随钻防漏、堵漏技术.doc

随钻防漏堵漏技术
吴广宇 吕庆（40647钻井队）
摘 要: 本文介绍了井漏发生的原因，针对现场情况提出了一些技术措施，并对其进行了一定的分析。
主题词： 井漏 堵漏 防漏
在钻进过程中发生钻井液漏失时会带来许多不利，如延长钻井时间、引起井壁坍塌、引发井喷及大量消耗泥浆材料等。因此在钻井中使用不同工艺措施预先进行防漏，一旦发生漏失必须分别对待，对于非生产层的漏失应当加以封堵保证正常钻进，在油气层中发生漏失使用可解堵的物质进行堵漏，达到保护油气层的目的。
1. 井漏的原因与分类
渗透性漏失
多发生在渗透性良好的砂岩、砂砾岩。一般漏失量较小，漏速慢。
裂缝性漏失
多发生在石灰岩，白云岩，裂缝性砂岩；也有人为造成的裂缝性漏失，在结合力较弱的层面，泥浆比重过大及压力激动过大都会产生。漏失速度由裂缝的大小决定，漏速较慢的可以维持循环，漏速较大时会出现失返现象。
溶洞性漏失
一般发生在石灰岩、白云岩地层，钻遇时有跳钻、放空等现象，接着循环失灵。
2. 钻进中常规防漏与堵漏
2.1表层井漏原因，预防及处理
2.1.1 表层井漏原因
（1） 由于黄土层属于未成岩地层，胶结疏松，分散度高，存在微裂缝，对流体冲蚀敏感，地层承压能力低，容易发生压差性漏失。
（2） 钻遇黄土层钻头泥包导致上提下放激动压力过大憋漏地层。
（3） 在钻黄土层时直接用聚合物钻井液，同时采用高泵压和大排量造成漏失。
（4） 表层中漏失往往发生在浅井段30－50m之内，导管下深不够未能封住漏层导致井漏。
2.1.2表层井漏预防
（1） 在黄土层钻进过程中，开始时用加焊或较大尺寸钻头开眼30－80m，增大环形空间体积，减小泥浆对黄土层的冲刷，然后在使用正常尺寸钻头钻进，泵排量尽量控制在15～25 升/秒左右，避免泥浆上返速度太高而冲蚀地层。
（2） 开钻时先使用低固相细分散钻井液，如白土＋CMC比重为1.02－1.04g/ml，小排量低泵压钻进100m后加入絮凝剂和增粘剂（PAM.K-PAM），转化为无固相聚合物钻井液，充分利用该体系流动性好，比重低上返环空阻力小，防漏效果明显的特性。
（3） 接单根时控制下放速度，放入转盘面转动后缓慢开泵，防止环空压力激动过大造成井漏。
（4） 设计合理的井身结构，下入导管封堵漏失层。导管外固定回填好井口，防止钻进时环空外窜引发井漏。
（5） 钻头的水眼选择应采取大水眼，并且不装盲眼（钻头牙轮无法清扫可能导致泥包）同时控制好泵压。
（6） 钻进过程中及时观察出口返出量，发现减少应立即停泵观察井口液面高度，禁止边循环边观察，防止漏失通道扩大，造成处理复杂化。
2.1.3表层井漏处理
在钻进过程中要注意井口泥浆返出的变化，及时发现井漏并分析出漏层井深是有效处理井漏的先决条件，针对不同井段和类型的井漏做出相应处理。
（1） 起钻静止
渗透性漏失时及时停泵，将钻头起至安全位置，静止3－6小时后小排量循环看漏速是否减小。
（2） 投泥球挤堵缝隙
主要用于表层井段泥浆失返的状况，向井内投入泥球，纤维物质，块状物质，倒入稠水泥浆然后挤压进行封堵。
（3） 用桥塞剂泥浆循环
桥塞剂种类较多，分纤维状，薄片状，颗粒状等，地层缝隙越大漏速越大时，桥塞剂浓度固相应增大，为了提高堵塞能力，可将各种桥塞物混合使用，使大小颗粒都有，提高堵漏效果。
（4） 导管封漏法
钻进中发生井漏只进不出且井深较浅30－50m，在其它堵漏方法无效的前提下可采取此方法。但下导管时应注意以下问题。扩眼钻头的尺寸要符合要求；导管间的连接处一定要焊接好，防止入井后使用中发生断裂导致井下复杂或重新引发井漏；保证导管整体的坚直性，防止导管起到引斜作用造成井身质量事故；导管下至一定位置后下砸。
（5） 水泥堵漏
根据漏速大小选定钻具下入深度，堵漏施工完后将钻具起至安全位置并循环一周，防止钻具被卡。注水泥后应采用平衡法候凝，由于井筒内液柱压力大于漏层压力，使水泥浆的2/3～3/4进入漏层，随后液柱压力与漏层压力相平衡，在平衡状态下水泥候凝实现堵漏目的。此方法适用于漏层性质单一，有一定液面的状况。
（6） 技术套管封堵
在以上方法无法封堵漏层时，可采用此方法。先抢钻至漏层以下20～30m，循环后将技术管套下入，注入水泥浆后不进行顶替，敞开井口利用压力平衡使水泥浆封固套管脚与漏层之间环空，达到防漏目的。
在现场堵漏施工时，有时会采用两种方式混合使用，如桥塞剂堵漏加起钻静止（或在上部循环）、桥塞剂加水泥堵漏等，将桥塞剂水泥挤入地层缝隙，减小或堵塞地层裂缝及孔隙，实现堵漏的目的。
2.2 表套脚漏失原因及预防处理
2.2.1 表套脚漏失原因分析
（1） 设计表层井深没有封住漏失层或表套下深不够。
（2） 表层固井质量不合格，表套脚水泥浆被替空。
（3） 二开的钻井参数不合理，在钻铤未出表套前采用高转速钻进，破坏套管脚处水泥环。
（4） 凝时间短，水泥石强度不足。
2.2.2 预防及处理
表套脚漏失的预防要从现场施工的基础工作做起，应从表套的检查、丈量；钻进时返出岩屑判断是否钻穿漏层；固井时的替量计算及顶替时监督；保证固井候凝时间；二开时合理的钻井参数等方面着手，将表套脚漏失消灭在萌芽状态。
表套脚漏失的处理方式一般只用二次固井，将表套脚用水泥浆重新封固，待候凝后用较低钻井参数钻穿水泥塞进行观察，确定无漏失后恢复正常钻进。
2.3 二开后井漏预防及处理
下部地层的漏失主要有三种类型，一种是由于砂岩胶结差渗透性好，孔隙度大连通性好，构成孔隙性漏失通道，如洛河组、延长组，基本是渗透性漏失；一种是地层中存在天然裂缝，如延长组、刘家沟组、石千峰、石河子组；另一种为压差性诱导裂缝漏失，主要原因是地层承压能力差，明显特征是漏失量会随着钻井液比重及粘度、切力的增加而增加，而且还会随着地层的承压能力的不同发生变化，代表性地层为刘家沟组。
2.3.1 井漏预防与处理
通过地质预告在进入可能漏失层前提前做好防漏工作，在泥浆中加入颗粒状桥塞剂（如锯末、DF-A）进行堵漏，同时降低泥浆比重，适当提高泥浆粘度并采用小排量循环，现场准备定量的复合堵漏剂，以备临时采取措施用。
在钻进过程中发现有漏失现象，立即停钻，配白土＋细堵漏剂＋单向压力暂堵剂注入漏层，将钻具起至安全井段，先采用静止堵漏法。静止时间短，堵漏剂进不了漏层；时间长有可能造成井下复杂，一般静止10～18小时堵漏效果较好。静止堵漏失效后，再采用复合堵漏浆进行蹩压堵漏（白土＋粗堵漏剂＋细堵漏剂＋单向压力暂堵剂），把堵漏剂挤入地层缝隙。如果复合堵漏浆使用一次未见效果，下一次使用时应改为较大的颗粒，不要继续使用前一次堵不住漏失的泥浆，造成不必要的浪费。在裂缝性漏失中水平裂缝漏与井筒的接触呈环状，堵漏物质与水平面的井壁结成泥饼，因此对水平裂缝漏层使用桥堵剂比较有效，裂缝内颗粒状堵漏剂填满，缝口由堵漏剂和钻井液固体颗粒粘住，其表面形成一层泥饼，使钻井液不能通过，只要裂缝宽度小于2cm，采用桥堵方法能起到较好效果，而注水泥堵漏承担风险大损失时间长。
钻井液由清水聚合物转化为分散体系后，随着钻井液比重、切力、粘度的升高，将可能再次发生漏失，同时堵漏的难度也大大增加，一旦发现漏失必须停止钻进，分析漏失原因并进行针对性的堵漏，直至漏失量减少或停止后，用堵漏浆边进行钻进的同时加强观察。在没有效果的情况下可以通过注水泥以提高漏层的承压能力。裂缝性漏失时垂直裂缝与井筒接触呈线状，厚度越厚堵漏难度越大，堵漏物质进入垂直平面沉积和阻滞其内，只能铺展而堵不死裂缝。垂直裂缝多数属于诱导性裂缝，此类漏层的扩大和闭合完全取决于所施加于它的压力大小，单纯注水泥堵漏，效果不佳，可以使用桥堵复合注触变性水泥，即在使用胶凝堵漏前，先泵入大颗粒，长纤维材料，使其在漏失通道内堆积产生滞流体，延缓阻碍水泥类胶凝物质在漏层通道的流动，保证胶凝物质产生凝固。注触变性水泥时，触变程度根据井深和井下情况而定，每次施工前须进行室内试验复核初凝时间和触变性以确保安全。在施工过程中，水泥浆密度过低，在漏失通道难以很快失去流动性而漏失，或者被地层水稀释，影响堵漏效果；密度过高则触变性太强，注水泥浆不安全，一般要求控制在1.85g/cm3最好。
若漏层为多层复合型漏层，用桥堵水泥虽能堵住，但需多次堵漏，而且耗费时间长，堵漏费用高，易反复，可以测算改变井身结构下技术套管和继续堵漏的综合效益，选择好的一种措施执行。
2.4 应对井漏的技术措施
（1） 缓慢开泵操作平稳，减小井内突增瞬时压力，防止憋漏地层。
（2） 钻进后期和完井阶段，下钻、下套管作业严禁一次到底，应进行中途循环，破坏泥浆静切力，中途循环的原则是尽量在漏层以上循环。
（3） 在保证携砂和井壁稳定的前提下，泥浆应保持低粘、低切和良好的流动性。
（4） 泥浆应有较好的触变性，防止开泵、起下钻回压过大憋漏地层。
（5） 控制下钻速度，不能采用快速下放钻具猛刹的方法解决水眼堵及钻头泥包问题。
（6） 在不影响井筒清洁的情况下，尽量采用较小的排量钻进。
（7） 完井液应具有较强的抗钙侵能力，流动性好，避免下管套后导致井漏。
（8） 注水泥堵漏应将光钻杆下至漏层顶部10～15m，施工前检查好各项准备工作，确保注水泥堵漏作业的安全连续，工程操作要“快、准、稳”，防止井下事故发生。

3. 结论
（1）对任何类型的井漏都有相应的方法处治，问题在于作业时间长短和费用高低。
4. （2）对于渗透性漏失和漏失较小的裂缝性漏失尽量使用常规方法堵漏。
（3）缺乏预报灾难性漏失的可靠手段，无法确定漏层，漏失通道（裂缝或溶洞）的大小形状，大型漏失往往造成盲堵。
（4）建议加强堵漏方法模拟评价试验，开发研究能提高易破碎性地层承压能力的堵漏剂，能有效预防易破碎性地层的防漏钻井液体系。

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