地热井钻探过程中堵漏的原则及方法

地大热能地热钻井：在地热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。

1.堵漏的原则

地热井堵漏的最基本原则是不允许堵塞热贮流层。堵漏分临时性堵漏和永久性堵漏。在堵漏前必须分清，然后采用相应的堵漏物质。比如该漏层需要开采则需要临时堵漏，当需要时打开漏层;若漏层不再开采，只是为了施工的需要，则可以考虑永久堵漏。同时，各种堵漏物质按下述基本步骤在漏层建立堵塞隔墙。

(1)堵漏物质到达漏层时，其固相颗粒的物理特性(如形状、尺寸、浆液流变性等)要适应漏失通道的复杂形态，堵漏剂能按设计的数量进入漏层。

(2)堵漏剂进入漏层后要能很快固化，不能连续地进入地层深处，失去堵漏意义。

(3)堵漏剂形成的隔墙必须具有一定的机械强度，并与漏失通道有牢固的粘结强度，不致于发生暂堵现象。

2.堵漏的方法

(1)静止堵漏。该方法是在发生完全或部分漏失的情况下，将钻具从漏失井段起出(起至上层套管或完全井段内)，静止一段时间(一般8~24h)，漏失现象即可消除。

(2)桥接材料堵漏法。该方法是利用不同形状、尺寸的惰性材料，以不同的配方混合于泥浆中直接注入漏层的一种堵漏方法，该方法应根据不同的漏层性质，选择堵漏材料的级配和浓度，否则在漏失通道中形不成“桥架”，使堵漏失败。适用于孔隙和裂缝造成的部分漏失和失返漏失。

(3)化学堵漏法。该方法具有如下优点:堵漏浆液密度低，凝固时间调整范围大，浆液的渗滤能力较强，滤液也能固化，可堵塞微孔缝漏层，堵漏后钻碎的塑胶屑对泥浆性能无不良影响，在井底条件下固化的塑胶堵塞体强度高，稳定性好，但化学堵漏材料价格高。该法使用的化学产品较多，其堵漏工艺也有一些区别。

(4)无机胶凝物质堵漏法。该方法在热贮层禁止使用，一般用于较为严重的井漏，要求漏层位置比较清楚(清楚漏层位置和漏层压力)。主要用于处理张开值为8mm至30mm的自然横向裂缝、破碎岩石的漏失。

采用此方法要避免泥浆混入水泥浆，使其堵漏质量不佳。在施工时可以在注水泥浆之前先注入一段隔离液。隔离液可以采用浓度为1%~2%的CMC溶液，在施工时除注意和地层压力平衡外，还要注意钻具内外的水泥浆面平衡。

(5) 软硬塞堵漏法。软硬塞指的是所形成的堵塞不固化，它是靠形成不流动的粘稠物体封堵漏层，它适用于较大裂缝或洞穴漏失。因为软塞切力大、流阻大，可限制裂缝的发展。在挤压时，软塞不仅堵住大裂缝，也进而堵住小裂缝，软硬塞类堵漏浆液常用以下几种:

1)柴油膨润土浆。柴油膨润土浆是由柴油、膨润土、纯碱、石灰等按一定比例混配而成，其中，膨润土属憎油性材料，因此可配制固相浓度很高的柴油膨润土混合物。当混合物被泵入漏层与水接触后，悬浮着的膨润土颗粒开始水化，并从油中分离出来，结成一团坚韧的油泥块，从而达到堵漏的目的。

国外推荐的柴油膨润土浆的加量为:柴油:膨润土=1:1.4(重量比)，配出的浆液密度为1.38g/cm。该柴油膨润土浆与泥浆混合后，能形成具有相当高的剪切强度的堵塞物。泥浆与该柴油膨润土浆的比例可以在1:1至1:3范围内使用，其剪切强度可达0.2~0.3MPa

2)剪切稠化液。剪切稠化液是由分散在油气水乳化液中的水膨胀材料所组成的一种多组分体系，它具有很高的粘度，在钻杆内低剪切速率时，它是可泵送的液体，但当其通过钻头喷嘴时，在高剪切速率下，便稠化成一种不可逆转的高强度稠膏，用来封堵漏层。

(6)复合堵漏法。当非目的含水层异常复杂，漏失情况多变，影响正常钻进时，用单一的堵漏剂处理往往成效不大。应采用复合堵漏法以提高成功率。