李建宇

中海石油（中國(guó)）有限公司天津分公司 天津 300459

1 鉆井工程井漏事故概述

在鉆井工程中，由于影響鉆井工作的因素比較多，如果井漏預(yù)防工作存在瑕疵，則會(huì)導(dǎo)致井漏事故在鉆井過(guò)程中出現(xiàn)。作為一種時(shí)常發(fā)生的現(xiàn)象，井漏事故如果發(fā)生程度比較輕微，則不會(huì)影響鉆井工作的開(kāi)展，如果井漏嚴(yán)重，則會(huì)導(dǎo)致井內(nèi)壓力快速下降，影響井壁的穩(wěn)定性，從而引發(fā)程度不等的安全事故。

1.1 井漏產(chǎn)生的條件與類(lèi)型

井漏問(wèn)題的出現(xiàn)需要一些前提條件，如果鉆井區(qū)域存在縫隙、小孔等問(wèn)題，則會(huì)導(dǎo)致鉆井液出現(xiàn)漏失問(wèn)題，并且也可成為鉆井液的存儲(chǔ)空間。此外，如果鉆井液壓力與縫隙、小孔內(nèi)部的液體壓力存在壓差，則會(huì)引發(fā)井漏問(wèn)題。與此同時(shí)，根據(jù)地層特征不同，井漏類(lèi)型可分為3個(gè)類(lèi)別，即：滲透型漏失、裂縫型漏失與孔洞型漏失。

1.2 井漏產(chǎn)生的原因

1.2.1 自然因素

自然因素是引發(fā)井漏問(wèn)題的直接原因，在鉆井工程中，裂縫、孔洞等會(huì)在泥頁(yè)巖層中出現(xiàn)，隨著鉆井工作的不斷推進(jìn)，井漏問(wèn)題發(fā)生概率也會(huì)大幅度增加。另外，對(duì)于砂礫巖來(lái)說(shuō)，其結(jié)構(gòu)中存在大量孔洞與縫隙，并且由于孔洞在砂礫巖中存在互通的關(guān)系，所以在鉆機(jī)工作過(guò)程中，大量振動(dòng)作用力會(huì)作用到砂礫巖結(jié)構(gòu)中，導(dǎo)致砂礫巖結(jié)構(gòu)的緊密程度進(jìn)一步下降，從而導(dǎo)致井漏問(wèn)題出現(xiàn)。與此同時(shí)，碳酸鹽巖存在活潑的化學(xué)性質(zhì)，在鉆機(jī)工作時(shí)，碳酸鹽巖中的井漏問(wèn)題發(fā)生概率也會(huì)大幅度增加。

1.2.2 人為因素

隨著我國(guó)鉆井開(kāi)采規(guī)模逐漸增加，人為因素引發(fā)的井漏問(wèn)題也是屢見(jiàn)不鮮。井漏問(wèn)題出現(xiàn)，除了自然因素外，鉆井人員操作不規(guī)范、不科學(xué)，同樣也會(huì)提升井漏問(wèn)題出現(xiàn)概率。例如，在注水操作中，鉆井人員未按照要求實(shí)施作業(yè)，致使地層存在顯著的壓力差，由于存在破裂應(yīng)力，導(dǎo)致井漏問(wèn)題出現(xiàn)。最后，由于鉆井工程現(xiàn)場(chǎng)人員專(zhuān)業(yè)素質(zhì)與技術(shù)水平參差不齊，并且不了解鉆井作業(yè)技術(shù)實(shí)施要點(diǎn)，致使鉆井液添加不規(guī)范，從而誘發(fā)井漏問(wèn)題。

1.3 井漏問(wèn)題存在的危害

（1）影響鉆井效率和工程實(shí)施進(jìn)度

在鉆井工作中，如果出現(xiàn)井漏問(wèn)題，勢(shì)必會(huì)暫停鉆井工作，待井漏問(wèn)題解決后，才可繼續(xù)鉆井作業(yè)。所以，鉆井效率會(huì)因?yàn)榫﹩?wèn)題而受到影響，推遲鉆井工程結(jié)束時(shí)間。另外，一旦出現(xiàn)井漏問(wèn)題，無(wú)論是輕微程度，還是嚴(yán)重的井漏事故，都需要有關(guān)人員及時(shí)處理，所以也會(huì)因此耗費(fèi)大量精力來(lái)解決井漏問(wèn)題，嚴(yán)重影響工程實(shí)施進(jìn)度。

（2）增加鉆井成本支出

在鉆井工程中，如果出現(xiàn)井漏問(wèn)題，鉆井企業(yè)需要增加施工成本來(lái)解決井漏問(wèn)題，確保井漏問(wèn)題可以及時(shí)、有效解決。此外，為了解決井漏問(wèn)題，鉆井企業(yè)要采購(gòu)專(zhuān)業(yè)的堵漏材料，確保井漏問(wèn)題可以得到第一時(shí)間的封堵，由此也會(huì)增加施工成本。與此同時(shí)，在解決井漏問(wèn)題時(shí)，鉆井工作需要暫停，待堵漏結(jié)束后才可繼續(xù)鉆井工作，鉆井工程的時(shí)間成本也會(huì)因此增加。

（3）地質(zhì)影響分析結(jié)果

在鉆井工程中，地質(zhì)分析是其中重要的工作內(nèi)容。當(dāng)鉆井作業(yè)出現(xiàn)井漏問(wèn)題時(shí)，則會(huì)導(dǎo)致地層中有大量的鉆井液，用于地質(zhì)分析的樣品會(huì)因此遭受污染，影響地質(zhì)分析結(jié)果的真實(shí)性。

（4）影響鉆井安全

當(dāng)井漏問(wèn)題在鉆井工程中出現(xiàn)時(shí)，除了會(huì)對(duì)鉆井效率與鉆井成本產(chǎn)生影響外，同樣還有著一定的安全問(wèn)題。作為一類(lèi)安全事故，井漏問(wèn)題會(huì)引發(fā)井噴、塌方等事故，嚴(yán)重威脅鉆井現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員的生命安全，增加安全事故發(fā)生概率。

2 鉆井工程中井漏預(yù)防技術(shù)

2.1 優(yōu)化設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)

在對(duì)井漏事故發(fā)生原因分析后發(fā)現(xiàn)，如果井漏問(wèn)題在實(shí)際鉆井工程中出現(xiàn)，則可能與井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)有關(guān)聯(lián)。在設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)時(shí)，設(shè)計(jì)人員未對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)條件進(jìn)行細(xì)致的勘察，不了解油井儲(chǔ)存情況。此外，在鉆井工程中，井液壓力突然增加的情況下，井漏問(wèn)題也會(huì)因此出現(xiàn)。所以，在設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員要做好油井地質(zhì)勘測(cè)工作，保證有針對(duì)性地完成井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作。例如，現(xiàn)場(chǎng)人員要對(duì)鉆井下入深度、套管尺寸等進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)量，隨后采用現(xiàn)代化理念完成井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)工作，提升井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性。需注意的是，井身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要對(duì)油氣層位置、完井方法等進(jìn)行綜合考慮，將井漏隱患徹底消除。

2.2 注意優(yōu)化鉆井液性能

研究表明，優(yōu)化鉆井液性能，可以有效地降低井漏事故發(fā)生概率。因此，在選擇鉆井液時(shí)，鉆井單位為了消除井漏隱患，可以選擇低密度的鉆井液用于鉆井工程。另外，在鉆井工程中，鉆井企業(yè)可以降低鉆井液的壓力，可以起到預(yù)防井漏的作用。在鉆井作業(yè)中，對(duì)于鉆井單位來(lái)說(shuō)，其要對(duì)鉆井壓力嚴(yán)格控制，鉆井壓力要控制在要求的范圍之內(nèi)，切不可突然增加或降低鉆井壓力，否則會(huì)影響鉆井質(zhì)量。與此同時(shí)，在打井過(guò)程中，井液壓力要小于最小破裂壓力，如果有裂縫、溶洞在地層中出現(xiàn)，為了確保地層壓力與井液壓力保持平衡，需要采用有針對(duì)性的鉆井技術(shù)，確保鉆井作業(yè)有序進(jìn)行。在鉆井初始階段，如果井液壓力增加，或者出現(xiàn)壓力激蕩現(xiàn)象，則會(huì)導(dǎo)致井壁結(jié)構(gòu)出現(xiàn)不穩(wěn)定，所以泵的速度要嚴(yán)格控制。為了保證鉆井液的密度符合鉆井要求，需要鉆井企業(yè)在鉆井前精準(zhǔn)地計(jì)算漏失壓力、破裂壓力與孔隙壓力，根據(jù)計(jì)算結(jié)果選擇有針對(duì)性的鉆井液。對(duì)于鉆井液來(lái)說(shuō)，其密度大小與其組分有直接關(guān)系，為了降低鉆井液密度，可以在鉆井液中加入液體膠液、土漿等物質(zhì)，有助于使鉆井液的效果發(fā)揮出來(lái)。為了避免鉆井液壓力過(guò)大，泵量在起初階段要嚴(yán)格控制，隨后再增加鉆井液的泵入量，確保鉆井液的壓力處于合理區(qū)間。

2.3 降低環(huán)空壓耗

在鉆井工作中，為了預(yù)防井漏問(wèn)題，鉆井企業(yè)可以注意控制鉆井液環(huán)空壓耗，減小環(huán)空壓耗，可以降低井漏發(fā)生概率。為了降低環(huán)空壓耗，可通過(guò)以下工作實(shí)現(xiàn)：（1）為了減少鉆井液環(huán)空壓耗，可以通過(guò)減少鉆井液排液量來(lái)實(shí)現(xiàn)。（2）通過(guò)合理設(shè)計(jì)鉆井結(jié)構(gòu)，可以使環(huán)空間隙增加，從而有效降低環(huán)空壓耗。（3）降低鉆井設(shè)備的速度，有助于控制環(huán)空壓耗。另外，鉆具可根據(jù)實(shí)際井深要求而有針對(duì)性地選擇，保證鉆具可以適應(yīng)井身結(jié)構(gòu)，從而使環(huán)空壓耗得到有效控制。

3 鉆井工程中堵漏施工技術(shù)的應(yīng)用

在鉆井工程中，如果出現(xiàn)井漏問(wèn)題，除了會(huì)影響鉆井工作實(shí)施效率外，還會(huì)增加安全隱患，引發(fā)嚴(yán)重的安全事故。所以，為了提升井漏問(wèn)題解決的效果，降低井漏問(wèn)題對(duì)于鉆井工程的影響，保證鉆井工作可以安全進(jìn)行，鉆井企業(yè)要針對(duì)井漏問(wèn)題采用合適的堵漏施工技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)堵漏技術(shù)的研究力度，從而及時(shí)找到井漏問(wèn)題發(fā)生的實(shí)際區(qū)域，并可有針對(duì)性地選擇堵漏技術(shù)，提升堵漏技術(shù)的應(yīng)用質(zhì)量。

3.1 段塞堵漏施工技術(shù)

為了提升井漏問(wèn)題解決的及時(shí)性，降低井漏問(wèn)題對(duì)于鉆井工程的影響，科學(xué)地選用堵漏技術(shù)就顯得十分重要。因此，在堵漏施工過(guò)程中，為了降低堵漏成本支出，鉆井企業(yè)可選用合適的堵漏材料對(duì)井漏位置進(jìn)行填充，從而解決井漏問(wèn)題。此外，堵漏材料的應(yīng)用，其可對(duì)井中的孔隙、裂縫等進(jìn)行完全的填充，避免井漏問(wèn)題再次出現(xiàn)。在選擇堵漏材料時(shí)，鉆井企業(yè)可使用纖維類(lèi)、凝固類(lèi)以及剛性顆粒類(lèi)等堵漏材料，上述材料在實(shí)際堵漏技術(shù)應(yīng)用階段有著不錯(cuò)的利用價(jià)值。對(duì)于堵漏材料來(lái)說(shuō)，其在吸水情況下可以得到有效膨脹，不僅可以增強(qiáng)井壁的承載性能，而且還可起到加固井壁的作用。對(duì)于段塞堵漏技術(shù)來(lái)說(shuō)，在實(shí)際堵漏工作中，需要明確堵漏劑的類(lèi)型并找準(zhǔn)井漏位置，隨后使用堵漏漿完成堵塞工作。在應(yīng)用段塞堵漏施工技術(shù)時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)人員要嚴(yán)格控制堵漏漿的注入壓力，避免堵漏漿擠入速度過(guò)快。需注意的是，為了避免出現(xiàn)封門(mén)現(xiàn)象，堵漏漿要分次注入，首先注入2/3的堵漏漿，最后再將剩余的堵漏漿注入到井漏區(qū)域，并且每次注入的時(shí)間要控制在20min左右。例如，在找到井漏位置后，選擇合適的堵漏劑，并且堵漏劑的密度要與鉆井液保持一致；然后，將鉆桿設(shè)置在距離漏層50m左右的位置，將堵漏液泵入到漏失層段。堵漏液的注入量要在施工階段嚴(yán)格控制，并要在段塞堵漏施工階段對(duì)井筒的狀態(tài)進(jìn)行觀察，如果井筒非常容易滿(mǎn)，則表明漏速比較?。环粗?，如果井筒不容易滿(mǎn)，則表示漏失情況嚴(yán)重，所以為了防止發(fā)生卡鉆問(wèn)題，可起鉆至安全井段，并活動(dòng)鉆具實(shí)施擠壓施工，套壓數(shù)值可以直觀反映堵漏效果，堵漏效果與套壓數(shù)值大小成正比關(guān)系。

3.2 循環(huán)法堵漏技術(shù)

如果井漏事故中的滲漏量比較大，則鉆井企業(yè)可使用循環(huán)法堵漏技術(shù)來(lái)解決井漏問(wèn)題。循環(huán)法堵漏技術(shù)指的是在鉆井初始階段，井段僅暴露了一部分，此時(shí)地層裂縫仍然處于比較小的狀態(tài)，并且無(wú)法精準(zhǔn)判斷井漏問(wèn)題，所以為了提升堵漏效果，可借助循環(huán)法堵漏技術(shù)來(lái)解決井漏問(wèn)題。在應(yīng)用循環(huán)法堵漏技術(shù)時(shí)，鉆頭的選取要有針對(duì)性，注意挑選水眼比較大的鉆頭，并可在鉆井階段使用隨鉆堵漏劑對(duì)裂縫進(jìn)行不斷的填堵，同時(shí)反復(fù)地對(duì)填堵區(qū)域進(jìn)行壓實(shí)處理，注意鉆具工作不可間斷，確保循環(huán)法堵漏技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值顯現(xiàn)出來(lái)，提升堵漏效果。在實(shí)際堵漏作業(yè)中，鉆頭在挑選完畢后，可在鉆井液中加入質(zhì)量占比約4%的自適應(yīng)堵漏劑，隨后調(diào)節(jié)鉆井液的性能，保證鉆井液的可泵性滿(mǎn)足鉆井要求，并且為了避免出現(xiàn)卡鉆問(wèn)題，需要在堵漏工作中保持鉆頭可以持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，有助于提升堵漏效果。

3.3 復(fù)合堵漏施工技術(shù)

為了保證鉆井工程順利實(shí)施，必須針對(duì)性地使用堵漏施工技術(shù)，提升堵漏效率與質(zhì)量。在鉆井工程中，作為現(xiàn)代化的堵漏工藝，復(fù)合承壓劑混合水泥堵漏技術(shù)可以有效解決所有井漏問(wèn)題，所以其成為了鉆井工程中最常見(jiàn)的堵漏技術(shù)。復(fù)合堵漏施工技術(shù)的應(yīng)用，其優(yōu)點(diǎn)可以對(duì)井漏位置進(jìn)行有效的封堵，最大限度地降低鉆井液的外滲規(guī)模，保證石油資源開(kāi)采工作有效開(kāi)展，對(duì)提升石油資源產(chǎn)量可起到關(guān)鍵作用。此外，隨著復(fù)合堵漏施工技術(shù)不斷發(fā)展，復(fù)合化學(xué)凝膠堵漏技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。復(fù)合化學(xué)凝膠堵漏技術(shù)中使用了容易形變的化學(xué)材料，所以其可與地層中的空隙進(jìn)行很好地融合，并通過(guò)在地層中發(fā)生化學(xué)反應(yīng)來(lái)實(shí)現(xiàn)封堵空隙的作用，有助于提升堵漏效果。在復(fù)雜地層鉆井工程中，復(fù)合化學(xué)凝膠堵漏技術(shù)有著廣泛的應(yīng)用。對(duì)于壓差堵漏技術(shù)來(lái)說(shuō)，其作為復(fù)合堵漏施工技術(shù)中的典型代表，可以承受更高的壓力與更寬泛的作業(yè)溫度，同時(shí)所使用的堵漏劑具有良好的抗酸堿腐蝕特性，所以可將壓差堵漏技術(shù)應(yīng)用到惡劣的鉆井環(huán)境中。與其他堵漏技術(shù)相比，壓差堵漏技術(shù)應(yīng)用操作簡(jiǎn)單，并且可提升堵漏效率，所以也為壓差堵漏技術(shù)的應(yīng)用與推廣奠定了基礎(chǔ)。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，隨著我國(guó)鉆井工程不斷增多，為了提升鉆井工程質(zhì)量，為鉆井工作營(yíng)造良好的作業(yè)環(huán)境，需要對(duì)井漏問(wèn)題做好預(yù)防措施，并采用有針對(duì)性的堵漏技術(shù)來(lái)提升堵漏質(zhì)量。鉆井工作不僅存在很高的工作風(fēng)險(xiǎn)，并且施工投入巨大，如果出現(xiàn)井漏事故，勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重影響鉆井企業(yè)的經(jīng)濟(jì)收益，同時(shí)也會(huì)影響作業(yè)人員的生命安全。所以，鉆井企業(yè)要注意降低井漏事故發(fā)生概率，采用有效堵漏技術(shù)來(lái)降低井漏事故對(duì)于鉆井工程的影響，對(duì)促進(jìn)我國(guó)鉆井工程發(fā)展具有重要意義。