地熱井鉆探過(guò)程中堵漏的原則及方法

地大熱能地熱鉆井：在地熱鉆井作業(yè)由于自身特性，很容易出現井漏問(wèn)題，根據地層差異，可以將井漏分為孔隙型漏失和裂隙、溶洞型漏失兩種，其中孔隙型漏失主要是在砂巖地層中出現，漏失量較小，帶來(lái)的影響不大，所以在后續處理中較為簡(jiǎn)單，但是裂隙、溶洞型漏失由于漏失量較大，所以在后續處理中難度較大，需要涉及到復雜的工藝，如何能夠選擇合理有效的方法顯得十分關(guān)鍵。這種地層漏失現象帶來(lái)了一系列的不良影響，很容易造成地層結構不穩定性加劇，為后續作業(yè)活動(dòng)埋下一系列安全隱患，還有待進(jìn)一步完善。

1.堵漏的原則

地熱井堵漏的最基本原則是不允許堵塞熱貯流層。堵漏分臨時(shí)性堵漏和永久性堵漏。在堵漏前必須分清，然后采用相應的堵漏物質(zhì)。比如該漏層需要開(kāi)采則需要臨時(shí)堵漏，當需要時(shí)打開(kāi)漏層;若漏層不再開(kāi)采，只是為了施工的需要，則可以考慮永久堵漏。同時(shí)，各種堵漏物質(zhì)按下述基本步驟在漏層建立堵塞隔墻。

(1)堵漏物質(zhì)到達漏層時(shí)，其固相顆粒的物理特性(如形狀、尺寸、漿液流變性等)要適應漏失通道的復雜形態(tài)，堵漏劑能按設計的數量進(jìn)入漏層。

(2)堵漏劑進(jìn)入漏層后要能很快固化，不能連續地進(jìn)入地層深處，失去堵漏意義。

(3)堵漏劑形成的隔墻必須具有一定的機械強度，并與漏失通道有牢固的粘結強度，不致于發(fā)生暫堵現象。

2.堵漏的方法

(1)靜止堵漏。該方法是在發(fā)生完全或部分漏失的情況下，將鉆具從漏失井段起出(起至上層套管或完全井段內)，靜止一段時(shí)間(一般8~24h)，漏失現象即可消除。

(2)橋接材料堵漏法。該方法是利用不同形狀、尺寸的惰性材料，以不同的配方混合于泥漿中直接注入漏層的一種堵漏方法，該方法應根據不同的漏層性質(zhì)，選擇堵漏材料的級配和濃度，否則在漏失通道中形不成“橋架”，使堵漏失敗。適用于孔隙和裂縫造成的部分漏失和失返漏失。

(3)化學(xué)堵漏法。該方法具有如下優(yōu)點(diǎn):堵漏漿液密度低，凝固時(shí)間調整范圍大，漿液的滲濾能力較強，濾液也能固化，可堵塞微孔縫漏層，堵漏后鉆碎的塑膠屑對泥漿性能無(wú)不良影響，在井底條件下固化的塑膠堵塞體強度高，穩定性好，但化學(xué)堵漏材料價(jià)格高。該法使用的化學(xué)產(chǎn)品較多，其堵漏工藝也有一些區別。

(4)無(wú)機膠凝物質(zhì)堵漏法。該方法在熱貯層禁止使用，一般用于較為嚴重的井漏，要求漏層位置比較清楚(清楚漏層位置和漏層壓力)。主要用于處理張開(kāi)值為8mm至30mm的自然橫向裂縫、破碎巖石的漏失。

采用此方法要避免泥漿混入水泥漿，使其堵漏質(zhì)量不佳。在施工時(shí)可以在注水泥漿之前先注入一段隔離液。隔離液可以采用濃度為1%~2%的CMC溶液，在施工時(shí)除注意和地層壓力平衡外，還要注意鉆具內外的水泥漿面平衡。

(5) 軟硬塞堵漏法。軟硬塞指的是所形成的堵塞不固化，它是靠形成不流動(dòng)的粘稠物體封堵漏層，它適用于較大裂縫或洞穴漏失。因為軟塞切力大、流阻大，可限制裂縫的發(fā)展。在擠壓時(shí)，軟塞不僅堵住大裂縫，也進(jìn)而堵住小裂縫，軟硬塞類(lèi)堵漏漿液常用以下幾種:

1)柴油膨潤土漿。柴油膨潤土漿是由柴油、膨潤土、純堿、石灰等按一定比例混配而成，其中，膨潤土屬憎油性材料，因此可配制固相濃度很高的柴油膨潤土混合物。當混合物被泵入漏層與水接觸后，懸浮著(zhù)的膨潤土顆粒開(kāi)始水化，并從油中分離出來(lái)，結成一團堅韌的油泥塊，從而達到堵漏的目的。

國外推薦的柴油膨潤土漿的加量為:柴油:膨潤土=1:1.4(重量比)，配出的漿液密度為1.38g/cm。該柴油膨潤土漿與泥漿混合后，能形成具有相當高的剪切強度的堵塞物。泥漿與該柴油膨潤土漿的比例可以在1:1至1:3范圍內使用，其剪切強度可達0.2~0.3MPa

2)剪切稠化液。剪切稠化液是由分散在油氣水乳化液中的水膨脹材料所組成的一種多組分體系，它具有很高的粘度，在鉆桿內低剪切速率時(shí)，它是可泵送的液體，但當其通過(guò)鉆頭噴嘴時(shí)，在高剪切速率下，便稠化成一種不可逆轉的高強度稠膏，用來(lái)封堵漏層。

(6)復合堵漏法。當非目的含水層異常復雜，漏失情況多變，影響正常鉆進(jìn)時(shí)，用單一的堵漏劑處理往往成效不大。應采用復合堵漏法以提高成功率。