钻井施工过程中井漏的原因探析

1. 井漏的条件及原因

井漏的条件：地层中有孔隙、裂缝或溶洞，使钻井液有漏失通道及较大的足够容纳液体的空间；地层孔隙中的流体压力小于钻井液液柱压力，井筒内存在正压差；井筒中漏失通道的开口尺寸大于钻井液中固相颗粒的尺寸。井漏的类型主要有三种类型：渗透型漏失，裂缝型漏失和孔洞型漏失。

按漏失通道形成的原因可分为两大类：一类是人为造成的漏失，是由于井眼压力高于地层破裂压力时，在井眼周围地层中诱发出裂缝导致井漏：油田注水开发后，形成的地层孔隙压力的分布与原始状态不同，出现纵向上的压力系统紊乱；由于注水开发，地层破裂压力发生变化，高低压相间存在；施工措施不当：在加重钻井液时控制不好，使密度过高，压漏了裸眼井段中抗压强度薄弱地层（一般是套管鞋以下第1个砂层）；下钻或接单根时，下放速度过快，造成过高激动压力，压漏钻头以下的地层；钻井液粘切过高、开泵过猛；快速钻进时排量跟不上，岩屑浓度过大使钻头附近地层漏失；井中有砂桥、井壁坍塌堵塞环空压漏地层。另一类是自然通道，即在沉积过程中、地下水溶蚀过程中、构造活动过程中形成的。一般来说，泥页岩发生漏失的可能性较小，但其中一些较硬脆古老地层的泥页岩，受地壳运动而形成裂缝、风化作用形成溶孔或其它层间疏松而形成漏失通道也会发生井漏；对于浅部未胶结或胶结差的未成岩的砂砾岩，由于未胶结或胶结差，孔隙度大，孔隙连通性好，钻进这类地层极易发生漏失，对于中、高渗透砂砾岩，孔隙是其主要漏失通道，在钻井液密度高时即可能发生漏失；而对于深部井段经成岩作用的低孔、低渗砂砾岩来讲，一般不易发生井漏；碳酸盐岩主要是由方解石和白云石等碳酸盐矿物组成的沉积岩，石灰岩和白云岩是碳酸盐岩的主要岩石类型，其内部由于成岩作用、构造运动作用和风化所形成的溶孔、溶洞、裂缝构成了碳酸盐岩的主要漏失通道，其井漏发生的次数大大高于孔隙砂砾岩地层，而且漏失量大，漏失速度快。

2. 钻井施工中井漏的发现与判断

及时发现井漏直接有效的办法就是坐岗观察，通过对循环罐液面的定时监测，随时掌握钻井液量的变化。除此之外井漏同时会产生一些其它的现象，可以通过这些现象来帮助判断漏失原因，如因液柱压力不平衡而造成的井漏，往往是泵压下降，钻井液进多出少，或只进不返，甚至环空液面下降；因操作不当造成的，往往是泵压上升钻井液进多出少，或只进不返，但环空液面不下降，停泵后钻柱内有回压，活动钻具时除正常摩擦阻力外，没有额外的阻力；因井塌或砂桥堵塞环空而造成的井漏，则泵压上升，钻井液进多出少或只进不返，停泵时有回压，活动钻具时有阻力而且阻力随着漏失的增大而增加。

3. 钻井施工中的井漏预防

对于钻井施工中的井漏，应加大预付力度，收集全面、准确的地质资料，加强管理避免人为因素造成的不良影响，以此来预测井漏几率大的井段和地层，并科学、合理地制定应急预案。

钻井遇到疏松表层时要应用钻井液。在表层套管下入深度达到合理值时，需确保固井质量来提升钻井施工的成功率。孔隙压力梯度和破裂压力梯度是设计套管和井身结构的重要依据，在设计前就需要准确了解此类数据，与此同时，要避免喷漏并存可能的地层出现在相同裸眼井段内。如果没有高压层，可将钻井液密度调低，加强钻井液固孔工作，防止钻井液浓度出现自然增长；为将漏失可能降到低，在钻遇高渗透地层时，可将钻井液的黏度和切力提升来降低漏失量，提升造壁作用。高压地层钻进的过程中要保证不漏不喷，就需要将钻井液密度调整到合理值来实现前进过程中的近平衡。如果是易漏地层的钻进，要合理、适当的控制接单根和起下时的下放速度、钻速、泵压以及排量等参数，防止因过高的激动压力导致地层压漏。如果钻进过程中出现轻微漏失，则应及时将排量和泵压调低，并要同时关注钻头泥包想象，要两者兼顾。

4. 井漏事故的处理

渗透型漏失事故通常并不会失去循环且为较小的漏速，可采取以下方法：静止堵漏，将钻头提升到安全位置，等候一定时间，如果井口液面能维持稳定则能继续钻进；在较小漏失量的情况下可保持钻进动作，将漏层钻透后通过钻屑实现堵漏；对钻井液密度进行调整，通过低密度、高黏度、高切力来应对漏失；可将云母、石灰粉等纤维质物质以及小颗粒加入钻井液来堵漏。裂缝性漏失会因为实际情况的不同而有着不同的漏速，且差距很大，对此类型漏失处理时要从钻井实际出发制定合理的方法和措施，常用的措施包括以下几个方面：

静止堵漏；将谷壳、锯末等材料加入到钻井液中来堵漏；将高浓度堵漏材料加入钻井液后进行断塞处理，实现堵漏；如果在油气层产生裂缝型漏失，可通过石灰乳钻井液来短暂封堵油油气层裂缝。在大裂缝和大溶洞的空洞型漏失情况下，堵漏主要是选取合适类别和尺寸的充填物，配合堵漏剂来实现堵漏，将稻草树枝、粗砂、碎石以及水泥球等物投入到井底，得到超过溶洞顶部或高于裂缝的巨大骨架，在将堵漏剂注入其中，是骨架得到填充而形成新地层，以此实现堵漏。

随着钻井技术的不断发展，堵漏技术也在不断的发展，然而任何井的防漏堵漏工作的成功不仅仅取决于堵漏技术，很大程度上取决于人对地层的了解程度、对漏层的准确判断以及对堵漏技术的准确应用。这是由于井下地质情况的复杂性、不确定性决定的，任何一种堵漏技术都不是万能的，都有其适用范围。此堵漏工作的关键是要收集好施工井的区域地质资料、准确判断漏失层及漏失性质，同时选择合理的堵漏技术，制定出详实可行的施工工艺，只有这样才能确保堵漏作业的成功实施。

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