鉆井 作 業(yè) 期 間 發(fā) 生鉆 井 液 漏 失 是 一個(gè) 非 常 嚴(yán) 重 的 問(wèn)題，即井漏事故。井漏可能源于自然裂縫地層，也可能因鉆井作業(yè)誘發(fā)。鉆井作業(yè)期間發(fā)生井漏可能導(dǎo)致成本超支和健康安全環(huán)保（HSE）問(wèn)題。伊朗油氣井鉆井作業(yè)期間應(yīng)對(duì)井漏進(jìn)行了一項(xiàng)工程水泥塞封堵漏層的實(shí)驗(yàn)，目的是解決極端漏失問(wèn)題，并研制治愈或減緩這一問(wèn)題的水泥塞漿液。水泥塞需具有一定的抗壓強(qiáng)度，適用于現(xiàn)場(chǎng)控制井漏。
 
多重因素引發(fā)井漏在 美 國(guó) 和 加 拿 大， 一 口 發(fā)生井漏的井，鉆井液成本損失達(dá)8,000~50,000 美元，這還不包括鉆機(jī)損失的時(shí)間費(fèi)用，以及鉆桿損壞和井噴帶來(lái)的費(fèi)用損失。巴西國(guó)家石油公司承鉆的探井平均 井 深 約 5,500m， 個(gè) 別 可 達(dá)7,000m 左右。在此情況下，斷層、天然裂縫、高滲透帶和高晶特征地層等地質(zhì)構(gòu)造是造成井漏增多的主要元兇。一些探井發(fā)生井漏，增加了非生產(chǎn)時(shí)間和建井成本。
 
這些井漏事件必須加以預(yù)防和得到控制，使建井成本降至最低。通常，鉆井行業(yè)應(yīng)對(duì)井漏的做法是使用片狀、粒狀和纖維材料，如石墨、碳酸鈣、云母、堅(jiān)果殼和膨脹聚合物等進(jìn)行堵漏作業(yè)。天然裂縫和鉆井誘發(fā)的裂縫地層是我們討論的重點(diǎn)，因?yàn)檫@類漏層是鉆井期間最常遭遇的。只要井筒附近的地層有助于鉆井液擴(kuò)散的條件具備就可能會(huì)發(fā)生井漏，這些條件包括：孔隙開(kāi)口和通道大于鉆井液固體顆粒；像多 孔 砂 巖 和 礫 石 層 這 樣 的 疏 松地 層 極 易 導(dǎo) 致 裂 縫 張 開(kāi)、 擴(kuò) 大和 蔓 延； 多 晶、 洞 穴、 溶 洞 或海 綿 狀 地 層 提 供 了 鉆 井 液 漏 失的通道；循環(huán)高密度鉆井液容易誘發(fā)裂縫，下鉆速度過(guò)快產(chǎn)生的沖擊壓力也可能導(dǎo)致井漏發(fā)生；地下存在的天然裂縫極易導(dǎo)致鉆井液對(duì)地層造成破壞，使裂縫擴(kuò)大和蔓延。發(fā)生井漏后，環(huán)空鉆井液液面下降，導(dǎo)致環(huán)空靜液壓力小于地層孔隙壓力，從而使地層流體侵入井筒，導(dǎo)致井涌或井噴。
 
由于沒(méi)有鉆井液返回地面，因此沒(méi)有被鉆地層呈現(xiàn)有巖屑跡象。鉆井液漏失還會(huì)使儲(chǔ)層儲(chǔ)量的開(kāi)采效率下降。其他國(guó)家早期對(duì)鉆井作業(yè)期間發(fā)生井漏和井漏控制機(jī)理的研究有：前蘇聯(lián)開(kāi)發(fā)了基于尿素樹(shù)脂和酚醛樹(shù)脂堵漏系列、丙烯聚合物堵漏劑系列，以及基于乳膠的堵漏劑漿料；在英國(guó)，布倫特油田開(kāi)發(fā)了一種由表面活性劑和分散劑包裹的玻璃纖維制成的新型改良性纖維材料，能抵抗華氏 232° （攝氏 110° ）的高溫，解決了該地區(qū)的井漏問(wèn)題。菲利普斯公司開(kāi)發(fā)出一種被稱作DiasearM 的高過(guò)濾堵漏材料。
 
它能在壓差作用下快速滲入地層，然后快速過(guò)濾，固相在液相中的聚集增厚再增厚，形成濾餅，然后 壓 實(shí) 漏 失 通 道 M-I SWACO公司開(kāi)發(fā)出交聯(lián)橋系列產(chǎn)品，如PLUG FROM-A-PLUG。 近 年來(lái)出現(xiàn)了熱熔橡膠堵漏劑、膨脹粒狀堵漏劑、 剪切增稠液堵漏劑、吸油固體材料堵漏劑、烯烴堵漏劑和吸水聚合物堵漏劑等，這些堵漏劑能有效解決滲透性地層和微裂縫地層的漏失問(wèn)題，但無(wú)法解決天然裂縫、孔洞或溶洞地層的嚴(yán)重井漏問(wèn)題。常規(guī)處理井漏易反復(fù)為了解決井漏問(wèn)題，已開(kāi)發(fā)出各種堵漏方法，最常用的是將橋接材料置于漏失地帶，將出現(xiàn)鉆井液漏失的開(kāi)裂地層、多孔地層和斷層地帶搭橋或封堵住，從而形成一種屏障，阻止鉆井液進(jìn)一步漏失。
 
然而，事實(shí)證明，這類材料也存在一種或多種缺陷，除了罕見(jiàn)的例外情況，這些材料中的大多數(shù)并不能有效的膠結(jié)使用，也不能對(duì)漏層形成實(shí)際的有效封堵。因此，封堵段在持續(xù)高壓情況下，封堵層的承壓境況有惡化的趨勢(shì)， 而且因同樣的原因，漏失可能還會(huì)再次發(fā)生。除了顆粒材料用于堵漏外，水泥也是封堵漏層的另一項(xiàng)選擇。通常，水泥漿是由水泥與水混合制備而成，制備好后，將水泥漿泵入漏層，使其在漏層處固化，形成水泥塞。多鐘因素建議使用水泥塞來(lái)封堵漏層，因?yàn)樗嗳哂辛己玫亩侣┬Ч?。針?duì)石油行業(yè)鉆井作業(yè)期間利用水泥塞封堵漏層、減緩漏失的技術(shù)進(jìn)行研究與評(píng)價(jià)，最后對(duì)伊朗國(guó)家石油公司某氣田一口探井的水泥塞應(yīng)用進(jìn)行了研究，并對(duì)該井水泥塞的應(yīng)用和成功堵漏的原因進(jìn)行了分析。
 
制備并測(cè)試水泥塞功效以鋁礬土、石灰石和石膏為主 要 原 料， 在 1,000~1,400 ℃的溫度下燒結(jié)一定的時(shí)間，然后磨成一定顆粒大小的粉末，再與水 泥 漿 混 合， 制 成 1.89g/cm3密 度 的 漿 料，F(xiàn)ann 35 型 旋 轉(zhuǎn)粘 度 計(jì) 測(cè) 量 水 泥 漿 的 流 變 學(xué) 性能。水泥漿的成分包括水泥、石英粉、失水、緩凝劑、阻氣劑、消泡劑、淡水。其性能為外觀特征， 原 料 為 顆 粒 狀， 室 溫 和 干燥條件下呈現(xiàn)相對(duì)化學(xué)惰性；粒徑分布，利用篩分法使用篩目對(duì)1kg 樣品進(jìn)行 10 分鐘的篩選，以確定粒徑分布。
 
作業(yè)者將混合物塞進(jìn)一根玻璃管，然后技術(shù)人員將玻璃管完全浸入一個(gè)充滿水的浴缸中，讓混合物在不同溫度下與水發(fā)生水解反應(yīng)，以得到不同時(shí)間段形成的水泥塞。完全固化后，將玻璃管輕輕打破， 取出管狀固體水泥，最后將管狀固體水泥放在地上，在 30℃烘箱中烘干 10 小時(shí)，保存待用。對(duì)于不同時(shí)間段（3、9、12 和 24 小 時(shí)） 以 及 不 同 溫度（30℃、80℃、120℃）下形成的固體水泥，其抗壓強(qiáng)度不同。對(duì)于由自膠結(jié)劑形成的水泥體，其抗壓強(qiáng)度受溫度和時(shí)間影響非常明顯。
 
特別是高溫似乎有利于水泥漿膠結(jié)和固化，時(shí)間可能也是影響水泥漿膠結(jié)體抗壓強(qiáng)度的一個(gè)關(guān)鍵因素，固化時(shí)間越長(zhǎng)，水 泥 體 的 抗 壓 強(qiáng) 度 越 好。2013年以來(lái)，伊朗就嘗試在一些用堵漏材料堵漏不成功的井上使用水泥塞技術(shù)來(lái)處治井漏。水泥塞現(xiàn)場(chǎng)堵漏成功有效作 業(yè) 者 希 望 能 阻 止 一 口 深度 在 12,000ft 嚴(yán) 重 壓 力 枯 竭 層（Dalan. A層段） 的鉆井液漏失，以便對(duì)下部?jī)?chǔ)層進(jìn)行評(píng)價(jià)。
 
鉆遇Dalan. A 層段后，發(fā)生了無(wú)返出的嚴(yán)重漏失，準(zhǔn)備打水泥塞封堵漏層，將制備好的水泥漿通過(guò)鉆桿泵入井下，侯凝之前迅速將鉆桿起至地面。在將鉆具重新下至水 泥 塞 頂 部 11,600ft 深 技 術(shù) 套管鞋的位置時(shí)，泥漿開(kāi)始循環(huán)，幾分鐘后，觀察到井口返出鉆井液。鉆水泥塞后停泵，觀察溢流和漏失 1 個(gè)小時(shí)，在這一小時(shí)的時(shí)間里，未見(jiàn)溢流和漏失。作業(yè)者可以放心鉆穿水泥塞，下至之前 12,100ft 的原鉆頭深度，恢復(fù)鉆進(jìn)，繼續(xù)向 12,100ft 以下的深度鉆進(jìn)，沒(méi)有再發(fā)生井漏。