石油钻井工程防漏堵漏工艺研究

石油钻井工程防漏堵漏工艺研究

柳思祺

中国石化胜利石油工程有限公司黄河钻井总公司 山东 东营 257000

摘要：在石油钻井工程中，防漏堵漏工艺发挥着重要的作用。石油是重要的工业原料，石油钻井地层漏失问题是影响开采质量和效率的因素，严重时会带来钻井安全问题，导致石油开采作业中止。研究石油钻井漏失成因是解决漏失问题的前提，然后选择防漏堵漏技术处于漏失处解决漏失问题。基于此，本文首先分析了石油钻井的井液渗漏问题，其次探讨了防漏与堵漏工艺及技术，以供参考。

关键词：石油钻井工程；防漏堵漏；工艺

引言

井漏是指在石油、天然气勘探开发的钻井、修井等作业过程中，井内的工作流体（钻井液、修井液、固井水泥浆等）漏入地层的一种现象。普通井漏是在石油和天然气的钻进中发生的一种井下复杂的事故。一旦发生井漏，将会造成钻井液流失，钻井液不能持续，同时也会对钻井周期产生不利的作用。当井漏发生时，应及时采取有效的堵漏方法，避免造成物料的损耗。井喷一旦发生，很可能造成井塌、卡钻、井喷等，造成重大的经济损失。由于地层中出现裂缝、洞穴等原因，导致了井渗漏的产生。由于钻井与地层的关系，造成了钻井液流的正压力差异；要有足够的储藏容积，在达到这个要求之后，就会发生井泄漏问题。在发生井泄漏问题之后，要正确判断渗层的特性，才能增加治理的成功率。井漏出现后，应对漏层位置进行全面的位置分析，并在位置定位之后，对漏层的岩性、漏层位置、井深和井漏的严重性进行研究，并给出相应的处理方案。

1石油钻井的井液渗漏问题

目前阶段的石油钻井工程，普遍存在着防漏、堵漏工艺的应用，缺乏具体规划的问题。出现这种问题的原因，一是因为目前很多的石油钻井工作人员，在工程施工期间，单纯凭借自身对石油钻井来防漏、堵漏工作的认识，来对具体堵漏情况进行处理，这样可能导致防堵漏工作过于受到经验主义、主观因素的主导，严重影响石油钻井工程防漏堵漏工艺的实际应用效果，导致工作缺乏整体统筹规划。如果长期受到经验主义的主导，将难以解决井漏的实际问题，降低防漏、堵漏工程的有效性。如果长期受到主观因素的影响，会增加石油钻井工程的施工成本，浪费大量财力、物力。另一方面可能是因为石油钻井储备层受损导致的渗漏问题。目前石油钻井中的防漏、堵漏工艺，在实际应用的过程中，在石油钻井储层方面存在较大的问题，石油钻井储层容易受损。一般情况下，如果发现石油钻井出现储备层受损的问题，应及时采取相应的应对举措，来对漏层进行针对性的修补措施。对受损的储备层进行修补时，应注意施工材料的选择，选用可溶性低、惰性的材料。石油钻防堵防漏工艺局限性较大。当前的石油钻井防堵防漏工艺，存在着较大的局限性。具体表现为石油钻井在防漏、堵漏工艺上，表现出的具体工作状态来讲，工艺操作人员并不能准确发现漏层压力，也无法明确漏层的位置。这种问题就会导致防漏、堵漏工艺的实际应用效果受到较大程度的负面影响。除此之外，应用防漏堵漏工艺如果不依托于石油钻井工程的实际情况，就会导致裂缝的修缮工作难以在不依靠辅助性器材的条件下实现。

2防漏与堵漏工艺及技术分析

2.1防漏堵漏剂

桥接类防漏堵漏剂、水泥浆防漏堵漏剂、体膨颗粒类防漏堵漏剂和聚合物凝胶防漏堵漏剂等为常见的防漏堵漏剂。水泥浆防漏堵漏剂在一些存在着严重漏失的地层中应用较为广泛，防漏堵漏效果较为理想。这种堵漏剂主要成分为水泥、石膏、石灰和硅酸盐等，将这几种材料混合后形成堵漏剂，通过泵送方法将其运送到井漏地层中，水泥浆经过一系列化学反应后发生稠化现象，形成了坚固的胶结层，这种固体强度非常高，可以有效防止区域再次发生漏失。现阶段以MTC水泥浆、泡沫水泥和水玻璃类等为主的水泥封堵材料应用广泛。桥接类防漏堵漏剂的应用包含了架桥挂阻、嵌入、黏附封堵和膨胀堵塞等过程。相对其他材料而言，这种材料的原料较为便宜，使用一些化工废料或者纤维、果壳类材料即可以制作封堵剂，较为广泛的原料来源是最大优点，目前国内封堵多采用此类封堵剂。聚合物凝胶防漏堵漏剂主要应用在一些延伸和扩展裂缝的封堵中，能够防止这些裂缝继续演化，固相含量相对较低，在压力作用下融入发生变形现象。这种材料的抗剪切稀释能力要高于其他材料，聚合物凝胶后能够形成具有较高变形性的胶状体。在国外一些国家中此类防漏堵漏剂应用广泛。与聚合物凝胶防漏堵漏剂相似的封堵材料还有有机凝胶、PCP凝胶和无机凝胶等。

2.2结构堵漏处理

在石油钻井工程建设中出现井漏现象时，技术人员需灵活运用封堵技术，综合利用堵漏措施进行结构堵漏处理。一是钻探公司通过分析地质勘察和井场基础情况与地质水文数据及钻井设计等资料，进一步明确开眼尺寸和导管下深及钻井流体类型等情况，做好变更申请及批报等工作。二是在直井段原则上建议使用低密度无固相钻井液钻进，出现井漏问题时，根据井下情况合理采用堵漏或强钻等技术手段，在进入地层薄弱段前，对设计井段展开整体承压实验，承压堵漏效果不理想后，建议及时更换水泥堵漏的措施。三是发生井漏问题后，如各种堵漏措施的控制效果不理想，根据漏速合理选用随钻堵漏或桥接承压堵漏及水泥堵漏与固结剂专项堵漏等措施，封堵剂适用于产层堵漏，其属于可酸溶物的固化材料，后续解堵的难度更低。同时激活剂的固化作用利于加固井壁，发生复漏的概率小。

2.3优化工程技术

在进行防水、堵漏时，应从以下几个角度进行工艺优化：①采用适当的孔隙压力、破裂压力和渗漏压力曲线，为钻机的各种水力学参数的确定奠定基础；②准确识别渗流层，并制定相应的防水技术和施工方案；③采用合理的井体构造，采用技术套管进行封闭，防止了井下的复杂性。在采用钻机时，应减小钻机的动切力：①减小钻机的压力，对钻机的排量进行调整，并对钻机的流量进行校验；②要严密地掌握下钻孔速率，降低激发压强，从而达到预防漏水的目的，并尽量避免不必要的费用。在施工过程中要注重设备、物料的放置与安装，确保堵头材料质量和配合地层，满足封堵作业的需要。

2.4开发新的钻井液

在开采过程中，应用物理、化学方法配合钻井液可以形成高强度的渗透膜，从而提升钻进壁的强度，减少钻井液漏失现象。所以，研究人员应该研究钻井液的形成机理，并制作更多高强度的钻井液，结合矿井温度变化设计符合钻井环境的钻井液，实现钻井液的精细化研制，有助于漏失问题的解决。在一些泄漏井田中需要采用更多新的材料进行封堵，在能够保障技术成本合理的前提下采用新的技术，使得不同漏失地层存在漏失问题得到解决，实现行长期化发展，防止更多漏失问题出现。

结语

综上所述，钻井工程质量的影响因素相对固定，但是此类影响因素在实际工程中的具体表现有所差异，技术人员需要在明确钻井工作地质环境特点的基础上，从钻井液、钻具以及钻井参数等角度合理选择具体的钻井工程质量控制措施。此间，技术人员需要结合工程设备的实际应用状态，积累设备应用经验，并将此种应用经验与技术应用经验联系起来，综合调整钻井设备的运行参数，促使其可在稳定运行的同时，能够实现更为完整的运行过程，并且可为提升钻井工程的整体质量提供有效支持。

参考文献

[1]杨洪波，郑谭民，董洪铎，等.石油钻井工程防漏堵漏工艺探讨[J].化学工程与装备，2020,286(11):90-91.

[2]李文光.石油钻井工程防漏堵漏工艺应用研究[J].中国战略新兴产业(理论版)，2019(07):1.

[3]黎明，黎鹏.石油钻井工程防漏堵漏工艺应用研究[J].中国石油和化工标准与质量，2019,501(19):217-218.