钻井工程中井漏预防及堵漏技术分析

李建宇

中海石油（中国）有限公司天津分公司 天津 300459

1 钻井工程井漏事故概述

在钻井工程中，由于影响钻井工作的因素比较多，如果井漏预防工作存在瑕疵，则会导致井漏事故在钻井过程中出现。作为一种时常发生的现象，井漏事故如果发生程度比较轻微，则不会影响钻井工作的开展，如果井漏严重，则会导致井内压力快速下降，影响井壁的稳定性，从而引发程度不等的安全事故。

1.1 井漏产生的条件与类型

井漏问题的出现需要一些前提条件，如果钻井区域存在缝隙、小孔等问题，则会导致钻井液出现漏失问题，并且也可成为钻井液的存储空间。此外，如果钻井液压力与缝隙、小孔内部的液体压力存在压差，则会引发井漏问题。与此同时，根据地层特征不同，井漏类型可分为3个类别，即：渗透型漏失、裂缝型漏失与孔洞型漏失。

1.2 井漏产生的原因

1.2.1 自然因素

自然因素是引发井漏问题的直接原因，在钻井工程中，裂缝、孔洞等会在泥页岩层中出现，随着钻井工作的不断推进，井漏问题发生概率也会大幅度增加。另外，对于砂砾岩来说，其结构中存在大量孔洞与缝隙，并且由于孔洞在砂砾岩中存在互通的关系，所以在钻机工作过程中，大量振动作用力会作用到砂砾岩结构中，导致砂砾岩结构的紧密程度进一步下降，从而导致井漏问题出现。与此同时，碳酸盐岩存在活泼的化学性质，在钻机工作时，碳酸盐岩中的井漏问题发生概率也会大幅度增加。

1.2.2 人为因素

随着我国钻井开采规模逐渐增加，人为因素引发的井漏问题也是屡见不鲜。井漏问题出现，除了自然因素外，钻井人员操作不规范、不科学，同样也会提升井漏问题出现概率。例如，在注水操作中，钻井人员未按照要求实施作业，致使地层存在显著的压力差，由于存在破裂应力，导致井漏问题出现。最后，由于钻井工程现场人员专业素质与技术水平参差不齐，并且不了解钻井作业技术实施要点，致使钻井液添加不规范，从而诱发井漏问题。

1.3 井漏问题存在的危害

（1）影响钻井效率和工程实施进度

在钻井工作中，如果出现井漏问题，势必会暂停钻井工作，待井漏问题解决后，才可继续钻井作业。所以，钻井效率会因为井漏问题而受到影响，推迟钻井工程结束时间。另外，一旦出现井漏问题，无论是轻微程度，还是严重的井漏事故，都需要有关人员及时处理，所以也会因此耗费大量精力来解决井漏问题，严重影响工程实施进度。

（2）增加钻井成本支出

在钻井工程中，如果出现井漏问题，钻井企业需要增加施工成本来解决井漏问题，确保井漏问题可以及时、有效解决。此外，为了解决井漏问题，钻井企业要采购专业的堵漏材料，确保井漏问题可以得到第一时间的封堵，由此也会增加施工成本。与此同时，在解决井漏问题时，钻井工作需要暂停，待堵漏结束后才可继续钻井工作，钻井工程的时间成本也会因此增加。

（3）地质影响分析结果

在钻井工程中，地质分析是其中重要的工作内容。当钻井作业出现井漏问题时，则会导致地层中有大量的钻井液，用于地质分析的样品会因此遭受污染，影响地质分析结果的真实性。

（4）影响钻井安全

当井漏问题在钻井工程中出现时，除了会对钻井效率与钻井成本产生影响外，同样还有着一定的安全问题。作为一类安全事故，井漏问题会引发井喷、塌方等事故，严重威胁钻井现场作业人员的生命安全，增加安全事故发生概率。

2 钻井工程中井漏预防技术

2.1 优化设计井身结构

在对井漏事故发生原因分析后发现，如果井漏问题在实际钻井工程中出现，则可能与井身结构设计不当有关联。在设计井身结构时，设计人员未对现场地质条件进行细致的勘察，不了解油井储存情况。此外，在钻井工程中，井液压力突然增加的情况下，井漏问题也会因此出现。所以，在设计井身结构过程中，设计人员要做好油井地质勘测工作，保证有针对性地完成井身结构设计工作。例如，现场人员要对钻井下入深度、套管尺寸等进行准确测量，随后采用现代化理念完成井身结构设计工作，提升井身结构设计的合理性。需注意的是，井身结构设计要对油气层位置、完井方法等进行综合考虑，将井漏隐患彻底消除。

2.2 注意优化钻井液性能

研究表明，优化钻井液性能，可以有效地降低井漏事故发生概率。因此，在选择钻井液时，钻井单位为了消除井漏隐患，可以选择低密度的钻井液用于钻井工程。另外，在钻井工程中，钻井企业可以降低钻井液的压力，可以起到预防井漏的作用。在钻井作业中，对于钻井单位来说，其要对钻井压力严格控制，钻井压力要控制在要求的范围之内，切不可突然增加或降低钻井压力，否则会影响钻井质量。与此同时，在打井过程中，井液压力要小于最小破裂压力，如果有裂缝、溶洞在地层中出现，为了确保地层压力与井液压力保持平衡，需要采用有针对性的钻井技术，确保钻井作业有序进行。在钻井初始阶段，如果井液压力增加，或者出现压力激荡现象，则会导致井壁结构出现不稳定，所以泵的速度要严格控制。为了保证钻井液的密度符合钻井要求，需要钻井企业在钻井前精准地计算漏失压力、破裂压力与孔隙压力，根据计算结果选择有针对性的钻井液。对于钻井液来说，其密度大小与其组分有直接关系，为了降低钻井液密度，可以在钻井液中加入液体胶液、土浆等物质，有助于使钻井液的效果发挥出来。为了避免钻井液压力过大，泵量在起初阶段要严格控制，随后再增加钻井液的泵入量，确保钻井液的压力处于合理区间。

2.3 降低环空压耗

在钻井工作中，为了预防井漏问题，钻井企业可以注意控制钻井液环空压耗，减小环空压耗，可以降低井漏发生概率。为了降低环空压耗，可通过以下工作实现：（1）为了减少钻井液环空压耗，可以通过减少钻井液排液量来实现。（2）通过合理设计钻井结构，可以使环空间隙增加，从而有效降低环空压耗。（3）降低钻井设备的速度，有助于控制环空压耗。另外，钻具可根据实际井深要求而有针对性地选择，保证钻具可以适应井身结构，从而使环空压耗得到有效控制。

3 钻井工程中堵漏施工技术的应用

在钻井工程中，如果出现井漏问题，除了会影响钻井工作实施效率外，还会增加安全隐患，引发严重的安全事故。所以，为了提升井漏问题解决的效果，降低井漏问题对于钻井工程的影响，保证钻井工作可以安全进行，钻井企业要针对井漏问题采用合适的堵漏施工技术，加强对堵漏技术的研究力度，从而及时找到井漏问题发生的实际区域，并可有针对性地选择堵漏技术，提升堵漏技术的应用质量。

3.1 段塞堵漏施工技术

为了提升井漏问题解决的及时性，降低井漏问题对于钻井工程的影响，科学地选用堵漏技术就显得十分重要。因此，在堵漏施工过程中，为了降低堵漏成本支出，钻井企业可选用合适的堵漏材料对井漏位置进行填充，从而解决井漏问题。此外，堵漏材料的应用，其可对井中的孔隙、裂缝等进行完全的填充，避免井漏问题再次出现。在选择堵漏材料时，钻井企业可使用纤维类、凝固类以及刚性颗粒类等堵漏材料，上述材料在实际堵漏技术应用阶段有着不错的利用价值。对于堵漏材料来说，其在吸水情况下可以得到有效膨胀，不仅可以增强井壁的承载性能，而且还可起到加固井壁的作用。对于段塞堵漏技术来说，在实际堵漏工作中，需要明确堵漏剂的类型并找准井漏位置，随后使用堵漏浆完成堵塞工作。在应用段塞堵漏施工技术时，现场人员要严格控制堵漏浆的注入压力，避免堵漏浆挤入速度过快。需注意的是，为了避免出现封门现象，堵漏浆要分次注入，首先注入2/3的堵漏浆，最后再将剩余的堵漏浆注入到井漏区域，并且每次注入的时间要控制在20min左右。例如，在找到井漏位置后，选择合适的堵漏剂，并且堵漏剂的密度要与钻井液保持一致；然后，将钻杆设置在距离漏层50m左右的位置，将堵漏液泵入到漏失层段。堵漏液的注入量要在施工阶段严格控制，并要在段塞堵漏施工阶段对井筒的状态进行观察，如果井筒非常容易满，则表明漏速比较小；反之，如果井筒不容易满，则表示漏失情况严重，所以为了防止发生卡钻问题，可起钻至安全井段，并活动钻具实施挤压施工，套压数值可以直观反映堵漏效果，堵漏效果与套压数值大小成正比关系。

3.2 循环法堵漏技术

如果井漏事故中的渗漏量比较大，则钻井企业可使用循环法堵漏技术来解决井漏问题。循环法堵漏技术指的是在钻井初始阶段，井段仅暴露了一部分，此时地层裂缝仍然处于比较小的状态，并且无法精准判断井漏问题，所以为了提升堵漏效果，可借助循环法堵漏技术来解决井漏问题。在应用循环法堵漏技术时，钻头的选取要有针对性，注意挑选水眼比较大的钻头，并可在钻井阶段使用随钻堵漏剂对裂缝进行不断的填堵，同时反复地对填堵区域进行压实处理，注意钻具工作不可间断，确保循环法堵漏技术的应用价值显现出来，提升堵漏效果。在实际堵漏作业中，钻头在挑选完毕后，可在钻井液中加入质量占比约4%的自适应堵漏剂，随后调节钻井液的性能，保证钻井液的可泵性满足钻井要求，并且为了避免出现卡钻问题，需要在堵漏工作中保持钻头可以持续运转，有助于提升堵漏效果。

3.3 复合堵漏施工技术

为了保证钻井工程顺利实施，必须针对性地使用堵漏施工技术，提升堵漏效率与质量。在钻井工程中，作为现代化的堵漏工艺，复合承压剂混合水泥堵漏技术可以有效解决所有井漏问题，所以其成为了钻井工程中最常见的堵漏技术。复合堵漏施工技术的应用，其优点可以对井漏位置进行有效的封堵，最大限度地降低钻井液的外渗规模，保证石油资源开采工作有效开展，对提升石油资源产量可起到关键作用。此外，随着复合堵漏施工技术不断发展，复合化学凝胶堵漏技术应运而生。复合化学凝胶堵漏技术中使用了容易形变的化学材料，所以其可与地层中的空隙进行很好地融合，并通过在地层中发生化学反应来实现封堵空隙的作用，有助于提升堵漏效果。在复杂地层钻井工程中，复合化学凝胶堵漏技术有着广泛的应用。对于压差堵漏技术来说，其作为复合堵漏施工技术中的典型代表，可以承受更高的压力与更宽泛的作业温度，同时所使用的堵漏剂具有良好的抗酸碱腐蚀特性，所以可将压差堵漏技术应用到恶劣的钻井环境中。与其他堵漏技术相比，压差堵漏技术应用操作简单，并且可提升堵漏效率，所以也为压差堵漏技术的应用与推广奠定了基础。

4 结语

综上所述，随着我国钻井工程不断增多，为了提升钻井工程质量，为钻井工作营造良好的作业环境，需要对井漏问题做好预防措施，并采用有针对性的堵漏技术来提升堵漏质量。钻井工作不仅存在很高的工作风险，并且施工投入巨大，如果出现井漏事故，势必会严重影响钻井企业的经济收益，同时也会影响作业人员的生命安全。所以，钻井企业要注意降低井漏事故发生概率，采用有效堵漏技术来降低井漏事故对于钻井工程的影响，对促进我国钻井工程发展具有重要意义。