面提高石油钻井工程堵漏处理的效果。

2.2.3 石油钻井工程泥浆堵漏工艺

泥浆堵漏是石油钻井工程中比较常用的井漏问题处理工艺之一，应根据石油钻井工程井漏问题的不同发生部位、不同问题成因等，采用相应的泥浆堵漏工艺。石油钻井工程的井漏问题主要是由于工程区域岩土层存在裂缝等现象所导致时，施工人员应及时将泥浆泵排量降低，且应调整泥浆润滑度、固相以及密度等，以封堵漏孔。漏孔被完全阻滞后，才能将泵排量逐步恢复。

施工钻井工程的井漏发生在具有较强渗透性的砾石层或砂层时，施工人员应将泥浆黏度适当加大，从而通过增加流动阻力的方式避免泥浆向漏层渗漏，以达到堵漏的目的。石油钻井工程由于钻进深度过深而出现井漏现象时，施工人员应将对泥浆黏度进行合理控制，以降低环空压降，从而实现对井漏的有效封堵。

石油钻井企业还可以通过循环堵漏工艺或者挤压堵漏工艺对由地质结构因素所导致的井漏问题进行处理。以挤压堵漏工艺为例，施工人员应根据漏层的实际情况确定堵漏泥浆的配制量，以确保泥浆能够对漏层进行完全覆盖。完成泥浆的配制后，施工人员应将钻头下放至与漏层上方相距10～300m 之间的位置，并将泥浆注入。在此过程中应确保环空压力始终处于2～5MPa 之间，且应持续注浆约30min，之后才能进行泄压处理。对于较为严重的井漏可以适当延长注浆时间，且应采取分段注浆方式，以提高堵漏处理效果。

2.2.4 石油钻井工程其他堵漏工艺

井漏问题在钻进工程的钻进以及完井等施工环节都有可能发生，石油钻井企业应根据井漏的漏速等实际情况采取相应的堵漏工艺。如井漏漏速的最大值小于5m3/ h 时，应立即暂停钻进，并上提钻头，之后应将DF- 1掺入泥浆内，DF- 1 的含量应控制在2%～3%左右，以收敛封堵漏孔。如堵漏效果未达到预期时，施工人员可以采用憋压工艺或者掺入一定量的锯末等材料，以提高堵漏效果。当井漏漏速达到了5～15m3/ h 之间时，则应采取桥接堵漏工艺，并要提升钻头至安全范围。在应用桥接堵漏工艺时应合理选择桥接剂类型，并要准确控制配制量和配比。此外，石油钻井企业也可以采用复合型凝胶材料工艺，利用其所形成的网状结构封堵漏孔。

3 石油钻井工程防漏堵漏工艺应用要点分析

3.1 准确确定漏层方位

在石油钻井工程中应用防漏堵漏工艺时，施工人员应首先根据钻井工程的实际情况采用油住分析法或水动力分析法等技术方法准确判断漏层的具体位置，为防漏堵漏工艺的选择提供科学可靠的参考依据，从而提高防漏堵漏工艺的应用效果。由于石油钻井工程的漏层位置判断往往较为复杂，因此石油钻井企业应指派专业技术人员综合应用地质工程等多学科领域的理论知识也技术工艺，确保漏层位置判断快速准确。

3.2 准确确定漏失通道面积

在石油钻井工程中应用防漏堵漏工艺时，施工人员应详细查明漏失通道的实际面积，准确掌握井口空间以及漏失层缝隙的具体大小等数据信息，并依次为依据进行堵漏材料以及堵漏工艺的选择和应用，从而提高石油钻井工程防漏堵漏处理效果。

3.3 准确掌握漏井漏失压力

在石油钻井工程中应用防漏堵漏工艺时，施工人员应准确掌握漏失压力以及漏井压力等数据参数，以提高防漏堵漏工艺选择的科学性和合理性，从而减少原油资源的浪费，保证石油钻井工程的安全高效运行。

3.4 加强新材料新技术在石油钻井防漏堵漏中的应用

在石油钻井工程中应用防漏堵漏工艺时，石油钻井企业应积极应用现代化的信息技术，通过可视化等先进技术的应用准确掌握井漏方位、流速以及面积等数据信息，为井漏原因分析以及防漏堵漏效果的判断提供可靠的参考依据。石油钻井企业还可以通过专家系统优化石油钻井工程防漏堵漏工艺，确保工艺选择应用科学合理。此外，石油钻井企业还应积极应用新型堵漏材料以及钻井液，以减少井漏问题的发生，提高堵漏处理的效率和质量。

4 结语

为提高石油钻井工程质量和运行效率，减少原油资源的损失，石油钻井企业应高度重视钻井渗漏问题，加强对各种防水堵漏工艺的研究。在石油钻井工程的运行过程中，企业应积极应用先进的钻井技术设备和材料，提高钻井操作的规范性。石油钻井工程出现渗漏现象时，应准确掌握渗漏方位、面积以及漏失压力等数据信息，合理选择相应的堵漏工艺，并积极借助专家系统以及信息技术优化堵漏工艺方案，提高堵漏效果，从而为石油钻井工程的安全稳定高效运行奠定良好的基础。