钻井工程中井漏的预防及堵漏技术分析

发表时间:2021/7/26   来源:《科学与技术》2021年第29卷9期   作者:秦志勇
[导读] 近年来,我国社会经济发展迅速,
        秦志勇
        中原石油工程有限公司钻井一公司     河南省濮阳市    457000
        摘要:近年来,我国社会经济发展迅速,石油资源需求量持续增加,因此石油资源勘探力度不断加深。石油资源的勘探开发过程中,钻井属于重要设备,因为钻井井型复杂程度不断加深,因此钻井的施工工艺更为复杂化,导致钻井事故频发,直接影响到钻井施工的安全性。为保证钻井作业的安全性,必须重视井漏的预防以及堵漏作业。
        关键词:钻井工程;井漏;预防;堵漏技术;
        因为我国地质条件复杂,地区间差异性较大,因此井漏事故的诱发原因相对多元化,根据漏速等因素的不同,井漏可以分为不同的类型。钻进施工作业当中,导致井漏事故的原因比较复杂化,必须重视以及做好井漏事故有效预防,结合井漏的具体状况,运用合理的堵漏技术,在保证钻井作业安全性的同时,也给我国石油资源勘探作业奠定基础保障。
1、钻井工程中井漏事故分析
        钻井施工作业中井漏事故比较常见,和地层与钻井施工等因素密切相关。地层的孔隙度相对较大,并且有裂缝与溶洞等情况时,钻井液便会进入到地层中,直接导致井漏事故。钻井液的密度较大,井筒内部压力超出地层压力产生压力差,在压力差达到临界值时导致井漏事故。此外,地层的裂缝与溶洞相对较大,超出了钻井液内固相颗粒的尺寸也会导致井漏事故。造成井漏事故的原因主要分为裂缝漏失、溶洞漏失、渗透漏失以及破裂漏失。其中,裂缝漏失主要出现于裂缝较多的地层位置,在地层因为复杂化的板块运动而产生的大量地质构造裂缝,在钻井液因为压力作用沿着裂缝进入到地层内。溶洞漏失集中于碳酸盐岩类的地层位置,碳酸盐岩因为地层流体的相应作用导致溶蚀而产生的较大溶洞,溶洞体积逐步增加,会让钻具出现放空情况,钻井液随后进入到地层内产生井漏,同时会诱发井塌与井喷事故。渗透井漏主要位于地层疏松以及砂砾岩地层等位置,地层的孔隙度大且渗透能力高,在井筒中静液压力超过限值时,会导致井漏事故[1]。
2、钻井工程中的井漏预防措施
        2.1钻井结构的合理设计
        钻井井身结构设计的合理性与科学性直接关系到井漏事故的发生率,所以,为有效地控制钻井工程中井漏事故的发生,首先必须合理的设计钻井的井身结构。设计人员在针对钻井井身结构开展设计作业时,需要做好实地勘探作业,详细了解地质条件以及水文情况等,做好井深层次、钻入深度与套管尺寸等相关环节的合理设计与规划,以此来保证井深结构设计能够达到钻井工程的相应设计标准与要求。设计人员必须综合考虑到各个相关因素,结合实际情况,有效的规避各个危险因素,避免发生井漏事故,保证钻井工程的安全性与施工质量。
        2.2调整钻井液动压力
        钻井工程施工作业中,井筒液动压力如果过高会直接造成井漏事故。为从根本上预防井漏事故,需要严格的控制井筒内的液动压力。钻井工程施工作业中,需要根据钻井工程施工作业的实际情况,采取针对性的措施合理调控井筒内部的液动压力,确保泥浆配比的合理性,并且严格控制钻井井液的密度,及时的调控钻井井液的性能以及泵量等参数,要求液动压力必须和地层压力保持合理状态,要求在两者压力基本达到平衡的情况下组织钻井工程施工作业。钻井施工作业中,必须全方位的控制下钻与下套管操作的实时速度。钻井开泵过程中,必须严格控制泵量,保证泵体正常运转进行泵量的合理调整[2]。


        2.3控制钻井液环空压耗
        严格控制钻井液的环空压耗能够爱一定程度上控制钻井井漏事故的发生率。在钻井工程施工作业中,携带钻屑的状态下需要及时的降低钻井液的整体排量,并且必须根据实际情况来选择相应的钻具结构,以此来增加整个环空间隙,保证能够降低钻井液环空压耗。针对高渗易漏等关键区域,钻井工程施工作业中需要不断地增强滤饼品质,针对易漏井段部位需要及时的调控钻压以及钻速,同时严格的控制环空岩屑的实际浓度。
3、钻井工程中井漏的堵漏技术
        3.1化学堵漏技术
        当钻井工程施工作业中出现井漏事故时,首先需要定位井漏点,随后可以优先选择化学手段来达到堵漏的效果。随着科学技术的不断进步,化学堵漏技术在井漏事故处理中得到了广泛的应用,其中堵漏剂应用具备良好的效果。堵漏剂能够和地层土壤内的成分之间产生相应的化学反应,钻井管道内部产生滞留现象,达到稠化的效果以此来实现井漏点的有效封堵。为能够提高井漏点封堵的整体效果,可以基于最新的封堵基本理论,逐步替换传统技术手段,优先选择高弹性类的井漏点填充材料完成高效的封堵以及防漏作业。还可以利用胶束聚合物来建立封堵层,通过加固剂来达到井漏孔隙的有效封堵。利用各项技术手段的相互结合,提高井漏点整体封堵的效果,并且能够增强封堵强度。钻井在继续钻井的过程中,能够防止井漏点出现二次破坏等情况。利用化学封堵技术能够有效的封堵细微的空隙,能够达到规格不同的井漏点实际封堵需求,同时弥补传统封堵技术存在的缺陷。
        3.2自适应防漏技术
        井漏堵漏作业中利用自适应防堵防漏技术,在定位井漏点后,可以采用施工与封堵同时进行的方式来达到有效的堵漏目的,自适应防漏技术的成本低且效率高,能够应用于井漏的多发地段。应用自适应防漏技术时,必须结合井漏的实际情况,做好钻井液防漏作业,实现分析预测钻井作业中的各种井漏问题,预估整体井漏漏失量,从而精准判断钻头水眼的规格以及类型,结合漏层实际情况,合理计算漏失量与漏失速度,随后利用封堵剂进行封堵作业。需要注意的是,选取封堵剂时需要考虑粒径,封堵剂需要完成40分钟的充分搅拌,随后装入储备罐或者钻井当中。在距离漏层50米的范围当中进行井漏封堵作业,确保钻井液的良好性能。当针对漏失地层进行钻进作业时,必须时刻观察钻井液的液面情况,及时掌控液面变化与液面的出口量,如果出现了漏失情况,必须及时补充储备罐内的钻井液,确保泥浆量充足供应[3]。
        3.3段塞堵漏技术
        钻井工程施工中出现井漏事故,可以在低压地层利用相应堵漏材料来有效填充,将钻井内部全部空隙以及裂缝完全封堵。可以利用纤维类、凝固类或者刚性颗粒类的堵漏材料来达到有效的堵漏效果,上述的封堵材料吸水膨胀性能较高,不仅能够实现钻井井壁的加固,并且能够增强井壁整体承受能力。在利用段塞堵漏技术的过程中,首先需要明确具体的堵漏剂种类,随后定位井漏点利用堵漏浆进行堵塞作业,开始作业时,憋压值需要严格控制,逐步的加入堵漏浆。分次注入堵漏浆的过程中,首次注入应当保持在2/3的数量,避免出现封门现象,间隔时间需要保持在20分钟左右。
结束语
        综上所述,钻井工程施工作业中井漏事故发生率较高,不仅会造成钻井液损失,同时还会影响到钻井工程的施工进度以及施工质量,直接导致工程施工成本的进一步增加。可以通过井身结构优化,控制钻井液动压力等措施来有效的预防。定位井漏点,结合井漏点实际情况,利用化学堵漏、自适应防漏技术等技术进行有效的封堵作业,从而为钻井工程的高效运转奠定基础保障。
参考文献
[1] 杨贤军. 钻井工程中井漏的预防及堵漏技术分析[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2019, 039(011):231-232.
[2] 李江. 钻井工程中井漏预防及堵漏技术分析[J]. 中国石油和化工标准与质量, 2020, 524(18):221-222.
[3] 崔海弟, 王桂军, 王瑜,等. 钻井工程中井漏预防及堵漏的技术分析[J]. 化工管理, 2019, 000(012):88-89.
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