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【摘 要】 结合笔者相关工作经验，文章首先对发生地质钻探孔漏失的原因进行了分析，随后主要针对程度较低的漏失现象采取的堵漏技术进行了探讨，并探究了地质钻探堵漏的新技术。
【关键词】 地质钻探；钻孔漏失；堵漏技术
前言：
在地质钻探过程中常常会发生地质钻探孔漏失的情况，其已经成为地质钻探工作中的重要难题，该现象不但会导致整个钻探工作的成本提高，还会引发一些安全事故。当出现钻孔漏失情况时如不能采取科学有效的措施进行堵漏，将会引发井塌、井喷以及卡钻等一些列安全事故，严重时还会造成部分井段甚至是全部井段出现报废的严重后果。怎樣突破这一阻碍地质钻探工作效率的阻碍性问题，从而有效避免不必要的损失，是钻探工作工作者必须关注和探索的问题。
一、发生地质钻探孔漏失的原因分析
所有能够引发地质钻探钻孔漏失情况的地层，通常都具有下列条件：一是地层中会有一些大大小小的溶洞、裂缝或者是间隙等，该类空隙的存在会给钻井液营造一定的扩散条件；二是钻井液液柱的压力高出地质层间隙的流体压力，在压力差的作用下出现漏失现象；三是地质层的破裂压力较小而致使地层被压裂形成缝隙，引发漏失。
（一）渗透性漏失
渗透性漏失多发于碎石、砂类土、砂砾岩等粗颗粒的地层中，因该种地层通常是胶结较差或未胶结的渗透性比较好的底层。渗透性漏失主要是由于孔内压力不均所引起，比如此类地质层极易在地质钻探时发生钻井液的漏失。此种漏失称之为渗透性漏失。当钻井液液柱压力的作用下，钻井液会渗透进地质层的空隙当中，此种漏失的速率较小。
（二）裂缝、溶洞类漏失
通常地质层中多为白云岩、石灰岩等，由于此类岩石会存在溶洞、裂缝等构造，往往会引起钻井液的漏失现象。同时，若存在地应力破碎带以及断层等结构，地层压力小于钻井液液柱的压力而发生漏失现象。这种漏失的速度较快，漏失量也较大，必须及时进行处理，否则将造成严重的后果。
（三）注水过程引起漏失
当一处地层开发准备进行钻探后，由于在注水过程中操作出现偏差，引起地层内在纵方向上孔隙间的压力发生较大变化，出现高压、常压、和欠压等几种不同的压力层，之间相差较大，不利于进行下一步的钻探。同时，在地质层注水后，地层破裂压力自上而下出现梯度差。在同一个地质层深度上，各个部位的地层破裂压力是存在差异的。
（四）施工技术缺陷引起漏失
在施工过程中出现技术上的不到位，或者直接发生技术失误，而引起地质钻探孔的漏失。比如在施工过程中，造成地层压力与井底的压力出现明显的较大差别，其差值远远大出了钻井四周的挤压应力和地质层上的张力。这样地层就很容易产生裂缝，引发地质钻探孔的漏失情况。
二、对于程度较低的漏失情况采取的堵漏技术
程度较低的漏失情况常见的是进多出少但并未给接下来的钻探工作带来不良后果的渗透性漏失现象。当发现存在这种现象时，建议采取以下几种措施进行堵漏。
（一）如果漏失量较小，不至于发生严重后果，可采取继续进行钻探的方法，在经过漏失地质层后，依靠钻屑将漏失孔隙或裂缝堵住。在之后如果发现钻井液不再减少，即为漏失孔隙已被堵住，可继续进行钻探工作。如果发现钻井液还会发生漏失现象，可以采取把钻头停止，进行静止堵漏的方法。所谓静止堵漏，就是指暂停钻探，把钻头提高到技术套管，使下方的钻井液保持静止状态静止数小时。由于钻井液在漏失过程中，可以随着静切力的增大进行堵住空隙或裂缝。而且，钻井中的泥土在吸收了钻井液后会膨胀变大，也会堵住空隙或者裂缝。
（二）在所使用的钻井液中加入石灰粉、云母片暂堵剂等纤维物质或者较小的颗粒物质，以此来减小钻井液的密度，增强其堵漏效果。
三、地质钻探堵漏新技术的研究
世界上各大石油公司和研究机构每年投入大量的人力、物力进行堵漏技术研究，积累了一些成功经验，然而迄今为止，对于解决长裸眼、多层段漏失，以及恶性漏失仍然十分困难。由于地质钻探在钻孔直径、钻进方法、钻进工艺及设备条件方面的特殊性，许多在石油钻探顺利实施的堵漏技术而在地质钻探却无法使用，地质钻探的堵漏技术手段还相对简单。探矿工程研究所针对地质钻探的特殊性，针对不同漏失情况，开展了广谱型堵漏特点的高强度快失水堵漏技术、高强度化学触变堵漏技术、溶胀型随钻堵漏材料以及成膜钻井液技术的研究。
（一）高强度快失水堵漏技术研究
高强度快失水堵漏技术的原理是：配制的堵漏液在地层孔隙内经压力作用，快速失水使堵漏材料在孔内形成具有较高强度的致密堆积物迅速封堵裂隙及孔隙，达到快速堵漏的目的。该技术主要用于封堵5mm以下的孔隙或裂缝。快失水堵漏剂研制方法：选取拉筋材料、架桥材料、助滤剂，通过正交试验优选配方，采用机械复合、材料活化处理等手段，制得快失水堵漏剂。产品性能为：悬浮稳定性96%；失水速度248mL/min；滤饼厚度23mm；1mm缝隙板封堵时间2s；封堵漏失量400mL；承压强度7MPa。为了扩大堵漏范围，提高堵漏后地层的承压强度，可在快失水堵漏剂配制的堵漏液中，引进其它不同形状或粒度的架桥材料。快失水堵漏技术实施时，需要向堵漏液施加一定的压力使其快速失水，实现快速堵漏。
（二）高强度化学触变堵漏技术研究
化学触变堵漏技术的原理是：化学触变剂配制的溶液是一种剪切稀释作用较强的粘稠液体，进入漏失地层孔隙后，驱走漏失通道中的水（防止无机触变材料被冲稀）。当无机触变材料与化学触变剂相遇时，迅速转变成不溶于水的凝胶状态而失去流动性。利用上述特性，首先向漏失地层注入化学触变剂，然后再注入无机触变剂，使聚合物体系留在漏失通道内固化，从而实现快速、广谱堵漏的目的。还可结合架桥堵漏技术，扩大堵漏范围，提高堵漏后地层承压强度。该技术主要用于封堵尺寸较大的漏失，特别是失返性漏失，包括含水性失返性漏失。化学触变堵漏技术包括：
1、化学触变剂研制或优选，化学触变剂是一种可交联的聚合物体系；
2、无机触变材料研制，实际是一种交联剂，遇到聚合物体系后，促使其发生交联固化。优选无机材料、促凝剂、膨胀剂等进行合成；
3、进行实验室内评价，确定其技术参数；
4、堵漏工艺研究：确定漏失孔段深度和长度，计算触变材料用量，配制化学触变溶液；在灌注化学触变溶液后，应在钻管注入足够量的前置隔离液，防止和无机触变材料在钻杆内固结。
（三）溶胀型随钻堵漏材料研究目前，国内外采用具有延迟膨胀特点的堵漏材
料用于钻探堵漏的应用还不多见。这种堵漏材料进入到地层漏失通道后，能够吸水膨胀，紧紧的留在漏失通道中，具有一定的抗压强度，提高了孔壁的承压能力，同时由于吸水体积增大，也扩大了堵漏应用范围。
这种堵漏材料采用自由基聚合原理和交联反应原理。在单体聚合反应的同时，通过加入交联反应剂将直链的聚合物连接而形成空间网状结构。通过交联度控制和填充其它材料，控制膨胀体的膨胀率、膨胀时间和膨胀体的强度。
填料作为支撑剂，可以提高材料的强度和韧性，在挤压过程中会发生拉伸和受压。在拉伸过程中，如膨润土与水和聚合物强烈的氢键作用，使得分子链发生延展而不至于断裂，增加了韧性；在受压过程中，粒状如碳酸钙和片状膨润土能很好地起到缓冲和支撑的作用，使分子链在压力下不发生过大的变形而断裂，从而增加产品的强度。
溶胀型随钻堵漏材料性能评价主要考虑因素：一是考察试样加入泥浆后对泥浆性能的影响；二是考察其堵漏效果。因此主要评价参数为表观粘度、塑性粘度、API滤失量、封闭时间、封闭滤失量及承压强度。这里选择801堵漏剂和单向封堵剂作为参比样品。
参考文献：
[1]田宏卫.地质钻探孔漏失原因及堵漏措施探究[J].硅谷，2014，（6）.
[2]吕其猛.探析钻探工程中的钻孔漏失及其措施[J].科技与企业，2012，（16）
【关键词】 地质钻探；钻孔漏失；堵漏技术
前言：
在地质钻探过程中常常会发生地质钻探孔漏失的情况，其已经成为地质钻探工作中的重要难题，该现象不但会导致整个钻探工作的成本提高，还会引发一些安全事故。当出现钻孔漏失情况时如不能采取科学有效的措施进行堵漏，将会引发井塌、井喷以及卡钻等一些列安全事故，严重时还会造成部分井段甚至是全部井段出现报废的严重后果。怎樣突破这一阻碍地质钻探工作效率的阻碍性问题，从而有效避免不必要的损失，是钻探工作工作者必须关注和探索的问题。
一、发生地质钻探孔漏失的原因分析
所有能够引发地质钻探钻孔漏失情况的地层，通常都具有下列条件：一是地层中会有一些大大小小的溶洞、裂缝或者是间隙等，该类空隙的存在会给钻井液营造一定的扩散条件；二是钻井液液柱的压力高出地质层间隙的流体压力，在压力差的作用下出现漏失现象；三是地质层的破裂压力较小而致使地层被压裂形成缝隙，引发漏失。
（一）渗透性漏失
渗透性漏失多发于碎石、砂类土、砂砾岩等粗颗粒的地层中，因该种地层通常是胶结较差或未胶结的渗透性比较好的底层。渗透性漏失主要是由于孔内压力不均所引起，比如此类地质层极易在地质钻探时发生钻井液的漏失。此种漏失称之为渗透性漏失。当钻井液液柱压力的作用下，钻井液会渗透进地质层的空隙当中，此种漏失的速率较小。
（二）裂缝、溶洞类漏失
通常地质层中多为白云岩、石灰岩等，由于此类岩石会存在溶洞、裂缝等构造，往往会引起钻井液的漏失现象。同时，若存在地应力破碎带以及断层等结构，地层压力小于钻井液液柱的压力而发生漏失现象。这种漏失的速度较快，漏失量也较大，必须及时进行处理，否则将造成严重的后果。
（三）注水过程引起漏失
当一处地层开发准备进行钻探后，由于在注水过程中操作出现偏差，引起地层内在纵方向上孔隙间的压力发生较大变化，出现高压、常压、和欠压等几种不同的压力层，之间相差较大，不利于进行下一步的钻探。同时，在地质层注水后，地层破裂压力自上而下出现梯度差。在同一个地质层深度上，各个部位的地层破裂压力是存在差异的。
（四）施工技术缺陷引起漏失
在施工过程中出现技术上的不到位，或者直接发生技术失误，而引起地质钻探孔的漏失。比如在施工过程中，造成地层压力与井底的压力出现明显的较大差别，其差值远远大出了钻井四周的挤压应力和地质层上的张力。这样地层就很容易产生裂缝，引发地质钻探孔的漏失情况。
二、对于程度较低的漏失情况采取的堵漏技术
程度较低的漏失情况常见的是进多出少但并未给接下来的钻探工作带来不良后果的渗透性漏失现象。当发现存在这种现象时，建议采取以下几种措施进行堵漏。
（一）如果漏失量较小，不至于发生严重后果，可采取继续进行钻探的方法，在经过漏失地质层后，依靠钻屑将漏失孔隙或裂缝堵住。在之后如果发现钻井液不再减少，即为漏失孔隙已被堵住，可继续进行钻探工作。如果发现钻井液还会发生漏失现象，可以采取把钻头停止，进行静止堵漏的方法。所谓静止堵漏，就是指暂停钻探，把钻头提高到技术套管，使下方的钻井液保持静止状态静止数小时。由于钻井液在漏失过程中，可以随着静切力的增大进行堵住空隙或裂缝。而且，钻井中的泥土在吸收了钻井液后会膨胀变大，也会堵住空隙或者裂缝。
（二）在所使用的钻井液中加入石灰粉、云母片暂堵剂等纤维物质或者较小的颗粒物质，以此来减小钻井液的密度，增强其堵漏效果。
三、地质钻探堵漏新技术的研究
世界上各大石油公司和研究机构每年投入大量的人力、物力进行堵漏技术研究，积累了一些成功经验，然而迄今为止，对于解决长裸眼、多层段漏失，以及恶性漏失仍然十分困难。由于地质钻探在钻孔直径、钻进方法、钻进工艺及设备条件方面的特殊性，许多在石油钻探顺利实施的堵漏技术而在地质钻探却无法使用，地质钻探的堵漏技术手段还相对简单。探矿工程研究所针对地质钻探的特殊性，针对不同漏失情况，开展了广谱型堵漏特点的高强度快失水堵漏技术、高强度化学触变堵漏技术、溶胀型随钻堵漏材料以及成膜钻井液技术的研究。
（一）高强度快失水堵漏技术研究
高强度快失水堵漏技术的原理是：配制的堵漏液在地层孔隙内经压力作用，快速失水使堵漏材料在孔内形成具有较高强度的致密堆积物迅速封堵裂隙及孔隙，达到快速堵漏的目的。该技术主要用于封堵5mm以下的孔隙或裂缝。快失水堵漏剂研制方法：选取拉筋材料、架桥材料、助滤剂，通过正交试验优选配方，采用机械复合、材料活化处理等手段，制得快失水堵漏剂。产品性能为：悬浮稳定性96%；失水速度248mL/min；滤饼厚度23mm；1mm缝隙板封堵时间2s；封堵漏失量400mL；承压强度7MPa。为了扩大堵漏范围，提高堵漏后地层的承压强度，可在快失水堵漏剂配制的堵漏液中，引进其它不同形状或粒度的架桥材料。快失水堵漏技术实施时，需要向堵漏液施加一定的压力使其快速失水，实现快速堵漏。
（二）高强度化学触变堵漏技术研究
化学触变堵漏技术的原理是：化学触变剂配制的溶液是一种剪切稀释作用较强的粘稠液体，进入漏失地层孔隙后，驱走漏失通道中的水（防止无机触变材料被冲稀）。当无机触变材料与化学触变剂相遇时，迅速转变成不溶于水的凝胶状态而失去流动性。利用上述特性，首先向漏失地层注入化学触变剂，然后再注入无机触变剂，使聚合物体系留在漏失通道内固化，从而实现快速、广谱堵漏的目的。还可结合架桥堵漏技术，扩大堵漏范围，提高堵漏后地层承压强度。该技术主要用于封堵尺寸较大的漏失，特别是失返性漏失，包括含水性失返性漏失。化学触变堵漏技术包括：
1、化学触变剂研制或优选，化学触变剂是一种可交联的聚合物体系；
2、无机触变材料研制，实际是一种交联剂，遇到聚合物体系后，促使其发生交联固化。优选无机材料、促凝剂、膨胀剂等进行合成；
3、进行实验室内评价，确定其技术参数；
4、堵漏工艺研究：确定漏失孔段深度和长度，计算触变材料用量，配制化学触变溶液；在灌注化学触变溶液后，应在钻管注入足够量的前置隔离液，防止和无机触变材料在钻杆内固结。
（三）溶胀型随钻堵漏材料研究目前，国内外采用具有延迟膨胀特点的堵漏材
料用于钻探堵漏的应用还不多见。这种堵漏材料进入到地层漏失通道后，能够吸水膨胀，紧紧的留在漏失通道中，具有一定的抗压强度，提高了孔壁的承压能力，同时由于吸水体积增大，也扩大了堵漏应用范围。
这种堵漏材料采用自由基聚合原理和交联反应原理。在单体聚合反应的同时，通过加入交联反应剂将直链的聚合物连接而形成空间网状结构。通过交联度控制和填充其它材料，控制膨胀体的膨胀率、膨胀时间和膨胀体的强度。
填料作为支撑剂，可以提高材料的强度和韧性，在挤压过程中会发生拉伸和受压。在拉伸过程中，如膨润土与水和聚合物强烈的氢键作用，使得分子链发生延展而不至于断裂，增加了韧性；在受压过程中，粒状如碳酸钙和片状膨润土能很好地起到缓冲和支撑的作用，使分子链在压力下不发生过大的变形而断裂，从而增加产品的强度。
溶胀型随钻堵漏材料性能评价主要考虑因素：一是考察试样加入泥浆后对泥浆性能的影响；二是考察其堵漏效果。因此主要评价参数为表观粘度、塑性粘度、API滤失量、封闭时间、封闭滤失量及承压强度。这里选择801堵漏剂和单向封堵剂作为参比样品。
参考文献：
[1]田宏卫.地质钻探孔漏失原因及堵漏措施探究[J].硅谷，2014，（6）.
[2]吕其猛.探析钻探工程中的钻孔漏失及其措施[J].科技与企业，2012，（16）