井漏是钻井工程中发生最多、最复杂的工程事故。井漏是在钻井、固井、测试等各种井下作业中,各种工作液(包括钻井液、完井液、水泥浆及其他流体等)在压差作用下漏入地层的现象。
井漏的危害极大。一是造成大量的钻井失“血”过多,损失大量钻井液,少则十几立方米,多则几千立方米甚至上万立方米;二是处理过程中会消耗大量的堵漏材料,造成巨大的经济损失;三是损失大量的钻井时间,少则几十小时,多则十几天甚至数月之久;四是影响地质工作正常进行,井漏失返,钻屑返不到地面,取不到随钻砂样,对地层无法鉴别;五是可能造成井塌、卡钻、井喷等复杂情况或者事故(井漏后井内液柱压力降低,不能平衡地层压力导致发生溢流、井涌或者井喷;由于液柱压力降低,不能抗衡井壁应力,导致井塌甚至卡钻;处理失当,还会导致部分井段或者全井报废);六是大量钻井液及堵漏材料进入储层,会对储层造成严重伤害。
“千里之堤、毁于蚁穴”。在钻井施工过程中,由于井下地层岩石中存在孔隙、裂缝或者溶洞,使得钻井液在井下地层中有了流动的条件。当钻井液液柱压力高于地层孔隙压力时,钻井液就会进入地层发生漏失;当钻井液液柱压力高于地层破裂压力时,或者下钻过快、开泵过猛等造成动态井底压力高于地层破裂压力时,就会把地层压破,发生压破性漏失。所以,钻井漏失分为渗透性漏失、天然裂缝溶洞性漏失、压破性漏失等。钻井井漏时,现场直接显示是从钻井井口返出的液量小于泵入量,严重时井口钻井液失返。
对漏失层位的判断。如果钻井液性能没有发生什么变化,在正常钻进发生了井漏,则漏失层即钻头刚钻达的位置;钻井液密度增加时产生漏失,则漏失层可能在裸眼井段中的任意井段,最大可能是技术套管鞋以下第一个砂岩层。漏层位置可以采用不同的方法测定,主要有螺旋流量计法、井温测定法、热电阻测量法、放射性测井法、RFT测井法、综合分析法、钻井液电阻测定法、声波测试法、传感器测试法、自动测漏装置和封隔器测试法等。
对付井漏,应以预防为主、处理为辅,提前收集资料深入分析研究,减少或者避免钻井工程设计与施工失误造成的井漏。主要的预防技术措施:一是根据地层孔隙压力、破裂压力、坍塌压力、漏失压力曲线,合理设计井身结构和套管程序,同一裸眼井段内不允许涌漏同存地层存在;二是在没有高压层存在的条件下,降低钻井液密度至其下限,实施近平衡钻井作业,并认真做好钻井液固控工作;三是在易漏失地层中钻进,排量、泵压、钻速、起下钻接单根时下放速度均要适当,防止产生激动压力,压漏地层;四是下部有高压层、上部有低压层,又不可能用套管封隔时,在钻开高压层之前,应对裸眼井段进行破裂压力试验,掌握承压能力,若有漏失则先行堵漏,再钻进;五是降低钻井液的动切力和静切力,减少环空摩阻;六是起钻时井口及时灌满钻井液,防止溢流,同时防止井塌导致井漏,甚至卡钻。
井漏发生后堵漏技术主要有静止堵漏、采用钻井液堵漏剂堵漏、高炉矿渣钻井液堵漏、注水泥浆堵漏和化学凝胶堵漏等。防漏堵漏特殊工艺包括膨胀管防漏堵漏技术、波纹管堵漏技术、欠平衡钻井防漏控漏技术和控压钻井防漏控漏技术等。