浅谈钻孔漏失的预防及处理

浅谈钻孔漏失的预防及处理

耿会斌

(内蒙古霍林河露天煤业股份有限公司地质勘探公司，内蒙古霍林郭勒 029200)

摘要：钻探是一项具有高度风险的隐蔽性工程，由于种种原因，常常发生各种孔内故障而影响正常钻进，通常把这些故障统称为孔内故障。钻孔漏失事故在钻探施工中发生的比较普遍，处理上比较困难，所需时间较长，因此，它对生产的影响往往也是很大的。本文针对钻孔漏失事故做了比较全面的分析，提出了预防及处理需要遵循的原则，为勘探施工提供了一定的参考价值。

关键词：钻探孔内故障钻孔漏失

0 引言

钻探是为了勘探矿床、地层构造、土壤性质等，用器械向地下钻孔，取出土壤或岩心供分析研究。孔内故障而影响正常钻进，通常把这些故障统称为孔内故障。它首先耽误钻探进尺，推迟施工进度，影响地质资料报告的提交。如果处理不当，还会出现无效的钻探进尺和报废管材，损坏机器设备，使钻探成本提高。

在钻探施工过程中，发生事故是多种多样的。从事故发生原因来分，可以大致分为人为事故和自然事故两大类。从事故特点来看，大体可归纳为：钻孔坍塌事故、钻具折断事故、埋钻事故、跑钻事故、卡夹钻事故、烧钻事故、掉钻落物事故、测井事故、钻孔漏失等。

人为事故发生的主要原因是由于操作人员没有严格执行钻探操作规程或制定的具体技术措施；或对孔内情况缺乏了解，未能及时察觉事故征兆；或所选用钻进方法、技术参数不当及操作技术不熟练造成的事故。

自然事故是指由于地质条件复杂，施工中未能完全有效控制而引发的孔内事故。

人为事故与自然事故既有区别又有联系。当地层情况复杂，因操作不当而引起的人为事故，会变的更加复杂，而难以处理，所以，人的主观能动性总是占主导地位。

钻孔漏失事故的发生既受到自然因素的影响，又和人为因素有着密切的联系。钻孔漏失事故在钻探施工中发生的比较普遍，处理上比较困难，所需时间较长，因此，它对生产的影响往往也是很大的。

1 钻孔漏失的危害

钻孔漏失指的是指井下作业时，冲洗液在压差作用下漏入地层中的一种复杂钻探情况。是复杂地层中钻探最常见的难题之一。钻孔漏失对于顺利施工存在极大的危害：耗时，延长钻井周期；损失大量钻井液、油料等原材料，水源供给不足时往往会停钻影响钻进效率；孔内水位下降，液柱压力不能很好的平衡孔壁侧压力，加大了孔壁不稳定性，引起孔壁坍塌掉块现象，诱发孔内塌跨、卡埋钻具等事故甚至造成钻孔报废等。

2 钻孔漏失的原因及其类型

2.1产生钻孔漏失的地质条件

⑴钻探施工中，常常遇到第四纪地层，有时也会遇到第三纪地层。这些地层沉积年限短，组织结构松软，由于胶结度不好，孔隙度较大，施工时容易产生漏失。此外，基岩风化带也容易产生漏失。

⑵节理发育的岩层易产生漏失。

⑶地质构造复杂的地层，具有大小不同的裂隙，或局部破碎，这种地层容易产生漏失，而且比较严重。

⑷遇到喀斯特溶洞、老窿或地下河等条件，漏失严重。

2.2钻孔漏失的主要类型

钻孔漏失主要分为渗透性漏失、裂隙性漏失、溶洞漏失以及人为因素漏失四种类型。

渗透性漏失。渗透性漏失多发生在第四系以及渗透性良好、孔隙度大的砂岩及砂砾岩地层中，这种地层岩石颗粒较粗，颗粒之间未胶结或胶结差。其漏失原因主要是孔内压力不平衡，即泥浆的循环当量密度超过了地层压力系数，使钻井液渗入地层。渗透性漏失量较小，漏失速度较慢。现象是泥浆池液面缓慢下降，或返出的钻井液减少。渗透性漏失一旦发生就会持续下去，直到钻井液中的固体颗粒流入地层孔隙堵塞通道才会停止。

裂缝性漏失。裂缝性漏失常发生在断层、地层不整合面及地层破碎带等地层中，漏失通道是大的孔隙洞穴及大的裂缝。

溶洞漏失。溶洞漏失常出现在石灰岩、白云岩等地层中，特点是漏失量大，持续时间长，经常发生有进无出的大漏失，而且发生的比较突然。

人为因素造成的漏失。孔内液柱压力大于地层破裂压力时，地层就会发生漏失。钻探作业中，人为因素造成的漏失，往往是由操作和钻井液性能两方面引起的。常见有以下两种情况：

⑴起、下钻具或套管时，特别是下放速度过快，造成压力激动将地层压裂发生漏失。

⑵钻井液切力过高，特别是静切力过高时，加上开泵过猛或是下钻速度过快，造成瞬时压力激动将地层压漏。

3漏失的预防措施

对于各类可能出现的事故应坚持预防为主的方针，特别应尽量避免人为因素引起的漏失。主要做到以下几点：

⑴选择合理的井身结构，确定合理的套管长度及坐放位置。

⑵采用平衡钻井法，根据地层压力及时调整冲洗液密度，保持孔内液柱压力与围岩平衡。

⑶严格控制下套管、上下钻具及开泵速度，避免压力激动造成漏失。

⑷在易漏地层钻进时，应先使用含堵漏材料的钻井液钻通易漏地层。

4 钻孔漏浆的处理措施

钻进过程中发现漏失，应采取果断措施，防止造成孔内事故。漏失发生时必须采取以下措施。

⑴确定漏失量以及层位的顶、底部位置。

⑵如果仅是轻微漏失，可采取小排量开泵，控制钻速，利用冲洗液中的岩屑和胶凝作用自行封堵地层达到堵漏目的。

⑶提高钻井液的黏度、切力，使其在孔壁上形成糊堵作用。

⑷如果漏失严重，可在钻井液中加入堵漏剂，或泵入粘稠的含有堵漏剂的钻井液。对于渗透性漏失和裂隙性漏失，这是最有效的堵漏方法之一。

孔内事故严重影响钻进效率、工程质量、安全生产和浪费钻探成本。无论客观因素或主观因素造成的事故，应积极采取以“预防为主，处理为辅”的方针，把事故杜绝于发生之前。只要严格按照操作规程采取有效预防措施，根据地质技术设计书介绍的地层情况，分析施工中可能遇到的问题，制定合理的技术措施，密切注意可能发生事故的征兆，发现异常要及时研究解决。就可以避免或减少事故的发生。

参考文献：

[1]胡郁乐等.钻探事故预防与处理知识问答.长沙：中南大学出版社，2010，3

[2] 张克勤等.钻井技术手册.北京：石油工业出版社，1988，5