恶性井漏防漏堵漏技术探讨

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[摘 要]随着老油田开发的深入，一些以前不适合开采的断层井、边缘井，现在布置的越来越多，这些井不是需要穿越断层就是在油水的边缘，稍有不慎就会遭遇井漏，并且很难处理，开发难度极大，本文分析了裂缝、断层、溶洞漏失的原因，以及处理的技术要点，结合实例分析了现场现实可行又节约成本的方法，以供同类型井施工时借鉴。

[关键词]恶性井漏，堵漏技术，断层，溶洞性漏失

中图分类号：TE28 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）18-0047-01

井漏是钻井过程中经常碰到的一种故障，它的发生会给钻井作业的工作人员带来危险和危害，需要耗费大量的人力、物力和财力，小型的渗漏可以通过提前预防来避免，但是大型的如裂缝、断层、溶洞漏失却是无法避免的。

一、井漏的概念

井漏，简言之就是钻井过程中正常的循环流体漏入地层，地面返出量减少或失返的现象，严重时会导致井内压力下降，引起井壁失稳、井塌、或诱发地层流体涌入井筒进而发生井喷等更加复杂的故障。

根据井漏发生的漏失层地质特性，井漏大体分为渗透性漏失、裂缝性漏失和溶洞性漏失。井漏出现的本质是钻井液的液柱压力大于地层压力，渗透性漏失通过前期加入随钻堵漏剂可以实现防漏，即使出现了井漏也可以采用静止堵漏的方法控制。裂缝性漏失和溶洞性的漏失却很难处理，即使当时堵漏成功，继续钻进也会出现二次、三次井漏，整体成功率很低。

二、裂缝、溶洞漏失的原因及防漏堵漏技术要求

1、裂缝漏失的成因

裂缝漏失是导致重大井漏事故出现的主要根源，而裂缝主要包括天然裂缝和诱导裂缝。天然裂缝具有分布不均和发育不完全的特点，形态各异，常见的有曲线型、波浪型和直线型，有的表面粗糙，有的表面光滑，短的裂缝只有几厘米，长的裂缝则有几千米，但是其宽度主要集中在10-200微米之间。诱导裂缝主要是外力比地层岩石的破裂压力大时，导致岩石出现破裂性的裂缝，以及外力导致闭合裂缝重启而形成裂缝，尤其是井筒内的动压力比地层的破裂压力要大时，就会使得地层形成压裂性裂缝，虽然其在径向上较浅，但是在纵向上的穿层较多，进而导致严重漏失。破裂性的裂缝地层中的漏失机理更加复杂。

2、处理措施

针对天然漏失，主要采取颗粒状和细纤维的三高堵漏剂，发挥其高失水的特点，将堵漏浆注入漏层之后能够快速失水，同时堵漏剂也会大量的堆积和堵塞，进而达到阻断漏失通道的目的，这主要是因为堵漏时的堵塞物主要是基于化学反应交联形成，所以其形成的堵漏隔墙具有较强的承压能力，因而在堵漏效果上较为明显。而针对诱导性裂缝而言，主要是利用含有以下成分的防漏堵漏剂，即弹性橡胶颗粒、胶束聚合物和填充剂等，主要是利用其弹性橡胶颗粒封堵诱导性的裂缝，再利用胶束聚合物和填充剂对其进行强化性封堵，进而在很短时间内进行封堵。

3、溶洞漏失成因分析

溶洞漏失主要分为裂缝孔洞类和洞穴类两种漏失的。裂缝孔洞类随机分布，联通较为复杂，且地层的的岩石往往破碎，抗张性较差，所以当储层钻开之后，原始的应力平衡状态就会被打破，此时岩石的应力就会释放，导致出现破碎和新裂缝，加上钻井液的动压力没有得到有效的控制，那么在正压差下就会导致其破裂而形成孔洞，失重导致其出现漏失情况。洞穴类主要是在缝洞中浸入或漏失的钻井液进入到了地层深处，进而导致漏失的情况进一步恶化，洞穴的形成主要是岩溶、破裂以及溶蚀等原因所致，而洞穴所在的位置和大小以及形态等均难以有效的预测，所以在钻井时难免遇到洞穴，这类漏失往往较为严重。

所以，总的来看，缝洞性的漏失往往与正压差的和裂缝的长度以及溶洞的直径和漏失的时间成正比。钻井液自身的原因和井筒的压力没有得到有效的控制，会导致漏失情况的出现，在出现漏失之后，如果得不到及时有效的控制，就会加大井漏的速度，进而导致堵漏难度加大。

4、溶洞漏失的防漏堵漏处理措施

主要是采取复合的方式进行堵漏，在堵漏过程中，主要是将FCL工程纤维与颗粒材料制作形成复合材料，但是FCL的直径范围应在10-20微米之间，长度则为8-12毫米之间，采用较强的承压能力，对其进行有效的封堵。此外，还可以采用吸水膨胀凝胶和拉筋材料组成的负荷材料，对漏失通道进行封堵，形成的封堵垫层具有较为稳定的特点，进而更好的促进防漏堵漏的效果。但是溶洞漏失，现场一般堵漏很难成功，最后可以采取下入技术套管封隔漏层后用小钻头钻穿目的层的方法完井。

三、实例应用

1、Z118-X6井的井漏及处理过程

（1）基本情况：Z118-X61井，设计井深：3397.6米，定向井，完钻层位：沙四段，完钻井深：3413米，开发目的：评价Z118区块沙二、三段油藏储层及含油气情况，2014年12月一开，技术套管：244.5mm*N80*11.99mm*2100.1m，尾管1：177.8mm*N80*9.19mm*（1878.35m-2595.52m），尾管2：114.3mm*P110*7.37mm*（1818.85m-3412.63m）

（2）邻井复杂提示：距离井口24米， 距离靶点403米的Z856井，在2183.70～2184.66米馆陶组地层发生井漏，钻井液相对密度1.14g/cm3，漏斗粘度42s，平均漏速120.0m3/h，堵漏历时2d19h，分段循环加堵漏剂31.0t堵漏成功，分析原因：断层裂缝漏失。

（3）漏失经过及处理过程

2014年12月31日 15：00，钻进至2202米，泥浆坐岗人员发现返出量减少，迅速汇报上级并降低柴油机转速至800rpm，15：03泥浆返出量逐渐减少至失返，迅速停泵并组织起钻，期间泥浆漏失5m3，钻井液性能：相对密度1.13g/cm3，粘度44s。

经过三次水泥堵漏，分别注入水泥浆15 m3，未果；13 m3堵漏，未果；10 m3堵漏，未果；第四次常规堵漏剂堵漏：2015年01月12日22：00泵入堵漏剂45m3，泵入棉籽皮、核桃壳、锯末等，未果；第五次常规堵漏剂+水泥浆堵漏：2015年01月13日18：50泵入堵漏剂45 m3，打入水泥浆15m3；第六次堵漏公司堵漏：2015年01月16日15：00泵入30m3堵漏泥浆，4m3原浆（1.21g/cm3），重泥浆6 m3（1.60 g/cm3）；第七次堵漏公司凝胶堵漏：2015年01月19日11：20泵入桥堵泥浆20m3，泵入凝胶23m3，均未成功。

2015年1月23日6：30电测井温找漏层，测得漏层2202米， 制定措施下入177.8mm尾管封隔漏层，后采用152.4mm钻头完钻，顺利完井。

2、Z113-X32井的井漏及处理过程

（1）基本情况：设计井深2700.34米、井斜35.31°，滚动勘探井，定向井，完钻层位：东营组，开发目的：了解Z113-X32区块馆下段含油气情况，于2015年5月一开。

（2）井漏情况及处理过程

5月31日20：46钻进至1726米（测深1696.45米， 井斜41.60°，方位30.20°，垂深1647.63米，水平位移189.20米，泥浆密度1.13g/cm3）准备短程起下钻，坐岗人员发现泥浆罐液面降低，迅速汇报并立即起钻，检查液量漏失5m3。起钻过程中3柱灌一次泥浆，共计灌入6m3，未见泥浆返出，6月1日 02：30起钻完。空井时分2次累计灌入10 m3 钻井液，仍未见返出。

6月1日 04：00下钻（结构：190mm尖刮刀+127mm加重钻杆*6+127mm钻杆）探底堵漏。14：00下钻到820米遇阻，上提钻具到785米开泵，注入堵漏剂20m3（复合型堵漏剂5t，随钻堵漏剂1t，土粉5t，抗盐抗温降滤失剂1t，烧碱0.5t，纯碱0.50t），返出正常，井口液面平稳。循环罐里补充老浆30m3。

15：00找老眼，拨动转盘20kN钻压划眼，划入0.50米，停泵观察，发现井口泥浆液面下降明显，经研究后填井。21：00-00：30填井（水泥15t），填井井段620米-820米。

设计中及邻井未明确指出可能发生井漏，施工过程严格执行工程设计，泥浆密度（1.13g/cm3）和性能都在设计范围之内。2015年6月1日到6月2日，在采油厂地质所，由甲方组织、钻井队、钻井公司、地质录井和定向井公司共同参加，根据井漏特征、地震图、邻井测井解释等资料，分析讨论认为是钻遇断层发生井漏，漏失位置在井底附近，堵漏未成功，决定填井侧钻。

四、总结

综上所述，随着断层井、边缘井的开发，恶性井漏事故无法避免，防漏堵漏工作的技术含量较高，对钻井工艺的要求也较高，所以为了更好地避免这些问题的发生，我们必须注重漏层位置的确定，认真分析导致漏失的原因和类型，紧密结合其发生类型和原因，采取针对性的技术措施，切实强化防漏堵漏工艺，更好地将井漏故障带来的影响降到最低。

作者简介

张国强（1983-），男，工程师，现主要从事现场技术管理工作。