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钻井工程中井漏的预防及堵漏技术分析

2021-03-26孙远

科学与生活 2021年33期
关键词:钻井工程

孙远

摘要:在钻井事业发展中,井漏问题始终存在,而一旦出现井漏问题,可能带来非常严重的后果。因此,相关领域工作人员需要做好对于井漏问题的预防和堵漏工作,选择有效的技术和方法来保证井漏的处理效果,做到有的放矢,保障石油开采工作的顺利实施,推动我国石油开采事业的健康发展。

关键词:钻井工程;预防管理;堵漏技术

1 井漏的原因和危害

1.1 原因

井漏产生的原因十分复杂,大致可以将其分为两种,一种是人为原因,主要是因为操作人员的误操作导致钻井内部承受了不正常的压力,井眼位置炸裂引发井漏。具体包括几点:(1)在钻井过程中,注水作业导致了地层孔隙及溶洞压力的改变,引发了钻井内部压力混乱的情况;(2)在施工作业环节,工作人员的操作不当,如钻井液浓度偏高、加压不到位,或者钻井速度过快等,都会对地层产生较大的冲击。二是自然原因,以岩层类型为例,若地层中存在泥页岩,不容易发生井漏问题,但是如果区域内发生了地震等会对地质产生巨大影响的灾害,则会导致岩层产生孔隙或者裂缝,增加井漏事故发生的概率。

1.2 危害

一是会增加建井周期。只要发生井漏问题,哪怕十分轻微,也需要施工人员花费大量的时间和精力进行处理,如果是比较严重的井漏问题,处理的时间只会更长,而且还可能导致工程的停工;二是井漏会带来巨大的人力物力消耗以及经济损失,因为在发生井漏问题后,企业需要采购相应的堵漏材料进行堵漏,这样必然导致钻井成本增加;三是井漏问题发生时,会使得大量杂质进入到通道中,导致油气运输通道的堵塞,久而久之,油气的流通将会变得越发缓慢,传输效率越来越低,最终可能造成管道彻底堵死。

2 钻井工程中井漏的预防

2.1 做好细节管控

钻井工程的施工环节众多,如果施工人员在进行施工的过程中,没有能够做好相应的细节控制,则可能引发井漏问题。基于此,在对井漏进行预防的过程中,施工人员需要切实做好钻井的细节控制,以保证施工质量。例如,在下钻施工环节,必须严格控制钻具下放速度,以免产生机动压力,从而压漏地层,而在下套管的过程中,同样需要对速度进行控制,避免激动压力过大引发井漏问题。从施工人员的角度,在开泵环节也必须将排量增加,严格依照开泵要求和顺序进行操作,尽可能降低地层受到的冲击,将其作用充分发挥出来。在钻井细节控制中,工作人员应该始终坚持小排量的基本原则,避免出现急于求成的行为。

2.2 降低液动压力

相关统计数据显示,钻井工程中的井漏现象多是因为钻井井筒内部液体的动压力过大,超出了地层的当量密度上限,这种极限情况下,如果工作人员在操作中稍微出现失误,就可能引发井漏问题,而想要对井漏进行有效预防,设计人员在对钻井工程进行设计的过程中,应该采取有效的措施和方法,控制好钻井井筒内部液体的动压力,确保其能够处于相对较低的水平。同时,在控制液体动压力的情况下,设计人员还必须充分考虑区块地层的当量密度,经过分析计算,确定好最佳的液动压力,避免井漏现象的发生。

2.3 控制环空压耗

在钻井作业中,作业人员应该采取有效的措施和方法,降低钻井液的环空压耗,对井漏问题进行控制,通过对钻井相关参数的合理设置,可以将钻井发展数据调整至最佳状态,实现钻井液环空压耗减低的效果。这个环节,设计人员可以采取的措施有三种:一是在携带钻屑时,适当降低钻井液排量;二是做好钻井结构的合理设计,对环空孔隙进行拓展;三是钻井施工过程中,可以对钻井参数进行调节,以降低环空岩屑的密度。为了能够切实保障井漏预防的效果,在采取上述措施时,必须保证操作的精细化,尤其是一些关键环节,如下钻、下套管等,需要保持速度平稳均匀。

3 钻井工程中井漏堵漏技术

3.1 选择堵漏材料

钻井工程中,井漏堵漏技术需要根据井漏的具体现象进行选择,不过,无论选择哪一种堵漏技术,堵漏材料的选择都非常关键,只有选择合理的堵漏材料,堵漏的效果可以得到保障,并完成井漏的封堵工作,而如果堵漏材料的选择不恰当,不仅会影响堵漏的效果,还可能导致资源的浪费。一般情况下,绝大部分堵漏材料都具备遇水膨胀的特性,在堵漏的同时,也能够对井壁进行加固。以钻井中的细微裂缝引发的井漏现象为例,可以选择具备较高吸水性能的随钻堵漏材料,这种材料的主要成分是纤维素、植物胶以及高活性腐殖酸盐等,在常温常压下呈现出为可流动的固体粉末,能够在降低滤失的同时,对储层进行保护。在钻井液中加入随钻封堵剂,需要技术人员结合地质状况,确定好最佳级配,完成对于不同性质漏失地层的有效封堵,也可以高效封堵钻进过程中遇到的复杂地层,降低钻井问题的出现,避免固相和液相进入到储层中,对井壁进行稳定。而对于钻进过程中遇到的井漏,可以选择刚性颗粒状材料搭配凝胶类材料,通过两种材料的配合使用来提升堵漏效果。通过对堵漏材料的合理选择,能够显著提升钻井堵漏的效率,切实保证钻井效益。

3.2 明确技术要点

在运用堵漏技术来对钻井工程井漏现象进行处理时,一方面,工作人员需要对井漏现象的类型进行判断,在判断的过程中,可以采用实钻观察法和区块同层对比法,借助实钻观察的方式,可以对钻井的实际漏失情况作出准确判断,借助区块同层对比的方法,则能够及时发现存在的异常,做好井漏的预防工作。另一方面,对于一些敏感井段,或者容易发生漏失问题的井段,技术人员在钻进前,需要实施相应的承压试验,待钻进至相应的地层时,及时对钻井参数进行调整,避免井漏现象的出现,对于已经发生的漏失问题,需要结合地层的性质,采取相应的措施进行堵漏。

3.3 化学堵漏技术

对于钻井工程中出现缝动或溶洞型漏失,一般会采用化学堵漏技术进行处理。在化学堵漏技術中使用的特种凝胶属于缔合聚合物,在成胶后会自成一相,不与水混合,材料进入到漏层后,会自动停止流动,逐渐填满缝隙、溶洞等导致钻井液漏失的空间,而且其很难与油、气、水混合,可以在井漏位置形成隔离塞,实现对地层内部流体和井筒内楼梯的隔断,而且隔离塞有着足够大的启动压力,能够超过漏失压力,从而起到堵漏的效果。在搭配其他堵漏工艺的情况下,能够切实保障后续堵漏段塞的完整性。凝胶流体的粘度较高,剪切稀释能力良好,在高速梯下会具备较低的粘度,注入过程中则有着很好的流动性。不仅如此,流体的粘弹性好,弹性比高,很容易就能充满整个漏失空间。在静置的情况下,伴随着时间的延长,凝胶的结构也会不断增强,因此堵漏效果只会越来越好,而且即便与其他的固体材料混合,凝胶特殊的性质也不会受到影响。在一些特殊井漏中,会用到凝胶水泥堵漏技术,其同时具备了水泥固化封堵以及凝胶隔水抗水的特点,能够显著提升结构的稳定性,而且在注水的情况下,凝胶水泥不会被稀释,即便是进入出水性地层,也不会被冲散,加上结构本身极强的保持力,封堵效果十分显著。

4 结语

在钻井工程中,井漏问题是一种十分常见的问题,诱发因素众多,危害巨大,会对钻井施工的顺利进行产生巨大影响,导致作业成本的增大以及作业工期的延长。基于此,企业必须充分重视起来,明确井漏现象产生的原因,采取有效的措施和方法来对井漏进行预防,配合相应的堵漏技术,保证钻井工程的顺利实施,推动相关产业的稳定健康发展。

参考文献:

李巍. 钻井工程中井漏预防及堵漏技术分析与探讨[J].  2021(2017-9):146-147.

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(18):2.

金科. 钻井工程中井漏预防及堵漏技术分析与探讨[J]. 中国化工贸易, 2019, 011(016):82.

杨发磊. 钻井工程中井漏预防及堵漏技术分析与探讨[J]. 中国化工贸易, 2019.

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