1 北京市地质勘察技术院 北京 100143
2 吉林大学建设工程学院 吉林长春 130000
摘要：在地热勘查中，钻井作业由于自身特性，很容易出现井漏问题，根据地层差异，可以将井漏分为孔隙型漏失和裂隙、溶洞型漏失两种，其中孔隙型漏失主要是在砂岩地层中出现，漏失量较小，带来的影响不大，所以在后续处理中较为简单，但是裂隙、溶洞型漏失由于漏失量较大，所以在后续处理中难度较大，需要涉及到复杂的工艺，如何能够选择合理有效的方法显得十分关键。这种地层漏失现象带来了一系列的不良影响，很容易造成地层结构不稳定性加剧，为后续作业活动埋下一系列安全隐患，还有待进一步完善。基于此，本文主要就地热钻井中地层漏失进行分析，从多种角度来分析漏失原因，寻求合理的堵漏方法，在前人学者的研究基础上进一步创新，为后续堵漏工艺创新提供一定参考。
关键词：地热钻井；地层漏失；堵漏方法；地热资源
在社会经济持续增长中，对于各种能源和资源的消耗量持续增长，尽管为经济增长做出了重大的贡献，但是同步伴随而来的是严重的环境问题，在不同程度上制约着社会持续发展。基于此，为了在推动经济增长的同时，还可以尽可能降低对能源和资源的开采，开发和利用新型清洁能源显得十分关键，而地热资源作为一种清洁能源，可以有效满足社会经济持续增长需求。由于钻井属于一项系统工程，其中存在着一系列不确定因素，很容易受到客观因素影响为工程埋下安全隐患，加剧材料消耗的同时，加剧成本，甚至引发严重的漏失事故，威胁到地热井整体结构稳定性，影响十分深远。由此看来，加强地热钻井中的地层漏失问题进行分析，从多种角度把握技术要点，寻求合理措施来改善此类问题，有助于推动我国地热资源的开发和利用，创造更大的经济效益和社会效益。
1 地热钻井漏失现象的原因
在地热钻井中，由于作业特性，至于要对地热资源开发和利用，所以发生钻井液漏失的地层，需要具备储藏钻井液的条件，如空洞和断层；地层空隙压力要小于钻井液液柱压力，只有存在压差的情况下才可能出现漏失现象[1]。故此，当前常见的井漏现象出现的原因主要表现在两种，一种是胶结差的砂岩空隙，断层形成的通道；另一种则是施工措施选择不合理，钻井液密度过大同样可能造成地层漏失现象出现。此外，人为因素导致的井漏问题较为常见，此类问题后续的维护和改善较为简单，通过技术优化即可实现，而天然原因的井漏问题处理难度较大，所以主要针对此类问题进行分析和研究。
对于天然原因造成的井漏现象，可以分为两类，即孔隙型漏失和裂隙、溶洞型漏失两种。就孔隙型漏失现象来看，孔隙型漏失主要是在砂岩地层中出现，漏失量较小，主要为粗砂岩和砾岩等，只有在钻井液压力高于地层孔隙压力时，才会出现漏失现象，这种漏失现象流速慢，所以带来的影响较小，在后续处理中较为简单；裂隙、溶洞型漏失由于漏失量较大，更多的是由于地下水溶蚀形成裂缝，进而发生井漏现象，漏失量较大，流速较快，所以在后续处理中难度较大，需要涉及到复杂的工艺，如何能够选择合理有效的方法显得十分关键[2]。
2 地热钻井中地层漏失现象的堵漏方法
2.1 孔隙型漏失的堵漏方法
对于孔隙型漏失现象的堵漏方法选择，应该根据实际情况，了解到此种漏失现象的成因，主要是在未胶结砂层和砂砾层中，词中地层结构属于河流相碎屑岩沉积，结构渗透性较强，所以含水量较大，很容易在钻井作业中发生渗漏。故此，在具体钻井作业中，针对此类漏失量较小，流速慢的情况，钻井液仍然可以实现整体循环，所以在后续堵漏处理中更为简单、便捷[3]。
（1）孔隙型漏失常用堵漏方法。就孔隙型漏失现象常用的堵漏方法来看，主要包括以下几个方面：其一，静止堵漏。主要是在发现存在漏失现象后，立即停止钻进作业活动，不钻井液循环活动可以静止一段时间，由于钻井液自身的触变性，所以漏失的钻井液可能会随着静切力增加逐渐增加，在井壁上形成一层泥皮，起到修补和填充裂缝现象的作用[4]。其二，顶楼钻井，对于漏失量较小的，可以选择岩屑进行堵漏，继续进行后续的钻进作业活动，在一段时间后方可停止漏失，如果仍然存在漏失现象，可以提起钻头，采用静止堵漏方法。其三，使用堵漏剂，如果漏失量较大，顶楼钻进未能起到良好的成效，可以通过封堵剂进行堵漏，可以起到良好的堵漏效果。
（2）孔隙型漏失地层施工注意问题。在具体施工中，由于地层结构整体较难输送，很容易发生结构崩塌，发生严重的漏失现象，所以在钻进过程中，应该尽可能降低钻井液密度，以此来提升钻进速度和排量；钻井速度适当，尽可能避免钻井液长时间精致，分段循环，避免破坏钻井液胶凝结构，同时施工人员避免选择在渗漏性较强的地带开泵，可能出现地层憋漏问题出现，维护钻井作业安全，为后续施工活动有序开展打下坚实的基础和保障。
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2.2 裂隙、溶洞型漏失的堵漏方法
对于裂隙、溶洞型漏失现象，主要是强调钻井作业中遇到碳酸岩石岩溶，由于此类结构连通性较强，所以漏失量较大，漏失速度快，很容易出现漏而不返现象，后续维护和处理难度较大，涉及到的工艺十分复杂。
（1）漏失层位检测。对于灰岩地层漏失现象，主要表现在钻井液性能并未发生明显的变化，但是在钻井作业中出现井漏现象，在钻进过程中如果存在防空现象，可能导致在防空后出现漏失现象[5]。针对此类问题，可以通过电测法进行检测，主要是由于碳酸盐岩自身的均质性较强，传统的检测方法无法有效检测到分裂隙，多数是通过声波测井方式实现。可能在测量中存在裂隙发育不断扩大，带来严重的消极影响。
（2）裂隙、溶洞型漏失堵漏方法。就裂隙、溶洞型漏失现象的堵漏方法来看，主要包括以下几个方面：其一，复合堵漏剂堵漏，注意要是强调将不同粒径的颗粒和纤维物按照一定的配合比进行混合，融入到钻井液中，借助输送泵输送到需要堵漏的位置，以此来实现对堵漏部位的加固处理，在实际应用范围较广，效果十分突出，值得广泛推广和应用[6]。其二，水泥浆堵漏，主要是针对漏失量较大的问题，钻井液难以实现完整的循环，所以需要运用水泥浆堵漏方法，此种方法在实际应用中需要由作业人员观测液面高度，计算出漏层的具体压力后，确定最终的水泥浆具体用量，将水泥浆输入到漏层处，控制漏层压力平衡，实现对漏失区域的堵漏处理，效果较为可观。当前较为常见的水泥材料有32.5R和42.5矿渣硅酸盐水泥。其三，石膏水泥浆堵漏，将建筑石膏和油井水泥按照一定配合比配置而成，需要在施工前充分对材料质量和性能进行检验，了解浆液的具体凝固时间，此种方法在实际应用中，更多的是应用在裂缝较大的漏失现象上，效果较为可观。
（3）堵漏施工注意问题。在堵漏施工中，需要保证起钻时持续灌浆作业，这样可以有效避免井塌问题出现，提升结构稳定性；如果出现崩塌事故，可以通过循环钻井液来提升结构稳定性，在做好前期的堵漏准备工作后，借助泵将堵漏液输入到对于需要堵漏的位置，划眼下放，确保堵漏液能够充分进入到漏层，以此实现对漏层的堵漏处理；在堵漏施工中，施工人员需要严格遵循施工要求，尽可能选择简单的钻具结构，避免对地热井结构稳定性产生影响；更为关键的是，在堵漏施工中，堵漏浆液不能全部输入到漏层中，应该保留1/3左右的溶液在井筒中[7]。
2.3 聚合物凝胶堵漏
聚合物凝胶是一种新式堵漏材料，主要是在科学水平不断提升背景下衍生出来，通过多种高分子材料相互反应和作用下形成的一种高粘性物质。在堵漏作业中，聚合物凝胶较之传统的堵漏材料而言，具有较为突出的可变性，在堵漏施工中可以有效避免漏失通道制约，挤压变形后进入到需要堵漏的漏层空间，并且在漏层中滞留下来，充分发挥材料自身高粘性优势，实现对漏失现象的堵漏处理，同时具有突出的降解性，保护储层的同时，提升结构整体稳定性[8]。聚合物凝胶堵漏在地层中应用，还可以起到封隔器的作用，受到剪切稀释作用下进入到漏层后，停止流动，可以完全隔断
地层流体和流体，具有封隔器的作用。此种方式启动压力较差，但是要远远超过泥浆柱压力和地层压力差异，以此来实现对地层漏失现象的堵漏密封处理，避免漏失现象再次出现。需要注意的是，如果地层压力高于钻井液液柱压力，在这样的情况下，通过聚合物凝胶堵漏形成的凝胶段塞可以有效组个油气和水分进入，避免漏失现象出现，进而维护井下作业安全，为后续施工作业活动打下坚实的支持和保障，提升作业效率和质量。
综上所述，在地热钻井中，由于作业活动自身特性，可能存在不同程度上的地层漏失现象，形成恶性漏失循环，带来严重的影响。针对了此类问题，可以通过使用静止堵漏、岩屑堵漏、堵漏剂、复合堵漏剂和水泥浆方法进行有效处理，效果更为可观。
参考文献：
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[4]彭彬,李帮民,王丹等.气举反循环技术在石油钻井中的适应性分析[J].科学技术与工程,2016,16(19):179-184.
[5]赵华宣,雷治平,陈浩等.在岩溶裂隙地层中钻进的纠斜与堵漏措施[J].西部探矿工程,2012,24(5):49-52.
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[7]钱洪强,王震凯.地热钻井中录井及各地层界面的判定方法探讨——以天津市东丽区民和巷DL-81地热井为例[J].地质调查与研究,2016,39(2):157-160.
[8]金子辉.肯尼亚OLKARIA高温地热井钻井技术应用[J].黑龙江科技信息,2012,21(25):43-43.
论文作者:张沁瑞1,刘宝昌
论文发表刊物:《基层建设》2017年第8期
论文发表时间:2017/7/13
标签：漏失论文; 地热论文; 地层论文; 现象论文; 作业论文; 孔隙论文; 裂隙论文; 《基层建设》2017年第8期论文;