趙經(jīng)恩 杜芳利 柏險(xiǎn)峰 蘇 明 李 成

1.斯倫貝謝長(zhǎng)和油田工程有限公司 寧夏銀川 755000;

2.延長(zhǎng)石油集團(tuán)油氣勘探公司 陜西延安 716000；

3.斯倫貝謝中國(guó)公司 北京 100015

1 應(yīng)用背景

鉆井的所有堵漏方法都有一定的局限性，嚴(yán)重的井漏。特別是失返性井漏是非常難以處理的，在井漏較為嚴(yán)重的地區(qū)，所引發(fā)的非生產(chǎn)時(shí)間占鉆井非生產(chǎn)時(shí)間的65%以上，也是影響鉆井成本和綜合效益的主要因素。盡管存在著區(qū)域性差異，且區(qū)域性井漏大多數(shù)情況下是可以預(yù)測(cè)的，但具體到某一口井，漏失量有多大，哪些方法可以一次性解決問(wèn)題，卻不是很容易掌握的。只有在單井井漏發(fā)生了以后，總結(jié)過(guò)程中才能找一些規(guī)律。雖然這些規(guī)律可以應(yīng)用到同平臺(tái)的下一口井，但是由于延安區(qū)塊大多數(shù)井都是從式井，準(zhǔn)確性并不是特別高。因此，井漏是鉆井過(guò)程中無(wú)法繞開的“黑洞”。

延北區(qū)塊的井漏主要集中在劉家溝下部及石千峰上部地層，這些地層巖性主要為砂泥巖。其天然裂縫較發(fā)育，地層裂縫及微裂縫破裂程度高，地層承壓能力弱。經(jīng)過(guò)地質(zhì)測(cè)井資料進(jìn)行分析表明，在鉆井過(guò)程中，原始地層應(yīng)力受到破壞，加上鉆井液密度影響，導(dǎo)致該地層也極易產(chǎn)生誘導(dǎo)裂縫，上部易出現(xiàn)失返性漏失概率非常大。實(shí)踐證明，在堵漏完成以后，該地層復(fù)漏的可能性很高，致使現(xiàn)場(chǎng)對(duì)漏失層位容易造成誤判，后期堵漏效果不明顯。

從最近幾年的已鉆井情況分析，劉家溝石千峰交接面鉆井井漏有以下共性：

(1) 井漏與區(qū)塊關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。子長(zhǎng)、寶塔區(qū)北邊，延川失返性漏失較多，漏失強(qiáng)度大，一般為劉家溝中下部。

(2) 同區(qū)域與地面海拔關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。同一區(qū)塊相比，海拔越高，鉆進(jìn)過(guò)程劉家溝井漏的程度越嚴(yán)重。

(3) 漏失點(diǎn)越淺的井，漏失越嚴(yán)重，堵漏難度越大。這些說(shuō)明和尚溝組、劉家溝層位發(fā)生井漏點(diǎn)越淺，漏失井段越長(zhǎng)，堵漏難度越大。

(4) 漏失容易反復(fù)。發(fā)生井漏的井，每次承壓擠堵堵漏后能建立循環(huán)，可以恢復(fù)鉆井作業(yè)，但是鉆井時(shí)間不長(zhǎng)，又出現(xiàn)復(fù)漏，這種情況下往往給現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員造成誤判，認(rèn)為漏失點(diǎn)是在井底，導(dǎo)致堵漏效果不理想。

(5) 靜止堵漏能建立循環(huán)。發(fā)生漏失，利用堵漏鉆井液靜止3～5h 開泵能返出。這說(shuō)明漏層為裂縫發(fā)育，但是裂縫很窄很細(xì)，靜止作用下鉆井液中的固相和堵漏劑很快在漏失裂縫口處產(chǎn)生封門效應(yīng)，而沒(méi)有完全進(jìn)入到漏層裂縫深處，導(dǎo)致鉆進(jìn)過(guò)程中又產(chǎn)生漏失現(xiàn)象。

(6) 剛進(jìn)入漏層就采取加入隨鉆堵漏劑預(yù)防措施，堵漏效果比較好，一旦形成漏失通道，再進(jìn)行堵漏就比較困難。

(7) 密度低于1.10SG 以下，漏失風(fēng)險(xiǎn)顯著降低，漏失量越小，每次堵漏效果好。

2 新工藝的出現(xiàn)及應(yīng)用

2.1 常規(guī)堵漏方法及其特點(diǎn)

常規(guī)的裂縫型堵漏方法主要有橋塞堵漏和水泥漿堵漏兩種方法，他們的優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)便，但也存在一些缺點(diǎn)，主要表現(xiàn)在以下5 個(gè)方面：

(1) 常規(guī)橋堵漿對(duì)裂縫性漏失效果較差；

(2) 堵漏材料顆粒粒徑與地層孔隙的匹配度難以把握；

(3) 顆粒級(jí)配選擇困難，顆粒大易封門，顆粒小，進(jìn)入漏層駐留能力差；

(4) 駐留能力差導(dǎo)致與地層流體相混，堵漏漿很難在井筒周圍形成足夠強(qiáng)度的封堵體；

(5) 堵漏一次成功率不高，易復(fù)漏，且復(fù)漏后不能準(zhǔn)確判斷漏層位置；

常規(guī)水泥漿堵漏效果失敗的原因主要體現(xiàn)在：駐留能力較差，時(shí)間長(zhǎng)，故障率高；水泥漿流動(dòng)性好易泵送，但不易駐留，堵漏效果差；水泥漿堵漏化驗(yàn)、混灰、候凝時(shí)間長(zhǎng)；水泥石強(qiáng)度高，掃塞易出新眼。

2.2 雙液法堵漏技術(shù)

2.2.1 技術(shù)思路

通過(guò)對(duì)以上堵漏方法的總結(jié)，針對(duì)劉家溝漏失的特點(diǎn)，提出雙液法堵漏技術(shù)，該技術(shù)的思路從以下方面著手解決漏失問(wèn)題：

(1) 優(yōu)選觸變性水泥漿，提高水泥漿自身駐留效果；

(2) 水泥漿與堵漏漿按比例進(jìn)行混配，惰性堵漏材料會(huì)吸收水泥漿中的水，讓堵漏漿流動(dòng)性逐步變差，堵漏材料通過(guò)吸水而膨脹，提高駐留目的；

(3) 橋漿固化后降低原水泥石強(qiáng)度，候凝時(shí)間控制在24h 之內(nèi)，實(shí)現(xiàn)堵漏固化后不易復(fù)漏，且易掃塞。

2.2.2 雙液法技術(shù)配方

(1) 觸變性水泥漿配方：觸變劑+ 緩凝劑+ 膨脹劑；

(2) 堵漏漿配方：膨潤(rùn)土漿+15%復(fù)合堵漏劑（粗）+5%復(fù)合堵漏漿（細(xì)）+3%纖維；

(3) 試驗(yàn)數(shù)據(jù)。

堵漏劑實(shí)物如圖1—圖3 所示。伴隨著大排量的水泥泵入至井筒內(nèi)，增大剛性材料的濃度，從而強(qiáng)化“橋架”結(jié)構(gòu)；纖維類等堵漏材料形成“拉筋”，從而在最短時(shí)間內(nèi)形成難以移動(dòng)的孔喉塞，然后配合水泥形成高強(qiáng)度復(fù)合塞。水泥漿性能參數(shù)如表1 所示，堵漏漿體系性能參數(shù)如表2所示。

表1 水泥漿性能參數(shù)

表2 堵漏漿體系性能參數(shù)

圖1 復(fù)合堵漏劑（粗）

圖2 復(fù)合堵漏劑（細(xì)）

圖3 纖維類堵漏劑

2.2.3 施工步驟

（1）在漏層以上20m 開泵驗(yàn)漏；

（2）泵入堵漏漿（或水泥漿+ 堵漏漿），泵替期間轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)速＞10×10-6并上下活動(dòng)超過(guò)鉆具拉伸量，防止鉆具粘卡，頂替堵漏漿到位；

（3）起鉆至堵漏漿理論頂部深度(和第一個(gè)漏層)100m 以上，至少循環(huán)1 周，沖洗鉆具內(nèi)外，防止堵水眼、儀器；

（4）關(guān)環(huán)形擠堵，持續(xù)上下活動(dòng)鉆具，觀察懸重變化；

（5）嚴(yán)禁在堵漏漿內(nèi)、漏層位置擠堵，嚴(yán)禁在鉆具環(huán)空有漏層的情況下進(jìn)行平推擠堵。

2.2.4 試驗(yàn)效果

通過(guò)使用砂床填充模擬器和人造巖心的堵漏試驗(yàn)儀器測(cè)試后，剖開巖心，觀察堵漏材料在巖心中的分布滯留狀況和平衡區(qū)域的位置得出結(jié)論：平衡區(qū)域向巖心入口端移動(dòng)，標(biāo)明堵漏效果好。

2.2.5 試驗(yàn)結(jié)論

(1) 延長(zhǎng)堵漏漿在裂縫中駐留時(shí)間；(2) 增強(qiáng)堵漏漿的封固強(qiáng)度，提高抗泥漿沖刷能力；(3) 裂縫性可固化橋漿集成了堵漏漿與水泥漿堵漏的優(yōu)點(diǎn)，有效提高現(xiàn)場(chǎng)堵漏成功率；

實(shí)驗(yàn)樣品如圖4 所示。

圖4 實(shí)驗(yàn)樣品

3 雙液法堵漏現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

3.1 成功案例

YB45X- H0X 井是延北項(xiàng)目為開發(fā)山西組天然氣儲(chǔ)量、評(píng)價(jià)石盒子組和山西組儲(chǔ)層而部署的一口水平開發(fā)井。本井一開采用339.7mm 套管下深570m，二開采用311.1mm 鉆頭，定向鉆進(jìn)至2216m 發(fā)生失返性漏失，此后在2404m、2500m 等多處又發(fā)生失返性漏失，現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)多次常規(guī)橋塞堵漏，均未堵住。

設(shè)計(jì)采用雙液法封堵2404m 以下的易漏井段，按照井徑擴(kuò)大率5%計(jì)算橋漿用量為20m3，現(xiàn)場(chǎng)準(zhǔn)備水泥15t，土粉漿10m3，合計(jì)雙液體積20m3。

施工概況：127mm 鉆桿下至1800m，注入20m3可固化橋漿后，關(guān)防噴器大泵再注入4m3堵漏漿作為后隔離液，立壓8.0MPa，套壓3.0MPa，然后鉆井液泵替漿18m3，替至10m3時(shí)立壓8.5MPa，套壓3.5MPa，停泵后立壓穩(wěn)至4.0MPa，套壓穩(wěn)至2.0MPa，打開防噴器，反吐鉆井液0.3m3，起鉆并循環(huán)洗出鉆桿內(nèi)混漿，候凝24h。

堵漏效果：候凝結(jié)束后下鉆探塞，塞面2630m，掃塞至井底未發(fā)生漏失，恢復(fù)正常鉆進(jìn)，堵漏成功。

3.2 雙液法堵漏技術(shù)實(shí)踐效果

隨著現(xiàn)場(chǎng)雙液法技術(shù)操作等層面的不斷完善與成熟，單井由于井漏造成的鉆井液漏失量和非生產(chǎn)時(shí)間在逐漸的降低，同平臺(tái)內(nèi)的井進(jìn)行對(duì)比，更有說(shuō)服力。以YK3X- 1X 井臺(tái)為例闡述，如圖5、圖6 所示。

圖5 YK3X- 1X井臺(tái)各井漏失量對(duì)比

圖6 YK3X- 1X井臺(tái)各井損失的非生產(chǎn)時(shí)間

4 結(jié)語(yǔ)

雙液法堵漏很好解決了本項(xiàng)目惡性漏失的問(wèn)題。隨著漏失問(wèn)題的根治，井漏造成的非生產(chǎn)時(shí)間大大降低，極大地縮短了鉆井周期，為天然氣快速上產(chǎn)提供了有力的保障。