钻井防漏堵漏技术分析与建议

发表时间:2021/6/17   来源:《科学与技术》2021年第29卷6期   作者:李洋
[导读] 化学类堵漏材料适用性好、种类多,应用最为广泛,但仍存在产品质量不易控制、现场配置程序复杂
        李洋
        西部钻探准东钻井公司 新疆 克拉玛依834000
        摘要:化学类堵漏材料适用性好、种类多,应用最为广泛,但仍存在产品质量不易控制、现场配置程序复杂、高温耐久性差、承压能力较低等不足,需开展针对性的改进。其合成单体多为丙烯酰胺、丙烯酸等,比较单一,有待于进一步探索更经济高效的原料及合成方法。本文对钻井防漏堵漏技术分析与建议进行分析,以供参考。
        关键词:钻井防漏堵漏;技术分析;建议
        引言
        通过现如今井漏处理工作存在的问题、堵漏技术的分类分析以及对钻井防漏堵漏技术的未来展望三部分就现如今我国钻井防漏堵漏技术整体发展趋势进行论述,提出笔者自己的一些想法与思考,希望能够给予相关的研究人员以及施工人员一些切实可行的建议。
1井漏产生的主要原因
        由于岩层胶结疏松、地层孔隙度大,承压能力弱,天然裂缝发育等情况,在钻井施工过程中,当钻遇该类岩层钻井液渗入周围岩层时,就会导致钻井液漏失。很明显,井眼周围的岩层中存在裂缝和较大孔隙就可能导致液柱压力超过地层压力,使钻井液流向周围的裂缝或较大孔隙,从而对钻井施工造成不利影响,并可能导致发生许多复杂、事故。钻井过程中,井底压力会随着井的深度的增加而增大,使用的泥浆密度大或进入新地层以及启动泥浆泵过猛等情况,都会在井眼周围造成新的裂隙,从而增加发生泄漏的风险;此外,由于不同地质作用,同一地层的压力分布不均,在钻井时液柱压力等相关作用力的相互作用进而破坏了原有的压力分布,导致井眼周围地层的局部结构发生轻微变化,进而发生井漏。在钻井过程中,现场司钻及技术人员未及时发现泵压的微妙变化,也没有对泵冲、泵压等钻进参数进行有效控制和调整,从而导致井底压力平衡发生破坏,导致井漏发生;导致井漏的各种因素无处不在,因此需要提高钻井过程中防漏的技术知识。
2当前防漏堵漏工作中存在的主要问题
        2.1从井身结构的角度进行分析和探讨
        油井自身的结构是否科学合理,将会直接影响到防漏堵漏措施的针对性开展以及整口井的施工进程。在井身结构设计中,工作人员需要对地层、邻井施工、岩性等相关参数做好收集和分析,各项参数具体情况是和套管的层次数据息息相关。由于油井位于地下且地质环境比较复杂,油井的井眼在不同井深会受到不同的孔隙压力,因此具有较大的风险系数,井眼容易发生坍塌,或者是破裂,另外如果剖面的压力超过地质自身的承载压力的时候,地层也会发生破裂,从而造成井漏事故的发生,因此合理的井深结构设计是为有效封闭复杂地层,安全钻进提供可靠条件。
        2.2从堵漏材料的角度进行分析和探讨
        目前堵漏材料方面也存在一定的问题,严重影响到堵漏工作的开展。主要是因为堵漏材料在研发程度上存在不足,市场上流通的常规堵漏材料不能够满足目前钻井过程中堵漏施工的需求。传统的堵漏材料包括桥接类、高失水类、化学类或者是无机凝胶等类型,虽然堵漏材料的种类比较丰富,但是在工作当中实际应用的种类比较少,只有水泥类型的无机凝胶或者是复合桥桥堵这两种漏剂的使用频率比较高,但是在产品的性能还存在不足,有待完善。
3钻井作业中井漏的预防研究
        3.1油井本身构造的科学规划
        依据真实状况,针对油井内部自身构造实行科学规划,也可以成为预防油井渗漏的关键操作方案。在单井工程设计前,设计单位人员需要针对钻井施工作业现场的地形地貌条件和地质状况,实行详尽的勘测记录,方便为日后油井井身构造的科学设计提供必要的技术保证。在钻井过程中,油井本身井深结构存在缺陷,就会造成复杂层位无法被有效封闭,揭开新地层时肯定大幅度增加井漏的几率。

鉴于此,油井井身结构设计需要配合真实钻井地形地貌和地质状况,同时也需要全面的整体考量油井内部压力及油层位置因素的严重影响,合理的设计好井深结构,可大幅度降低发生井渗漏复杂的概率。
        3.2不同层位的防漏措施
        钻遇漏层井段前,提前做好预防和处理井漏时物资准备。针对表层部分区域可通过提高钻井液粘度预防表层井漏;针对下部地层可向钻井液体系中加入防漏材料将钻井液体系转换为防漏钻井液体系钻井,屏蔽封堵裂缝同时还能够提高地层承压能力;钻进过程中发生井漏,可加大随钻堵漏材料加量,或增加其它堵漏材料的加量同时可根据预告的地层压力,设计合理的钻井液密度,并结合实钻情况,及时合理调整钻井液密度,实现近平衡钻井,从而尽可能降低钻井液液柱压力;在满足钻井施工的前提下,控制钻井液密度在低限,预防钻井液密度突升而压漏地层。在保证井眼良好净化的前提下,应尽可能调低钻井液的粘度切力,特别是静切力,从而最大限度地降低环空循环当量密度和减轻压力激动,防止诱发性井漏。
4堵漏技术分析
        4.1化学堵漏技术
        化学堵漏技术主要是指相关的堵漏剂在进入漏失通道后能够与地层的相关因素(包括温度、湿度、压力等)进行化学反应的堵漏技术。此项技术首先会在漏失通道内进行滞留,随后进行交结以及稠化等不同的反应形成固化,从而达到堵漏的效果。工作人员在进行堵漏材料选取工作时,要想有效扩宽封堵的范围,提高封堵的最终效果,必须要积极打破传统填充的堵漏理念,选择新型适宜漏层特点的堵漏剂材料作为自适应防漏堵漏材料,主要包括弹性较大的胶束聚合物以及加固胶等。其主要堵漏过程为:首先,运用弹性堵漏材料中直径相对较大的颗粒封堵孔隙以及裂缝;其次,借助胶束聚合物的相关性能在第一次封堵基础上形成坚固的封堵层;最后运用加固胶对漏层进行进一步的加固工作。通过上述的三个步骤进行堵漏,在传统堵漏基础上增添了一层坚固的封堵层,能够有效防止钻井液的再次侵入。
    4.2做好新型堵漏材料的研发工作
        为了进一步促进我国石油勘探开发的可持续发展,减少井漏等复杂造成的损失,提高钻采效率,相关部门必须要对这方面引起高度的重视,加大新型堵漏材料方面的研发力度,将物理法和化学法充分结合起来,研发出新型的堵漏材料,对于已经出现井漏的地层,分析井内部漏层出现的原因、位置、大小等,通过调查分析并依托这些数据设计出具有针对性的堵漏材料,增强堵漏工作的质量,提高堵漏效果,进一步减少钻井液的漏失。
5对于钻井防漏堵漏技术的未来展望
        施工人员要想对漏失通道开口的具体尺寸进行确定,采用精准的机械仪器对漏失通道进行准确的检测以及评价活动是最直接有效的方法。现场的施工人员需要根据钻井实际的地质特点以及计划方案,选取符合漏层基本特点、适宜的堵漏材料(包括形状、粒径以及特性等特点与漏层特点的统一性),以便能够及时地对漏层进行堵漏工作,提高堵漏工作的整体效率,以此为首次堵漏工作的成功提供保障基础,避免多次反复漏失现象的出现。全面推进我国对于钻井全过程欠平衡钻井技术的应用,从而从根本上降低漏失问题出现带来的损失。现如今充气防漏技术以及泡沫防漏技术开始成为我国注重发展的防漏技术新方向。
结束语
        为了避免发生井漏的状况,就需要做好堵漏方面的预防工作,并采取堵漏技术。钻井工程中井漏的堵漏技术具有丰富的多样性,再根据钻井工程现场的实际情况将段塞堵、自适应防漏以及化学堵漏技术更加高效并且合理科学的结合在一起,注重准确的对漏层进行定位,这对相关工作人员也有一定的要求,比如具有较强的观察力以及分析问题的能力,注重优化施工工艺,最终能够保障钻井工程的顺利进行。
参考文献
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