郭金平

（中國石油集團(tuán)長城鉆探工程有限公司鉆井一公司，遼寧 盤錦 124010）

隨著我國工業(yè)的不斷發(fā)展，石油需求也越來越大，因此人們對(duì)石油工程越來越重視，尤其注重鉆井在石油勘探中的開發(fā)和利用。就目前情況來看，在鉆井工程中所受影響因素比較多，其中井漏問題頻頻發(fā)生，大大增加鉆井工程開展難度，極大地阻礙了鉆井行業(yè)的發(fā)展。因此相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)采取科學(xué)合理的堵漏技術(shù)，以便有效預(yù)防和解決井漏問題。

1 傳統(tǒng)鉆井工程中井漏預(yù)防及堵漏技術(shù)存在的問題

鉆井工程開展過程中，由于地質(zhì)環(huán)境比較復(fù)雜，極可能存在大量的裂縫和較多的孔隙，因此在鉆井工程開展過程中，就很容易出現(xiàn)鉆井液和泥漿液滲透到土層中，其主要原因就是受到壓力下鉆井液通過井壁滲透到地層中。就目前情況來看，鉆井施工中往往會(huì)遇到各種情況的發(fā)生，其中最主要的還是井漏現(xiàn)象，井漏問題發(fā)生類型較多，包括裂縫型，滲透型和空間型。在井漏事故的發(fā)生原因中主要包括2個(gè)方面，分為人為因素和自然因素，第一人為因素，由于井底和井眼處的壓力不同，故在工作中這2處地方就容易形成較大的壓力差，導(dǎo)致井眼周圍容易發(fā)生裂縫現(xiàn)象，這種人為因素在一定程度上大大增加了井漏發(fā)生的概率。同時(shí)鉆井過程是一個(gè)復(fù)雜的過程，其受到多個(gè)因素的影響，如果所處地層孔隙壓力分布不均勻，其所受的縱向壓力也會(huì)發(fā)生改變，在工程中開始對(duì)鉆井注水時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生更大的壓力差，這種壓力差會(huì)進(jìn)一步加劇地層出現(xiàn)破裂，導(dǎo)致其出現(xiàn)較大的高低差。這就需要相關(guān)的施工人員注重施工手段及施工技術(shù)，如若對(duì)鉆井液的注入不合理就會(huì)影響整個(gè)施工，比如當(dāng)鉆井液注入密度過大時(shí)，在較強(qiáng)的壓力下就會(huì)發(fā)生井漏現(xiàn)象。對(duì)于井壁來說，如果存在結(jié)構(gòu)問題，就容易在鉆井施工過程中造成失水現(xiàn)象，在加以不合理的鉆井操作行為，非常容易引發(fā)井漏現(xiàn)象。第二自然因素，就目前情況來看，發(fā)生井漏現(xiàn)象中存在很多的自然因素所導(dǎo)致的情況，由于地層中巖層的脆性較大，因此地層中的裂縫容易受到風(fēng)化影響，進(jìn)而加大發(fā)生井漏現(xiàn)象的概率，比如在一些沙碩巖層中，其內(nèi)部孔隙較多，通度性較強(qiáng)，但膠結(jié)性非常差，如果在施工中注入的鉆井液密度比較大，就很容易影響鉆井，導(dǎo)致其出現(xiàn)滲漏，進(jìn)而造成井漏現(xiàn)象的發(fā)生，給工程埋下非常大的安全隱患。同時(shí)在大多數(shù)的工程施工當(dāng)中，其鉆井本身就可能存在于有溶洞性的自然漏失通道中，該層段非常容易發(fā)生漏失現(xiàn)象，如有工作人員不能夠很好地進(jìn)行處理，那么就容易發(fā)生鉆井液漏失狀況，進(jìn)而引發(fā)較大的安全事故，影響鉆井工作。

2 鉆井工程泄漏現(xiàn)象的預(yù)防措施

2.1 強(qiáng)化井身機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

在實(shí)際的鉆井工程當(dāng)中，相關(guān)技術(shù)人員需要對(duì)井身結(jié)構(gòu)進(jìn)行不斷優(yōu)化設(shè)計(jì)，這是預(yù)防發(fā)生井漏現(xiàn)象非常重要的手段。在對(duì)井身進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)時(shí)，設(shè)計(jì)人員要對(duì)實(shí)際作業(yè)現(xiàn)場進(jìn)行全面勘查，了解鉆井設(shè)備的使用及實(shí)際施工現(xiàn)場的環(huán)境，包括施工場地的水文情況及地質(zhì)情況，只有收集到足夠多的數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)者才能為井身設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，這些都是基于大量可靠準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，需要相關(guān)工作人員提供大量的數(shù)據(jù)支持。其次在設(shè)計(jì)過程中，也必須要用到先進(jìn)的設(shè)計(jì)手段及設(shè)計(jì)技術(shù)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展，有更多的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)迸發(fā)，這就需要設(shè)計(jì)人員能夠及時(shí)應(yīng)用當(dāng)前的設(shè)計(jì)手段及設(shè)計(jì)技術(shù)，進(jìn)一步增加井身結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理性，實(shí)現(xiàn)對(duì)井身結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，只有這樣井身在使用當(dāng)中才能夠真正發(fā)揮出應(yīng)有的作用，為鉆井工作的開展提供保證。對(duì)于整個(gè)鉆井工程來說，井身結(jié)構(gòu)的科學(xué)合理性影響著整個(gè)施工工程，因?yàn)槭┕そY(jié)構(gòu)的不合理，極易引發(fā)井漏問題，為工程帶來非常大的安全隱患。因此，在鉆井井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)當(dāng)中，一定要注意科學(xué)合理性，結(jié)合當(dāng)?shù)氐氖┕きh(huán)境來進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡量進(jìn)行最優(yōu)化的配置，有效降低發(fā)生井漏問題的概率，這對(duì)于整個(gè)工程來說是有非常大意義的。同時(shí)在鉆井作業(yè)當(dāng)中，其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)還應(yīng)當(dāng)考慮到所處的地層階段，如有些地層中存在較大的接觸空氣壓力或者因油氣層位置等出現(xiàn)的縫隙，這些都是鉆井井身設(shè)計(jì)者們應(yīng)當(dāng)考慮的問題，設(shè)計(jì)過程當(dāng)中才能進(jìn)一步增加科學(xué)合理性，讓井身設(shè)計(jì)更加符合應(yīng)用場景。

2.2 減小鉆井液動(dòng)壓力

對(duì)于鉆井作業(yè)來說，鉆井液的動(dòng)壓力越大，就越容易引發(fā)井漏事故。因此在實(shí)際的施工作業(yè)當(dāng)中，需要科學(xué)合理地減少鉆井液動(dòng)壓力，大大降低發(fā)生井漏現(xiàn)象的概率，確保工程能夠順利進(jìn)行。在這一過程當(dāng)中為了進(jìn)一步減少井漏及井噴事故的概率，就需要相關(guān)專業(yè)人員及時(shí)了解作業(yè)的實(shí)際情況，實(shí)時(shí)跟進(jìn)作業(yè)現(xiàn)場，了解場地的工作狀況，并且根據(jù)鉆井的實(shí)證來進(jìn)行液動(dòng)壓力的調(diào)控。如果鉆井工程所處的地質(zhì)情況比較復(fù)雜，其作業(yè)地區(qū)的情況就比較復(fù)雜，可能存在較多的裂縫和孔洞。因此在具體的施工過程中，就需要施工人員尤其注重技術(shù)的應(yīng)用，在鉆井液注入到地層中時(shí)，其所有的阻力就會(huì)變小，同時(shí)相應(yīng)的靜注壓力和孔隙壓力，也要保持穩(wěn)定和相同，這時(shí)就需要作業(yè)人員讓鉆井液靜注壓力和孔隙壓力維持在平衡狀態(tài)，避免出現(xiàn)壓力差的現(xiàn)象。對(duì)于鉆井液來說，其本身的密度對(duì)液動(dòng)壓力有著一定的影響，壓力隨著鉆井液的變化而變化，鉆井液動(dòng)壓力上升時(shí)，相關(guān)施工人員就需要結(jié)合所屬區(qū)域進(jìn)行分析，進(jìn)而考慮到液動(dòng)壓力上升的因素，才能夠有針對(duì)性地采取相應(yīng)的措施，進(jìn)一步降低作業(yè)過程中液動(dòng)壓力上升的現(xiàn)象，確保整個(gè)工程的順利進(jìn)行。由于井筒內(nèi)部的空間有限，而為了進(jìn)一步降低鉆井液動(dòng)壓力，就需要緩慢開泵，控制好鉆進(jìn)速度，以免其內(nèi)部的運(yùn)動(dòng)壓力過大引發(fā)井漏現(xiàn)象，這就需要工作人員做好相應(yīng)的施工勘測及施工準(zhǔn)備，以便進(jìn)一步減小鉆井的液動(dòng)壓力。

2.3 減小鉆井的環(huán)壓損失

在鉆井工程開展預(yù)防井漏過程中，有一個(gè)非常重要的過程就是降低鉆井環(huán)壓損失，這對(duì)于整個(gè)工程來說有非常重要的作用。在實(shí)際的施工過程中，為了進(jìn)一步減少井漏問題發(fā)生的概率，對(duì)其進(jìn)行有效預(yù)防需要對(duì)實(shí)際的施工場地各種數(shù)據(jù)進(jìn)行掌控，做好勘探工作，只有得到大量的數(shù)據(jù)，才能夠進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)，選擇科學(xué)合理的鉆井設(shè)備，在此基礎(chǔ)上才能夠進(jìn)一步減少鉆井液環(huán)壓損失，這也是目前一個(gè)非常有效的預(yù)防井漏現(xiàn)象的措施。這就需要在鉆井過程中相關(guān)工作者，及時(shí)做好施工現(xiàn)場的環(huán)境勘測，結(jié)合實(shí)際的施工情況來選擇合適的鉆井工具，并且應(yīng)用優(yōu)化后的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，保證鉆井工程的順利開展。該類技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上可以有效地控制其縫隙的增加，也在一定程度上減少鉆井中的下降難度，減少鉆井液濾失量。所選擇的濾餅應(yīng)當(dāng)符合施工標(biāo)準(zhǔn)，其厚度要合適，能夠進(jìn)一步消除環(huán)控間隙，確保工程的順利開展。除此之外，還應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步做好施工現(xiàn)場的安全防護(hù)工作，工作人員一定要認(rèn)真負(fù)責(zé)，緊盯施工現(xiàn)場，嚴(yán)格把控鉆井時(shí)鉆頭的鉆進(jìn)力度，使開泵循環(huán)能夠達(dá)到一定的穩(wěn)定狀態(tài)。

2.4 預(yù)防井漏的其他安全措施

在鉆井井漏技術(shù)的應(yīng)用過程中，首先需要對(duì)漏層的位置進(jìn)行預(yù)測和分析，找到施工中經(jīng)常發(fā)生的井漏位置。在實(shí)際應(yīng)用過程中，影響因素往往比較多，這時(shí)施工人員可以采取溫度測量法來進(jìn)行應(yīng)用，以此來有效預(yù)測漏層的位置。在鉆井的過程中也可以利用溫度差和壓力差，鉆井井眼和井底的溫度不同，會(huì)形成一定的溫度差，相關(guān)技術(shù)人員就可以通過儀器來進(jìn)行溫度變化的探測，從而有效對(duì)井漏發(fā)生地區(qū)進(jìn)行定位。過程中相關(guān)人員可以用溫度測井儀來進(jìn)行溫度識(shí)別及測量，溫度差一般小于0.5℃，同時(shí)其熱慣性一般也在3 s之內(nèi)。在測量過程中，為了能夠進(jìn)一步保證工作的順利開展，需要在測量中使用電阻橋臂，以便保證整個(gè)工程中的橋臂電阻值相等。由于鉆頭連桿尺寸存在一定的差異，實(shí)際應(yīng)用過程中，對(duì)位置預(yù)測也可能出現(xiàn)一定的誤差，這時(shí)就可以通過逐步逼近法來進(jìn)一步減少誤差。除了這種方式以外，在鉆井工作中也要做好其他安全措施，安全使用施工技術(shù)和作業(yè)手段，相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)結(jié)合實(shí)際的工作環(huán)境和工作區(qū)域來進(jìn)行選擇，做出科學(xué)預(yù)防措施的應(yīng)用，避免發(fā)生井漏現(xiàn)象。此外在工程施工當(dāng)中，還應(yīng)當(dāng)對(duì)下鉆速度進(jìn)行把控既不能夠過快，也不能夠過慢，如果在這一過程中進(jìn)行開泵循環(huán)，就需要先轉(zhuǎn)動(dòng)再開放。

3 鉆井工程井漏后堵漏技術(shù)分析

3.1 堵漏材料的科學(xué)選擇

就目前情況來看，相關(guān)人員在進(jìn)行井漏問題原因分析中發(fā)現(xiàn)，在一定程度上是由于堵漏材料質(zhì)量較差所引起的。鉆井工程是一種比較復(fù)雜的工程，在實(shí)際作業(yè)中如果發(fā)生井漏事故，那么就需要相關(guān)人員進(jìn)行第一時(shí)間處理，就目前情況來看，在低壓地層出現(xiàn)的井漏現(xiàn)象比較多，在這一層段中，通常使用堵漏材料來進(jìn)行填充，這些堵漏材料的應(yīng)用，可以對(duì)層段中一些孔隙及裂縫進(jìn)行很好地堵塞，解決堵漏問題。就目前市面上大多數(shù)流通的堵漏材料來看，其一般材料都是吸水膨脹性質(zhì)的材料，這類材料在進(jìn)行井漏作業(yè)使用時(shí)能夠快速吸取水分并且膨脹，進(jìn)而對(duì)井壁進(jìn)行加固，同時(shí)這種方式也可以有效地提升該層段的承載能力，為后續(xù)工作提供保障。

3.2 斷塞堵漏施工技術(shù)分析

鉆井工程是一項(xiàng)比較復(fù)雜的工程，如果鉆井工程中發(fā)生泄漏現(xiàn)象，那么就需要尋找科學(xué)有效的堵漏技術(shù)，及時(shí)將產(chǎn)生的損失降到最低，避免其發(fā)生大規(guī)模的損傷，減少井漏對(duì)工程的影響。就目前情況來看，在進(jìn)行低壓層堵漏時(shí)，通常借助堵漏材料來進(jìn)行填充，要對(duì)堵漏材料進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，確保堵塞井中的空隙和裂縫。在堵漏技術(shù)的應(yīng)用中，一些纖維類、凝固類、可變類和剛性顆粒等材料被人們廣泛使用，有著非常好的吸水膨脹性能，可以不斷加固井壁的承載能力。一般情況下發(fā)生井漏現(xiàn)象后，通常會(huì)采用堵漏劑進(jìn)行堵漏，這種方式的應(yīng)用首先就要尋找合適的堵漏劑，其次是對(duì)井漏位置，進(jìn)行精準(zhǔn)把控，找準(zhǔn)位置用堵漏漿進(jìn)行堵塞。具體要找準(zhǔn)井漏所發(fā)生的層段，然后選擇與鉆井液密度相似的堵漏劑，在合適的位置上放入鉆井。同時(shí)，將堵漏漿迅速送入漏失層段，在這一過程中還需要相關(guān)操作人員時(shí)刻注重灌入堵漏漿的量，如果井漏現(xiàn)象比較小，就在可以調(diào)控的范圍內(nèi)關(guān)閉解壓模式。而如果發(fā)生井漏的情況比較嚴(yán)重，并且井筒較大不容易被灌滿，這時(shí)為了避免出現(xiàn)卡鉆情況，就需要再起鉆并且使用活動(dòng)工具進(jìn)行擠壓施工，而在這一過程中堵漏效果可以通過憋壓過程中的壓數(shù)值大小來進(jìn)行判斷，其數(shù)值越高，說明堵漏的效果越理想。

3.3 循環(huán)法堵漏技術(shù)分析

在鉆井工程中一旦發(fā)生井漏現(xiàn)象，相關(guān)施工人員就可以結(jié)合現(xiàn)場情況，選擇物理法隨鉆技術(shù)進(jìn)行處理，該方式對(duì)于井漏處理來說有著非常好的效果。一般被應(yīng)用在滲透量比較小的地層當(dāng)中，因此也被人們稱為循環(huán)法。在鉆井工程中，如若發(fā)生井漏現(xiàn)象，施工人員可以在井壁剛被鉆開的時(shí)候，這個(gè)時(shí)候井中裂縫往往較小，并沒有出現(xiàn)大面積的開裂現(xiàn)象，但是其由于擠壓位置的不同，并不能夠清楚地判定具體位置，這個(gè)時(shí)候就可以實(shí)施循環(huán)法堵漏技術(shù)。在該種方式的應(yīng)用當(dāng)中，首先需要現(xiàn)場工作人員選取大水眼的鉆頭，其主要是對(duì)斷裂層的裂縫利用水鉆堵漏劑的顆粒來不斷堵塞，并且反復(fù)地壓實(shí)，這一過程需要鉆具來進(jìn)行不間斷的活動(dòng)以此來進(jìn)行反復(fù)壓實(shí)保證鉆井工程的穩(wěn)定，防止出現(xiàn)卡鉆等現(xiàn)象，也能夠讓堵漏達(dá)到預(yù)定效果。該方式要注意鉆井液的應(yīng)用，并且要根據(jù)配方來對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)，讓其擁有較高的可泵性。

3.4 復(fù)合堵漏施工技術(shù)分析

在鉆井工程施工中，對(duì)于堵漏工藝的選取，復(fù)合堵漏施工技術(shù)有著非常重要的地位，其在應(yīng)用過程中可以采用復(fù)合化學(xué)凝膠堵漏技術(shù)，復(fù)合承壓劑混合水泥進(jìn)行堵漏。該技術(shù)的應(yīng)用可以對(duì)井漏位置進(jìn)行有效灌注，能夠解決目前所遇到的大多數(shù)井漏問題。復(fù)合化學(xué)凝膠堵漏劑的應(yīng)用，其所使用的化學(xué)材料具有易變形的特征，進(jìn)而對(duì)地層中的一些空隙和裂縫進(jìn)行有效封堵，在石油井漏問題處理中取得了非常好的效果。壓差堵漏技術(shù)也是一種非常先進(jìn)的堵漏技術(shù)，該技術(shù)在應(yīng)用過程中。所承受的溫度范圍比較廣，同時(shí)其能夠承受的壓力也較高，所使用的堵漏劑有較強(qiáng)的耐酸堿耐腐蝕性，能夠適用大多數(shù)環(huán)境較惡劣的施工環(huán)境中，并且工藝操作簡易，并不需要較為先進(jìn)的設(shè)備支持，能夠在施工現(xiàn)場進(jìn)行迅速堵漏。同時(shí)由于鉆井工程的復(fù)雜性，發(fā)生的井漏現(xiàn)象比較復(fù)雜，這就需要工作人員對(duì)鉆井工程區(qū)域進(jìn)行充分的地質(zhì)特征調(diào)研，以便能夠了解該地區(qū)的地質(zhì)水文特征，及時(shí)地進(jìn)行井漏的預(yù)防和處理。

4 自適應(yīng)防堵鉆井在施工中的應(yīng)用

在鉆井工程處理井漏現(xiàn)象當(dāng)中，自適應(yīng)防漏技術(shù)有著非常廣泛的應(yīng)用前景，其可以充分利用自適應(yīng)防堵漏技術(shù)，對(duì)漏斗成段進(jìn)行有效封堵。在鉆井工程當(dāng)中如若發(fā)生井漏事故，自適應(yīng)防堵技術(shù)的應(yīng)用就可以在不起鉆的情況下，由現(xiàn)場人員進(jìn)行操作，通過邊鉆邊堵的方式進(jìn)行封堵，以此來達(dá)到有效封堵漏點(diǎn)的目的。在實(shí)際的應(yīng)用過程中，封堵的成效比較高，并且成本比較低，能夠有效對(duì)井漏現(xiàn)象進(jìn)行封堵。該技術(shù)在應(yīng)用過程中，需要施工人員能夠充分地結(jié)合具體的井漏位置進(jìn)行施工，以此為基礎(chǔ)來合理地調(diào)配出適合隨鉆的鉆井液，同時(shí)在施工過程當(dāng)中，施工人員還可以根據(jù)實(shí)際現(xiàn)場情況來對(duì)井漏現(xiàn)象進(jìn)行判斷，對(duì)其漏失量進(jìn)行預(yù)測，這樣才能夠有效選擇較為合適的鉆頭水眼規(guī)格。在距離漏層50 m處，將鉆防漏或堵漏鉆井液進(jìn)行配置和轉(zhuǎn)換，同時(shí)也要保證其配比符合相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。在鉆進(jìn)漏失地層時(shí)要密切關(guān)注鉆井井液液面的變化，如若出現(xiàn)漏失現(xiàn)象要及時(shí)補(bǔ)充堵漏鉆井液，保持一定的泥漿量。而在這一過程中還需要相應(yīng)的技術(shù)人員進(jìn)行計(jì)算，結(jié)合井漏施成的狀況了解其漏失量和漏失速度，進(jìn)而提供較為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)分析，以此為基礎(chǔ)來選擇出最適合該井漏狀況的封堵劑。相關(guān)工作人員一定要提高安全意識(shí)，注重材料的質(zhì)量，做好嚴(yán)格的檢測，確保鉆井液質(zhì)量符合相應(yīng)的要求，使鉆井工程能夠合理的開展。

5 結(jié)束語

井漏現(xiàn)象是較為普遍的問題，但其所帶來的危害卻是非常嚴(yán)重的，一旦處理不好就可能造成非常嚴(yán)重的后果。需要不斷加大防漏堵漏技術(shù)的開發(fā)應(yīng)用，做好井漏預(yù)防及堵漏技術(shù)的探討和分析，加快井漏堵漏技術(shù)的開發(fā)和利用。同時(shí)也要提高相關(guān)工作人員的技術(shù)水平，確保其能夠迅速處理井漏事故，減少井漏事故所帶來的損失，推動(dòng)我國鉆井工程的發(fā)展。