石油钻井工程中防漏堵漏技术探讨
刘军富
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刘军富,. 石油钻井工程中防漏堵漏技术探讨[J]. 石油科学研究,20249. DOI:10.12721/ccn.2024.158447.
摘要: 石油钻井是一项非常重要的工程,它的开采效率和开采的安全等都是石油钻井工程的重要内容,在钻井过程中,如果不能及时处理,将会造成石油资源的浪费,从而降低开采效率。石油企业要重视防治井漏问题,重视钻井过程中防漏堵漏技术的应用,增强员工的安全意识,建立完善的技术管理机制。文章对石油钻井工程渗漏的主要影响因素进行了分析,随后对石油钻井工程中常用的几种防漏堵漏技术进行了介绍,以期为相关人员提供参考。
关键词: 石油钻井工程;影响因素;防漏堵漏技术
DOI:10.12721/ccn.2024.158447
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引言

在石油钻井工程中,为了保证钻井的安全与高效,必须采取有效的堵漏措施。漏失会造成钻井液损失,增加运营成本,严重时还会造成环境污染和事故。由于漏层位置不准确,防漏措施很难对症下药,加之施工的盲目性及技术上的局限性,使得该问题更加复杂。为此,需采用先进的地质探测技术,精确定位漏层方向,并与实时监测数据相结合,准确掌握漏井漏压,采用科学方法,创新工艺,强化堵漏效果,保证钻井安全。

1.石油钻井工程渗漏的主要影响因素

石油钻井工程中,渗漏一直是困扰石油工业的一大难题。首先,漏层位置的不确定是一个重要的影响因素。钻井过程中,由于地质结构复杂,对漏层进行准确预测与定位十分困难,极易造成钻井液漏失,影响钻井效率与环境安全。其次,防漏堵漏工作存在较大的盲目性。由于缺乏有效的监测与评价手段,操作人员往往不能及时发现泄漏,错失了最佳处置时机。

1.1.漏层位置无法精确

在石油钻井施工中,准确判断漏层位置,是防止漏失堵漏的前提。由于地质构造复杂,漏层位置往往不能准确定位,给钻井工作带来巨大挑战。目前国内外学者主要采用地震、井下测井等方法对漏层进行预测,但受地质复杂程度及技术水平的制约,其误差可达数十米乃至数百米。因此,如何提高漏层定位精度、降低漏层不确定性,是实现高效防漏堵漏的关键,也是石油钻井领域迫切需要解决的难题之一。

1.2.防漏堵漏工作盲目性强

防漏堵漏在石油钻井工程中占有重要地位,但往往存在着较强的盲目性。由于地层条件复杂、不确定性大,技术人员在防漏决策过程中往往信息不足,造成了决策的主观性、盲目性。如不能对地层渗透率进行精确评价,或对井底压力动态变化预测不准确等,就会导致防漏措施缺乏针对性。另外,在一些案例中,由于缺乏对历史资料的深入挖掘与分析,无法从历史案例中提炼出有效的规律,这进一步增加了漏泄工作的盲目性。因此,加强地质研究,结合先进数据分析模型,借鉴已有成功经验,降低决策盲目性,提高防漏堵漏效果。

1.3.防漏堵漏工艺具有局限性

石油钻井防漏堵漏技术对防止井漏和保护地层环境起到了很大的作用,但也存在着不可忽视的缺陷。目前,我国石油天然气管道防漏技术多采用化学堵漏、物理堵漏等技术,难以满足复杂地质条件、不同漏失类型的要求。例如,对于渗透率高、裂隙发育的漏层,常规堵漏材料往往不能有效封堵,造成堵漏效果差,漏失量高。另外,这些技术还会对井下环境产生二次影响,使地层物性发生变化,进而影响后续开采。因此,如何在保证防漏效果的前提下,减小工艺限制,减少对井下环境的扰动,是目前防漏技术发展迫切需要解决的问题。

2.石油钻井工程中防漏堵漏技术

2.1.堵剂技术

堵剂是指在井眼内形成堵塞物或堵塞物的物质,是解决油井漏失问题的一种物质。堵剂分为有机和无机两类,前者主要由聚合物和颗粒组成,具有良好的阻塞性和流变性;后者主要由矿物和化学添加剂组成,具有较高的温度和较高的压力。一般来讲,堵剂技术主要应用于处理紧急井漏事故,或井塌修补等方面,应根据井漏部位和性质,选择合适的堵剂材料和堵剂方法。堵剂主要是用来封堵井壁、井眼等部位,起到堵漏作用的一种堵漏材料。常用的堵剂技术可分为物理堵剂和化学堵剂两大类,各有优势和不足。钻井液堵剂技术是通过向钻井液中添加特定物质,使其在井壁、井口、井底等部位形成封堵层,从而达到堵漏效果。由于钻井液堵剂具有较好的封堵效果和较低的使用成本,因此得到了广泛的应用。但在实际应用中,其封堵效果并不稳定,在实际应用中还需进一步完善。就封堵技术而言,它既能在井筒中直接形成堵塞层,又能在井口和地层裂缝处形成封堵层。不管是钻井液堵剂技术,还是堵剂技术,在使用前都要根据地层条件和井眼状况合理选用,以保证快速解决漏失问题。

2.2.封隔剂技术

在石油钻井工程中,作为一种常用的防漏堵漏技术,它是一种能够改变井筒流体性质,从而解决井下漏失问题的材料。常用的密封剂有有机和无机两种,前者以有机聚合物为主,具有较好的溶解性和封堵性;后者主要由化学添加剂和矿物组成,具有较高的耐热性和较好的阻隔性。通过向井下注入封堵剂,改变井眼内流体性质,形成封闭、隔离层,从而达到预防漏失的目的。在实际应用中,封堵技术的最大优势在于防漏效果好,但在应用过程中也存在着一定的缺陷,从而导致封堵效果不理想,因此,相关企业必须注意封堵材料的改进。在常规情况下,封闭剂能够形成一道屏障,阻止地层流体的流动,同时具有良好的稳定性和适应性,从而达到防渗漏的目的。然而,在井筒中注入和固化密封剂需要一定的时间和费用,如果井下环境比较特殊,密封剂的应用就会受到环境的制约。另外,当地层存在裂隙时,封堵技术可能不能达到很好的封堵效果,而且封堵剂的选用也要考虑很多因素,因此该技术还需要进一步完善。

2.3.金属封堵装置技术

金属封堵装置技术是一种堵剂技术与封隔剂技术相区别的技术,它是一种利用金属部件进行封堵的技术。金属封堵装置主要由封堵头和封堵体两部分组成,封堵头主要设置在井筒上部,起到固定封堵体、防止封堵体下沉的作用;后者具有升降、旋转两种功能,能实时调节安装位置和压力。同堵剂工艺一样,金属堵剂工艺也常用于处理井漏事故、修补井壁等。目前,这一技术在国内外得到了广泛的应用。与其他堵漏技术相比,金属封堵器技术具有强度高、稳定性好等优点,但在实际应用过程中,封堵头和封堵体间密封性能不佳等问题亟待解决。另外,这一技术的应用主要依赖于金属构件,由于金属材料的物理性能和耐高温等特性,能够在井筒内形成强有力的封堵层,起到防漏的作用,再加上金属材料耐腐蚀、耐高压等特点,使其在实际应用中更加稳定,能够适应不同的井筒环境。

3.结束语

综上所述,随着能源需求的不断增加,石油钻井所处的地质环境日趋复杂,钻井深度越来越大,钻井技术创新也越来越快,对防漏堵漏技术提出了新的挑战。特别是在深海、超深井、非常规油气开发等领域,油井漏失问题更加突出,对堵漏技术的适应性、可靠性及经济性提出了更高的要求。同时,随着人们对环境保护的日益重视,如何降低堵漏过程中的环境污染,实现“绿色钻井”,也是当前钻井技术研究的重点。

参考文献

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