石油钻井工程防漏堵漏工艺的探讨

发表时间:2021/5/14   来源:《科学与技术》2021年第29卷第4期   作者:桑卫功
[导读] 井漏不仅是钻井过程中的普遍现象,且是制约安全
        桑卫功
        陕西煤田地质油气钻采有限公司 陕西 西安 710000
        摘要:井漏不仅是钻井过程中的普遍现象,且是制约安全,快速钻井的重要因素之一。在分析产生井漏的各方面原因基础上,总结常用的各类井漏的预防及堵漏措施,并就防漏堵漏处理技术的发展方向进行预测分析。
        关键词:石油钻井;井漏原因;产生危害;预防措施;堵漏技术;发展趋势;
        引言:钻井作业中,井漏严重制约钻井速度,各类复杂情况与井漏直接相关,并造成巨大经济损失,特别是造成钻井液成本居高不下的主要原因,井漏的预防和治理事关勘探开发的全过程。本文结合近年来有关国内外文献,在实践的基础上,简要介绍井漏的预防和堵漏的处理措施。
        一、井漏的原因
        地质因素:钻遇地层渗透性强、存在天然的孔洞、裂缝、断层或者地层压力系数低等原因。
        人为因素:司钻操作不当,下钻速度过快造成激动压力过大,以及开泵不稳,在一定程度上都会引发井筒内井底压力的剧增,从而压迫地层,导致渗透漏失或裂缝漏失。钻井液密度过高,产生较大压差,压漏地层。
        设计原因:井身设计不合理,片面强调简化井身结构,投资方为较少投入,降低技术套管的投入,裸眼段长且存在不同的压力体系。
        二、井漏的危害
        1.延长施工期,增加泥浆成本。井漏处理耽误生产时间,堵漏要消耗大量泥浆材料。
        2.造成粘附卡钻。堵漏泥浆往往粘度大,固相含量高,如果润滑性跟不上,就有可能发生钻具与井壁粘附卡钻。
        3.造成井塌、井喷事故。井漏使井内液面下降,液柱压力降低,使得液柱压力不能平衡较高地层压力,发生井喷,导致井塌甚至卡钻。
        4.影响地质资料的准确性。井漏后,取不到随钻砂样,对地层就无法正确鉴别。
        5.损害目的层。大量泥浆进入目的层,会对目的层造成严重损害,影响石油天然气的采收率。
        三、井漏的预防
        1.选用合理的钻井液密度与类型,实现近平衡钻井。对于孔隙压力较低的井,选用低固相聚合物钻井液、水包油钻井液、油包水钻井液或泡沫钻井液等。选择钻井液类型时,除了考虑钻井液密度能满足钻井段防止井漏的最小安全密度外,还要考虑其流变性。对于压力低、大井眼井段,应适当提高钻井液的粘切;而对于深井压力较高的小井眼井段,应降低钻井液的粘切。?
        2.降低钻井液环空压耗。在保证携带钻屑的前提下,尽可能降低钻井液粘度;降低钻井液中的无用固相含量和含砂量;降低钻井液滤失量,提高泥饼质量,防止因井壁泥饼较厚引起环空间隙较小,导致环空压耗增大。?
        3.减小压力激动,避免造成人为裂缝漏失。开泵要平稳,要遵守先单泵后双泵的原则;当钻井液粘度、切力较大或井深时,为了减小开泵泵压,可以考虑分段循环钻井液,开泵前要注意先旋转钻具;下钻速度要平稳,尤其是下钻末尾,速度要慢。
        4.提高地层承压能力。调整钻井液性能、预先加封堵材料(如加入正电胶MMH或承压封堵剂JYW-II),先期封堵。
        四、常规堵漏技术措施
        发生井漏以后,要根据井漏情况,采取不同的办法进行处理,通过对发生现象、地质、施工情况、井下钻具结构等信息的综合分析,确定漏失原因及性质,拟定堵漏方案。一般采用以下方法:
        (1)浅部地层井漏,在条件允许的情况下,采用强行钻进,穿过漏层,下套管封隔漏层。
        (2)静止堵漏:将钻头上提至安全位置,让下部钻井液静止几个小时,待井口液面不再下降时,再回复钻进。因钻井液具有触变性,漏失到地层中的钻井液,随着静切力的增加,起到了封堵裂缝的作用。
        (3)随钻堵漏:是在钻井液中加入一定浓度、尺寸合适、强度较高的颗粒状物质。当裂缝扩大到致漏程度时,封堵颗粒随着钻井液漏失进入裂缝中,大颗粒在裂缝中某个位置卡死架桥,小颗粒填充裂缝剩余空间,最终实现封堵。


        (4)注水泥塞堵漏:采用混合发注水泥堵漏即使桥接物质与水泥浆混合堵漏方法。在漏层连挺好漏速大的地层中,直接注水泥浆容易漏光。可先注桥塞剂,在裂缝中架桥,降低漏速,然后在注水泥浆堵漏,彻底封住漏层喉道。
五、堵漏新技术
        (1)塑性堵漏技术。该堵漏浆由胶结剂、流型调节剂、减轻剂、调凝剂、增塑剂等处理剂构成,通过相互间作用,具有塑性蠕变、密度可调、耐久等特性,使漏浆产生“失重”,漏失驱动力消失或趋于消失,进而解决井漏问题。可以快速封堵严重漏失段,增加其耐压能力,保证油井的安全生产。
        (2)物理法随钻堵漏技术。在钻遇漏失地层前起出钻头,将适用与该井的安装在钻头和钻铤之间,通过侧向水力工具将泵入的钻井液分流成小部分,利用旋转射流对漏失井壁的冲击作用,把混进钻井液中的堵漏浆强力推入漏失井壁的孔、隙、洞和裂缝中,封闭漏失通道,同时形成渗透率很低的泥饼,不但能有效防漏堵漏,而且能提高井壁正反向承压能力。
        六.防漏堵漏工艺新趋势
(1)推广应用随钻可视化
        造成钻井作业过程中的泄漏问题,主要是因为施工人员无法明确漏层的具体位置与通道的实际情况等,基于此经过行业人员的创新与研究,已经实现了随钻可视化,利用此技术,能够为施工人员提供完整的信息,提高防漏堵漏的效率。但是对于复杂地层,随钻可视化技术尚未被有效的应用,还存在着技术难题,需要加强技术研究,突破技术难关,以提高防漏堵漏的效率与质量。对于能够应用可视化技术的工程,可以加强技术推广,为开采人员提供技术保障,减少泄漏问题的发生。
(2)加强漏失机理研究
针对钻井作业的漏失问题,需要加强漏机理的研究,朝向岩石力
学发展,重点分析漏失通道大小与压力等因素,对泄漏的具体影响。加强井漏技术的研究,做好技术创新,以全面提升防漏堵漏的效果,推动经济稳定发展。除此之外,还需要加强风险研究,在开采作业的过程中,泄露问题受到多种风险因素的影响,若能够实现风险有效把控,即可避免泄漏问题的发生。
        七、结束语?
        石油钻井过程中最常见的现象就是井漏,井漏的危害是非常大的,会引发一系列的事故,造成非常严重的后果。因此,寻找合适的堵漏材料以及研发防漏堵漏钻井液新技术就显得格外重要。在钻井液防漏堵漏技术得到较好发展的今天,我们仍不能放松对这项技术的研发,使其向更加科学、更加高新,功能更加多元的方向发展。
        参考文献?
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        [2] 王中华.复杂漏失地层堵漏技术现状及发展方向。中外能源,2014.1:39.?
        [3] 王旭波,束文生,董莉.石油钻井工程防漏堵漏工艺的探讨[J].石化技术,2015,03:99~100.?
        [4] 刘万江.石油钻井工程防漏堵漏工艺解析[J].石化技术,2015,08:156.?
        [5] 林英松,蒋金宝,秦涛.井漏处理技术的研究与发展.断块油气田,2005.3:4.
        
        
        
        
        
        
        
                                        
                                                               
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