钻井工程中井漏预防及堵漏技术

任建强

西部钻探钻井液分公司川渝项目经理部 重庆 400000

1 钻井工程井漏事故概述

1.1 钻井工程井漏事故成因

在钻井工程的施工过程中，井漏是发生几率较高的事故类型，导致井漏的原因较为复杂。通过对钻井工程井漏事故原因的总结发现，常见的井漏事故类型可以分为破裂型井漏、裂缝型井漏、渗透型井漏以及溶洞型井漏等[1]。除在钻井工程施工中由于操作不当而引发的井漏事故外，如钻井工程区域的地层结构中存在溶洞或者裂缝等不良地质构造也是导致井漏的重要因素。同时，当工程区域存在砂砾岩地层，或者地层较为疏松时，由于其具有较强的渗透性，一旦井筒内部的井液压值超标时，就会导致井漏事故的发生。而破裂型井口则通常是由于地层的渗流性较差，此时如地层破裂压力与井筒内压力失去平衡时，就会对地层造成破坏，并引发井漏事故。此外如使用的钻井液质量性能不符合施工要求时，也可能引发井漏事故。

1.2 钻井工程中井漏预防及堵漏技术应用的重要性分析

钻井工程一旦发生井漏事故不仅会对工程事故进度的顺利推进产生不利的影响，而且还可以进而引发卡井、塌方等严重的安全事故，造成重大经济财产损失，甚至是人员伤亡。同时，井漏事故发生后即使漏失情况较为轻微，也需要较长的堵漏处理时间，这会严重影响地质分析、钻进采样以及石油开采等各项工作的开展，还会造成工程成本的增加，影响油田企业正常生产经营活动的进行。因此应高度重视钻井工程的井漏问题，采取科学有效的预防措施，提高堵漏处理的质量和效率，从而保证钻井工程的施工安全。

2 预防钻井工程井漏的有效技术措施

2.1 通过科学控制环空压耗预防井漏

为防止钻井工程发生井漏事故，保证钻井施工的质量安全，油田企业可以通过控制环空压耗技术来降低事故发生几率。在钻井工程施工实践中，在保证钻屑被有效携带的基础上对钻井液排量进行合理的控制，从而达到降低钻井液环空压耗的目的[2]。同时，油田企业还应对钻井结构进行优化，以扩大环空间隙，这样也可以减少环空压耗，此外，工作人员还应根据钻井工程的实际情况合理选择钻具等施工设备，确保所使用钻具的型号规格均能够符合施工要求，且应在钻进过程中，结合地层结构变化对钻速进行动态调节，以实现减少环空压耗、扩大环空空隙、预防井漏事故发生的目的。

2.2 通过合理控制钻井液动压预防井漏

钻井液动压控制不合理也是导致钻井工程发生井漏事故的重要因素之一。因此，工作人员可以通过对钻井液动压的科学控制来实现对井漏事故的有效预防。在钻井工程的施工过程中，工作人员应将钻井压力控制在合理区间，避免压力过低或者过高影响井壁结构的稳定性。工作人员应对钻井工程井身内部的空隙压、破裂压以及漏失压进行准确的计算分析，以便对钻井液动压进行相应的调整。在对裸眼井段进行钻进施工时，井液压力应控制在破裂压最小值以下。当钻进工程区域地层结构较为复杂，与裂缝以及溶洞等不良地质构造存在时，为避免发生井漏事故，应确保井液压力与地层压力相一致。在钻井工程初始阶段的钻进施工中，工作人员应保证开泵速度稳定缓慢，以避免井液压力骤增而造成压力激荡，对井壁结构产生破坏，引发井漏事故。

2.3 通过优化钻井工程井型结构预防井漏

钻井工程出现井漏事故的一个重要因素是井型结构不合理，无法完全与钻井工程区域大地质结构特征以及石油资源储量、分布等相适应，导致在钻井工程的运行过程中井液压力超过结构受力能力，从而造成井漏事故。所以为有效预防井漏事故，油田企业应首先对钻井结构加以优化，确保钻井井眼尺寸、下入深度以及套管等配件的尺寸规格等均能够能够适应钻井工程现场的实际情况。同时，油田企业还应结合完井工艺以及油气层的具体位置等因素优化井型结构参数，从而更好的保证钻井工程的施工安全。

2.4 通过采用优质钻井液预防井漏

在钻井工程的施工过程中，如果所采用钻井液的质量性能达不到技术标准要求，就有可能引发井漏事故。所以油田企业应根据钻井工程的施工要求采用优质钻井液，特别是应加强对钻井液密度的检测控制，近来采用密度较低的钻井液，以降低井漏事故发生的几率。这主要是由于钻井液密度较高时，其较多的固相成分会对钻井压力产生不利的影响。在钻井工程施工实践中，施工单位也可以采用向钻井液内添加适量液体胶液或者粘土浆液的方式来调整钻井液密度，从而起到预防钻井工程发生井漏事故的目的。

3 封堵钻井工程井漏有效技术措施

3.1 确定钻井工程井漏位置技术类型及应用要点

当钻井工程发生井漏事故时，工作人员应根据现场的实际情况采用不同的技术方法快速准确的确定漏失位置，为堵漏处理争取时间。

（1）应用人工观察技术确定井漏位置：在井漏事故发生后，工作人员应首先详细观察工程现场情况，并应对钻井液密度进行检测，通过综合分析事故现场情况对井漏位置进行初步的判断。

（2）应用温度监测技术确定井漏位置：当钻井工程发生井漏事故后，由于钻井液的流动会导致井内各层面温度发生相应的改变，所以可以通过测量井内温度的方式来判断井漏位置。工作人员应在钻井工程的日常运行过程中采集井内各层面的基础温度，并与井漏事故发生后各层面温度的测定值进行对比分析，存在较为明显温度差的层面基本可以判断为井漏发生位置。

（3）应用示踪技术确定井漏位置：一旦钻井工程出现井漏现象，为准确高效的判断井漏位置，工作人员还可以采用示踪技术掌握井漏发生的具体位置。所谓示踪技术主要是在钻井工程井漏事故发生后将示踪剂投入钻井液内，并对示踪剂进行连续监测，从而达到判断井漏位置的目的。

（4）应用环空摩阻技术确定井漏位置：在钻井工程井漏事故发生时，工作人员还可以采用环空摩阻技术来判断井漏位置。所谓环空摩阻技术主要是对钻井工程进出口位置的钻井液漏失量以及流向进行测量计算，并根据测量数据对井漏位置加以判断分析的技术方法。这也是钻井工程井漏位置确定中较为常用的技术方法之一。

3.2 钻井工程井漏堵漏材料选择应用要点

堵漏材料的质量性能对于钻井工程井漏事故的封堵处理效果会产生较大的影响。当钻井工程发生井漏事故时，施工人员通常需要利用堵漏材料充填封堵低压地层中的裂缝以及空隙，从而达到堵漏的目的。随着我国钻井工程技术水平的不断提高，目前已经有多种类型型号的堵漏材料被应用于施工实践中。较为常见的井漏堵漏材料主要包括刚性颗粒类型的堵漏材料、纤维类型的堵漏材料、可变类型的堵漏材料和凝固类型的堵漏材料等。堵漏材料通常是利用其吸收膨胀能力来加固井壁，改善钻井井壁结构的受力性能，封堵地层空隙和裂缝，从而实现对钻井工程井漏位置的有效封堵。工作人员在井漏发生时应根据钻井工程所在区域的地层结构和漏失的实际情况等合理选择相应性能特点的堵漏材料，以提高井漏处理的效果。

3.3 钻井工程井漏堵漏技术类型及应用要点

3.3.1 应用循环堵漏技术封堵井漏

循环堵漏技术是一种对钻井工程井漏位置进行封堵处理的物理方法，该项技术主要适用于钻井工程井漏事故发生段的渗漏量相对较少的地层堵漏施工。当井漏事故发生钻井工程在钻进过程中刚刚将漏层钻开，井段尚未暴露完全时，通常多漏失层段的裂缝相对较小，工作人员难以及时准确判断挤压位置，因此在此情况应及时采用循环堵漏技术进行处理。工作人员在应用循环堵漏技术施工时，一般应采用水眼较大的钻头设备，并选择微颗粒堵漏剂作为堵漏材料随钻封堵地层裂缝。在堵漏施工时，应循环反复对裂缝漏失位置进行堵塞以及压实处理，钻具应保持连续工作状态，以防止出现卡钻等问题，影响堵漏效率。

为实现对井漏的有效封堵，施工人员在应用循环堵漏技术时应合理选择堵漏剂，例如可以采用自适应型堵漏材料，同时应合理控制钻井液配比，确保钻井液的可泵性能够满足施工要求，从而全面提高堵漏效果。

3.3.2 应用段塞技术封堵井漏

段塞堵漏技术是钻井工程井漏事故处理施工中的常用技术方法。施工人员在应用段塞技术对井漏位置进行封堵时，应合理选择堵漏材料的类型型号，并要准确判断井漏点位。堵漏剂密度应与钻井液密度相适应。当钻井工程井筒易于注满且漏度相对较小时，施工人员可以采用关井挤压的处理方式。而当钻井工程井漏较为严重时，则应采取在安全井段起钻挤压的处理方式。在堵漏施工初始阶段，施工人员应合理控制钻杆放入位置与漏层顶部之间的间距，并适当减小憋压值，缓慢挤入堵漏浆液。之后再采取分次挤入方式将浆液逐步注入漏失部位。在首次注浆施工时，工作人员应将堵漏浆的注入量控制在注浆总量的2/ 3 以内，严禁一次注满，影响堵漏效果。施工人员在分次挤压时，一般应将间隔实践控制在20min 左右，且应加强对套压值的监测和调整，以准确判断堵漏效果，从而高效快速的完成封堵处理。

3.3.3 应用复合型堵漏材料技术封堵井漏

为适应新时期钻井工程较为复杂井型结构的堵漏要求，提高井漏事故的封堵处理效果和处置效率，信息的复合型堵漏材料技术在钻井工程施工实践中得到了越来越广泛的应用。在应用复合型堵漏技术对钻井工程井漏位置进行封堵处理时，施工人员可以根据钻井工程和井漏的实际情况采用水泥与承压剂混合的复合型材料作为堵漏材料，并通过转换技术和循环技术的综合应用来实现对钻井工程井漏位置的有效封堵。该项复合型堵漏技术由于采用了新型的材料技术，不仅能够对井漏外溢钻井液进行有效限度的控制，而且能够适应多种工况条件下井漏封堵要求，同时该技术的应用还能够促进石油开采率以及产量的全面提高，具有较高的实用价值。在钻井工程发生井漏事故时，施工人员还可以将复合型的化学凝胶作为堵漏材料对漏失部位加以封堵。复合型化学凝胶具有较好的形变性能，且在进入地层后会产生化学反应，从而实现对地层空隙的有效堵漏。该项复合堵漏技术能够适应复杂地层结构条件下的钻井工程井漏堵漏要求。此外，在钻井工程的施工实践中还可以采用压差堵漏技术对井漏位置进行封堵处理。该项技术采用的是具有较强耐腐蚀性和耐酸碱性的复合型堵漏材料，且能够满足不同温度条件和高压环境下的堵漏需要，其技术应用时的操作较为便捷，对施工设备的技术水平要求也相对较低，可以高效快速的完成堵漏作业，因此得到了广泛的应用。

4 结语

为保证钻井工程的事故质量安全，避免出现重大人员伤亡和经济财产损失，油田企业必须充分认识井漏事故的严重性和危害性。同时，油田企业应积极总结实践经验，全面分析井漏发生原因和条件，并以此为依据采用科学有效的预防技术方法，以避免井漏事故的发生。此外，一旦井漏事故发生，则应及时采用先进的堵漏材料技术对井漏位置进行封堵，从而减少井漏事故损失，推动我国石油事业的健康有序发展。