井亞潔，徐 鵬，于海超

（延長油田股份有限公司志丹采油廠，陜西延安 717500）

井漏是指在石油、天然氣勘探開發(fā)的鉆井、修井等作業(yè)過程中，井內(nèi)的工作流體（鉆井液、修井液、固井水泥漿等）漏入地層的一種現(xiàn)象。普通井漏是在石油和天然氣的鉆進(jìn)中發(fā)生的一種井下復(fù)雜的事故。一旦發(fā)生井漏，將會造成鉆井液流失，鉆井液不能持續(xù)，同時也會對鉆井周期產(chǎn)生不利的作用。當(dāng)井漏發(fā)生時，應(yīng)及時采取有效的堵漏方法，避免造成物料的損耗。井噴一旦發(fā)生，很可能造成井塌、卡鉆、井噴等，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。由于地層中出現(xiàn)裂縫、洞穴等原因，導(dǎo)致了井滲漏的產(chǎn)生[1]。由于鉆井與地層的關(guān)系，造成了鉆井液流的正壓力差異；要有足夠的儲藏容積，在達(dá)到這個要求之后，就會發(fā)生井泄漏問題。在發(fā)生井泄漏問題之后，要正確判斷滲層的特性，才能增加治理的成功率。井漏出現(xiàn)后，應(yīng)對漏層位置進(jìn)行全面的位置分析，并在位置定位之后，對漏層的巖性、漏層位置、井深和井漏的嚴(yán)重性進(jìn)行研究，并給出相應(yīng)的處理方案。

1 石油鉆井工程中防漏堵漏工藝的重要性

目前，在鉆井施工中，一般都會遇到如下問題：①在鉆井過程中，由于機(jī)械分段容易導(dǎo)致井液側(cè)滲。②由于在油藏中存在大量的鉆井流體泄漏，造成了整個油藏的滲透速率增大，造成了石油的浪費(fèi)。而隨著油田鉆井施工進(jìn)度的逐步推進(jìn)，油田開發(fā)周期逐漸延長，面臨油田鉆井項(xiàng)目的堵漏；對油田的高技術(shù)水平，需要采用中國化技術(shù)，以解決油田鉆井施工過程中出現(xiàn)的井漏問題[2]。通過科學(xué)的和合乎邏輯的方法來防止泄漏，可以有效地改進(jìn)鉆井液滲漏狀況，防止卡鉆、塌陷、井噴等問題，保證了油田的發(fā)展科學(xué)化。

2 石油鉆井工程防漏堵漏問題

在實(shí)際的鉆井工程中，很難對井漏現(xiàn)象的原因進(jìn)行判斷，同時對于漏層位置、漏失通道以及漏失壓力的判斷也比較困難，這就容易引發(fā)一些防漏堵漏問題，具體來說有以下幾個方面。

2.1 漏失通道

泄漏通路的大小對堵塞工藝所采用的物料有著重要的作用，若未能正確地判斷泄漏的渠道，很容易使所采用的堵頭材質(zhì)達(dá)不到要求，從而對堵塞的效果產(chǎn)生負(fù)面的影響。目前，對于泄漏管道的大小，通常都是通過泄漏的速率來判定[3]，但實(shí)際情況下，往往會出現(xiàn)一些錯誤，從而導(dǎo)致泄漏區(qū)域和泄漏的大小不能得到正確的估計。

2.2 堵漏工作比較盲目

在井漏問題發(fā)生之后，防堵漏工作人員容易犯經(jīng)驗(yàn)主義錯誤，在沒有確定漏失位置及壓力的情況下就根據(jù)經(jīng)驗(yàn)確定防堵漏材料的種類和顆粒大小，這就是堵漏工作盲目性的問題，這種盲目性雖然提升了堵漏工作速度，但很容易對防堵漏工作的有效性造成影響，從而導(dǎo)致重復(fù)工作，不僅增加了施工成本，還可能導(dǎo)致漏失問題更嚴(yán)重。

2.3 儲層受損

由于多種原因，導(dǎo)致了鉆井施工中的井漏問題無法得到快速有效的解決，并且漏層無法得到快速的修復(fù)，即便對漏油進(jìn)行了修復(fù)，現(xiàn)有的技術(shù)也僅僅在泄漏部位放上一些物料，一旦添加到其中，就會對油藏造成很大的損害。而在進(jìn)行泄漏點(diǎn)修補(bǔ)時，應(yīng)從材質(zhì)的合理性出發(fā)，通常采用的都是能溶解的物質(zhì)，而且還得具備某種惰性，然而，并非每一種油藏選用的物料都要具備相同的特性，因此，國內(nèi)石油勘探部門在進(jìn)行泄漏點(diǎn)修補(bǔ)時，往往會造成油藏?fù)p害。

2.4 工藝存在局限

在石油鉆井項(xiàng)目中，技術(shù)上的限制會影響到油田的防漏、堵漏，而在整個施工中，最主要的工作就是泄漏層的檢測，因?yàn)樾孤┝康亩嗌僦苯佑绊懼吞锏陌踩?。所以，在?shí)施滲漏、堵塞的過程中，要結(jié)合實(shí)際，進(jìn)行相應(yīng)的技術(shù)措施。在石油鉆井作業(yè)中出現(xiàn)泄漏，應(yīng)迅速詳細(xì)地記載鉆井的情況，并對井中的壓力進(jìn)行相應(yīng)的檢測，并對其進(jìn)行合理的堵漏處理。在實(shí)際的防滲、堵漏中，往往要根據(jù)具體情況制定相應(yīng)的施工技術(shù)，而采用的技術(shù)方法也會有很大差異，從而對整個項(xiàng)目產(chǎn)生很大的影響。目前，國內(nèi)在防滲、堵漏等技術(shù)領(lǐng)域還處在初級階段，雖然有很多限制，但是發(fā)展的余地比較大。

2.5 無法準(zhǔn)確判斷漏層位置

在進(jìn)行鉆井施工時，經(jīng)常會遇到井漏現(xiàn)象，因此，在進(jìn)行鉆井施工時，一定要做好相應(yīng)的預(yù)防工作，而要達(dá)到預(yù)期的目的，就需要弄清鉆孔中的漏油部位，正確地掌握其具體情況，從而為選用防滲漏技術(shù)打下堅實(shí)的依據(jù)。然而，雖然已有許多的研究成果，但在實(shí)踐中仍有諸多問題，且所采用的技術(shù)往往比較困難，且所處的定位誤差也比較大，都是理論上的，缺少實(shí)踐性，因此，由于現(xiàn)有的探井定位技術(shù)無法得到很好的運(yùn)用，因此，各油田所采用的技術(shù)往往都比較低效。

2.6 防漏堵漏壓力不能確定

在石油鉆井作業(yè)中，由于地層的特殊情況，會對鉆井工作產(chǎn)生較大的不利作用。但在鉆井作業(yè)中，若不能精確測量地層壓強(qiáng)[4]，將無法保障鉆機(jī)的安全運(yùn)行，從而增大工程建設(shè)的難度。所以，在鉆井過程中，為了確保油田的安全，必須精確測量地層壓強(qiáng)，并確定油井封堵工作的工作壓力。

2.7 固井工藝出現(xiàn)問題引發(fā)漏失

封固表層套管常用APIG級水泥，其水泥漿的特性為，與表土層膠結(jié)性甚差，與基巖膠結(jié)性較好，與泥餅根本不膠結(jié)。在日常封固表層套管過程中，替漿量常常計算不準(zhǔn)，替漿量過少造成水泥基本上在套管內(nèi)；替漿量過多，造成水泥與基巖封固段≤1m。當(dāng)鉆進(jìn)表土層段時，漏斗黏度30～40s，水基鉆井液密度1.10～1.25g/cm3，泥餅厚2～4mm[5]，在不洗井的條件下，水泥漿不能直接與基巖膠結(jié)。同時，在固井工藝中，由于泵壓、泵量的存在，鉆井液在井內(nèi)呈現(xiàn)出高速層流狀態(tài)循環(huán)，對井壁沖蝕的作用較大，從而引發(fā)井壁與底下套管頭出現(xiàn)水槽，鉆井液將會出現(xiàn)沖蝕第三系或第四系黃土層，在一定程度上造成漏失。

3 防漏與堵漏工藝及技術(shù)分析

3.1 防漏

油田鉆井施工中發(fā)生泄漏事故，通常采用以下三種方法進(jìn)行封堵。首先，為了防止上層油藏的泄漏，在進(jìn)行鉆井作業(yè)前，要加入少量的隨鉆堵漏液，以便在鉆井中出現(xiàn)漏水時及時堵塞，確保漏液的有效控制，防止出現(xiàn)更大的漏洞。其次，要采用固控制裝置，對原油井內(nèi)的固相進(jìn)行及時的清理，以保證井筒的清潔。當(dāng)鉆具底部出現(xiàn)泄漏時，難以對其進(jìn)行有效的監(jiān)控。所以，為了防止泄漏，必須加入新的膠溶液，以達(dá)到對泄漏的保護(hù)。最后，通過對鉆孔施工中的下鉆孔速率進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)控，確保每個支架全部放下的間隔為45～60s。當(dāng)鉆井作業(yè)中發(fā)生砂橋、井坍塌等問題，導(dǎo)致下鉆有阻力，這時必須確保開啟泵的速度較慢，以達(dá)到較好的泵容。通過對水泵轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)來達(dá)到高效的開啟，防止出現(xiàn)堵水泵故障，從而達(dá)到防止井泄漏問題的目的。

3.2 堵漏

為了更好地處理漏水問題，必須采用合理的堵漏方法，并采用以下方法進(jìn)行了施工。首先，綜合堵漏技術(shù)的應(yīng)用，一般都是依據(jù)原油泄漏的程度來決定的，在漏水量為2～5m3/h時，就可以通過鉆井液將漏油層迅速地打穿，然后將鉆頭放在漏水部位的底部，迅速地將復(fù)合堵漏液注入到鉆孔下面，但要確保堵漏漿足夠的稠度和均勻，將鉆機(jī)打到漏斗的頂端，然后將其封閉。在此之后，還要對鉆頭進(jìn)行間歇性的多次灌注，流量在0.2～0.4m3/min，每次注漿數(shù)量為3～4m3時就會終止。在注漿時，應(yīng)仔細(xì)觀察管道的壓力和套管的壓力，使其在6h內(nèi)保持恒定。在這個過程中，在漏層的頂端進(jìn)行了大流量的循環(huán)，在封閉結(jié)束后，向下鉆井到漏層的最下面。若封堵措施有效，則可進(jìn)行鉆井作業(yè)。

另外，可以結(jié)合采用復(fù)合堵漏技術(shù)和水泥堵漏技術(shù)，對發(fā)生漏失和發(fā)生失回型漏失的事故，都能取得很好的效果。若有以上兩種情形，則應(yīng)選擇以清水盲鉆法進(jìn)行封堵。對這一點(diǎn)，尤其要注意，在盲目鉆井時，要有足夠的清水，一般要確保1t或更多。只要有充足的水，就可以一次完成漏斗，在鉆機(jī)全部通過漏斗時，就需要先用水泥漿將漏油堵死，然后將混合的補(bǔ)漏液倒入井內(nèi)，再將水泥漿灌滿。鉆機(jī)進(jìn)入表殼時，要對鉆具進(jìn)行多次的清潔，以確保不會產(chǎn)生任何殘余的水泥漿。在混凝土泥漿充分固化后即可進(jìn)行鉆頭，以達(dá)到對堵塞的迅速、高效的目的。

4 石油鉆井工程防漏堵漏工藝的優(yōu)化措施

4.1 堵漏工藝技術(shù)

若在鉆井期間發(fā)生了泄漏，應(yīng)及時進(jìn)行封堵，在此期間，工作人員必須了解發(fā)生意外的緣由，盡量收集到有關(guān)地層的信息，再利用專門的工具進(jìn)行鉆孔，同時密切注意井泄漏的情況。采用這種技術(shù)，可以掌握井下的具體狀況和發(fā)展?fàn)顩r，若井下條件良好，無需暫停，只要增加泥漿的黏性就可以，若采用堵漏措施仍無作用，必須在滲漏部位采用 DF～1型物料進(jìn)行密封，若仍無明顯的影響，就必須進(jìn)行調(diào)整，并將調(diào)整后的泥漿注入到漏點(diǎn)處，在此期間，可以采用壓制式注射方式。

4.2 優(yōu)化工程技術(shù)

在進(jìn)行防水、堵漏時，應(yīng)從以下幾個角度進(jìn)行工藝優(yōu)化：①采用適當(dāng)?shù)目紫秹毫?、破裂壓力和滲漏壓力曲線，為鉆機(jī)的各種水力學(xué)參數(shù)的確定奠定基礎(chǔ)；②準(zhǔn)確識別滲流層，并制定相應(yīng)的防水技術(shù)和施工方案；③采用合理的井體構(gòu)造，采用技術(shù)套管進(jìn)行封閉，防止了井下的復(fù)雜性。

在采用鉆機(jī)時，應(yīng)減小鉆機(jī)的動切力：①減小鉆機(jī)的壓力，對鉆機(jī)的排量進(jìn)行調(diào)整，并對鉆機(jī)的流量進(jìn)行校驗(yàn)；②要嚴(yán)密地掌握下鉆孔速率，降低激發(fā)壓強(qiáng)，從而達(dá)到預(yù)防漏水的目的，并盡量避免不必要的費(fèi)用。

在施工過程中要注重設(shè)備、物料的放置與安裝，確保堵頭材料質(zhì)量和配合地層，滿足封堵作業(yè)的需要。

4.3 合理運(yùn)用微復(fù)合凝膠

在應(yīng)用的微型復(fù)合物是一種具有化學(xué)活性的物質(zhì)，它可以迅速地形成一個密封的網(wǎng)格，并吸收附近的濕分，在物理和化學(xué)的作用下，形成一個微粒的膠體，從而達(dá)到全面的封堵效果。在應(yīng)用時，要注意觀察周邊的情況，以防止由于外部的環(huán)境因素而導(dǎo)致封堵效果下降。采用微復(fù)合凝膠技術(shù)進(jìn)行結(jié)構(gòu)加固，其優(yōu)越性在于：①微粒復(fù)合材料結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性強(qiáng)，使用方便，在鉆孔以后，可以使用微型復(fù)合材料進(jìn)行內(nèi)結(jié)網(wǎng)；②該技術(shù)不會對油田地層造成任何的污染，也不會對油田的鉆井環(huán)境有任何的影響；③微型復(fù)合物可以調(diào)整其力量，可以在使用時隨時調(diào)整，方便 快捷。

4.4 復(fù)合承壓劑混合水泥堵漏工藝

采用復(fù)合填料摻加的水泥堵漏技術(shù)，其技術(shù)要點(diǎn)是：對防滲復(fù)合物充填；循環(huán)、軀替和再注工藝，能有效地克服高壓力條件下的鉆井問題，實(shí)現(xiàn)對目前存在的漏油進(jìn)行全面的壓力調(diào)控和封堵，確保鉆井液不會再外溢。采用復(fù)合承壓材料進(jìn)行黏結(jié)的施工技術(shù)，其具體實(shí)施過程如下：

（1）調(diào)整漏氣壓，采用壓力計算程序和自動節(jié)流閥，對鉆出的漏氣進(jìn)行調(diào)整，確定合適的流量容積，采用合適的混合料和混凝土進(jìn)行堵塞；

（2）對提升鉆具進(jìn)行精確維修，設(shè)置上鉆的可移動深度，進(jìn)行重漿灌入，對鉆井液滲漏部位進(jìn)行350°的循環(huán)。

4.5 泥漿施工技術(shù)工藝

①必須將土壤的黏性控制在合適的程度，然后再進(jìn)行采礦；②在對采礦用的淤泥進(jìn)行預(yù)處理時，要加入新的鉆井液，從而減少鉆井液的稠度，提高鉆井液的潤滑性能；③減少鉆井液的黏性而不會對采礦產(chǎn)生任何的干擾，從而減少能源消耗；④在高滲透地質(zhì)條件下，必須提高泥塊的品質(zhì)，并嚴(yán)格控制泥塊的厚度，以防止由于淤渣的厚度太大而造成環(huán)縫內(nèi)的壓力增大；⑤在注入水泥時，要盡量減少空氣消耗，要在水泥中加入更多的重質(zhì)料。

5 結(jié)束語

在鉆井項(xiàng)目中，最重要的工作就是防水和堵塞，所以要非常重視，這樣就可以保證施工的理論和工藝的協(xié)調(diào)。同時，要根據(jù)現(xiàn)場的具體條件，制定相應(yīng)的對策，嚴(yán)格控制工作人員的施工行為，嚴(yán)格地進(jìn)行管理，嚴(yán)格按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)程進(jìn)行石油鉆井工程的實(shí)施，從而保障石油鉆井工程項(xiàng)目能夠有條不紊地進(jìn)行，同時也為我國石油鉆井事業(yè)的長期、穩(wěn)健發(fā)展提供扎實(shí)的基礎(chǔ)。