勝利油田老區(qū)調(diào)整井鉆井井控技術(shù)

劉 天 科

（勝利石油管理局黃河鉆井總公司，山東東營 257055）

勝利油田老區(qū)井網(wǎng)密集，經(jīng)過幾十年的注水開采，局部異常高壓或虧空。由于油田實行低成本開發(fā)戰(zhàn)略，井身設(shè)計原則為技術(shù)套管盡量不下或少下，井身結(jié)構(gòu)單一，導(dǎo)致鉆井施工同一裸眼段遭遇多套壓力層系，探井高壓井涌和井漏現(xiàn)象時有發(fā)生，調(diào)整井鉆井部分區(qū)塊自600 m就開始出水井涌，而鉆到老產(chǎn)層由于開采虧空易發(fā)生井漏，給鉆井井控帶來了困難。筆者通過對區(qū)域復(fù)雜地層情況及鉆完井施工過程中井控應(yīng)用技術(shù)情況的分析研究，論證。目前現(xiàn)場施工過程中存在的錯誤認識或含糊認識，同時也提出了針對勝利油田特點的井控技術(shù)措施，經(jīng)現(xiàn)場應(yīng)用證實了技術(shù)措施科學(xué)可行，為勝利油田等中后期油田老區(qū)調(diào)整井鉆井井控提供了技術(shù)依據(jù)。

1 勝利油田調(diào)整井井控技術(shù)難點

勝利油田注水井竄槽水涌現(xiàn)象時有發(fā)生，淺層水涌井主要集中在勝坨的2區(qū)和3區(qū)、辛68、辛23等區(qū)塊；深層水涌主要集中在正理莊油田和純化油田，如高892、正13、純41等區(qū)塊。僅黃河鉆井2010年調(diào)整井施工過程中，前三季度累計發(fā)生18口井。調(diào)整井井控技術(shù)難點在于：無法準確預(yù)測地層壓力，調(diào)整井施工設(shè)計的鉆井液密度和實際密度相差較大；老區(qū)注水井多，地層壓力紊亂且憋壓現(xiàn)象嚴重，竄槽井判斷難度大，泄壓等待時間長；注水井竄槽水涌出水量大（1.5~2.0 m3/min），循環(huán)加重壓井困難，重鉆井液準備時間長，配重鉆井液漿等待壓井期間涌出水量特別大；淺層發(fā)生水涌的地層一般在600~900 m，淺層水涌涌出速度比較穩(wěn)定，涌出高度一般達不到鉆臺面，但攜帶大量泥砂，關(guān)井易造成砂卡、管線堵塞及憋漏地層；由于表層套管下深一般為190~300 m，在壓井過程中，易憋竄地層或井漏；深層水涌一般在注水層位或正鉆井產(chǎn)層及附近層段，涌出物攜帶油氣，易導(dǎo)致井噴事故的發(fā)生，安全環(huán)保壓力大于淺層注水井水涌。調(diào)整井在施工過程中，無論發(fā)生淺層還是深層水涌事故，均會造成卡鉆，2010年1—8月因水涌卡鉆2口井、大段劃眼2口井，其中坨128-斜117井水涌竄槽后，2151 m以上井段內(nèi)的鉆井液全部變成清水，導(dǎo)致911~2151 m井段全部劃眼。

發(fā)生水涌的主要原因是注水井誘發(fā)的壓力異常。淺層水涌大部分是由于套管損壞造成的，深部地層水涌主要是由竄槽和地層連通引起的，具體分為以下幾個方面：（1）水泥環(huán)與地層或套管之間的膠結(jié)不好，造成管外串通；（2）地層膠結(jié)物性差，在“水蝕”作用或壓差作用下導(dǎo)致地層間串通；（3）增產(chǎn)、增注措施泵壓太高，排量太大，使部分薄夾層或膠結(jié)性差地層被憋通，造成層間串通；（4）射孔、爆炸松扣、爆炸壓裂解堵、爆炸整形和負壓射孔作業(yè)，震壞水泥環(huán)，造成串通；（5）生產(chǎn)壓差太大，使油、水井嚴重出砂，破壞地層膠結(jié)，導(dǎo)致地層坍塌，造成串通；（6）油田開發(fā)至中、后期，含水上升，地層水中的酸、堿、鹽離子在電化學(xué)腐蝕的作用下腐蝕套管，使其外壁脫層，外徑減小，造成上下串通；（7）各種原因造成的套管破損，在高壓注水的作用下造成水串通，發(fā)生水涌。

2 調(diào)整井鉆井井控技術(shù)應(yīng)用

2.1 預(yù)防注水井引起的水涌

合理確定井身結(jié)構(gòu)和鉆井液密度。建立區(qū)域密集井網(wǎng)壓力剖面，對引發(fā)嚴重水涌的注水井建立注水壓力傳遞分布圖，針對性地選擇表層套管和技術(shù)套管下入深度。建立出水層位數(shù)據(jù)庫，鉆井設(shè)計作好相應(yīng)的密度、堵漏材料、重晶石粉和重鉆井液的儲備要求。調(diào)整井施工，在鉆機搬遷到位后，首先要了解鄰井實鉆資料和注采情況，然后研究新井設(shè)計。

注水井提前關(guān)井停注或關(guān)井泄壓。鉆至井深距注水層500 m前，做到300 m范圍內(nèi)注水井按規(guī)定停注并泄壓，500 m范圍內(nèi)注水井清楚，1000 m范圍內(nèi)注水井進行了解，尤其對于高壓高滲型注水井，該類注水井注水壓力高、注水量大、同時地層連通性好、滲透率高，壓力傳播距離遠，如純41斷塊、正13斷塊注水井影響距離一般都在500 m以外，有的影響距離超過1000 m。雖然該型注水井引起的地層出水量大，但當注水井停注泄壓后，調(diào)整井出水層位壓力下降也快，泄壓完成后，一次性提高鉆井液密度0.1~0.3 g/cm3，就可平衡地層壓力，關(guān)鍵是找準注水井并及時泄壓。如正13斜94井，水涌出量大，無法正常壓井，關(guān)停1000 m以外的回注井，鉆井液密度調(diào)整至高出水涌前0.25 g/cm3，達到1.42 g/cm3，即恢復(fù)了對井的控制。一般要求，若距離調(diào)整井500 m范圍內(nèi)有注水井影響，在鉆達注水層位前500 m停注泄壓；儲備好充足的壓井液、加重材料和鉆井液處理劑，有條件允許情況下，建立區(qū)域重鉆井液儲備和供應(yīng)站，保障發(fā)生水涌時可以及時壓井。注水井停注后，要進行監(jiān)督檢查，對發(fā)現(xiàn)的新開注水井、轉(zhuǎn)注井，及時聯(lián)系停注，同時，盡量采用批量集中施工法打調(diào)整井，對同一區(qū)塊調(diào)整井同時施工、集中停注，固井前及固井候凝期間停近距離出液量大的電泵采油井。

在河50區(qū)塊密集調(diào)整井的施工過程中，采用了集中停注水，合理停電泵井采液和3個平臺同時施工方案，安全高效地完成了36口加密調(diào)整井，獲得了較好的施工效果。

2.2 注水井引起水涌后的井控技術(shù)

因地層出水而需要進行壓井作業(yè)時，首先應(yīng)根據(jù)情況加大注水井的停注范圍，一般應(yīng)注意以下幾種情況：（1）若出水層位的滲透性好，地層出水量大，關(guān)井壓力較低，此時一般采用工程師壓井法。只有淺表層套管的井發(fā)生水涌不能關(guān)井，應(yīng)根據(jù)地層壓力情況，一次性將鉆井液密度提高至壓井所需密度，避免邊循環(huán)邊加重邊稀釋而造成密度提不高的局面。（2）在提高鉆井液密度時，必須加入一定量的堵漏劑。根據(jù)井下壓力和出水程度，選擇合適的壓井液密度和壓井速度。若采用邊循環(huán)邊加重法，則應(yīng)逐步加重平衡井下壓力，嚴防加重不均、速度過快而壓漏地層。（3）加入適量的潤滑劑。若井下條件許可，堅持循環(huán)活動鉆具，防止加重引起摩阻過大而造成卡鉆［7-9］。

2.3 調(diào)整井淺層水涌處理措施

在勝坨油田2區(qū)、3區(qū)及辛68、辛24等區(qū)塊調(diào)整井施工過程中，發(fā)生淺層注水井井涌，在條件容許的情況下（涌出水量不大，地面條件滿足要求），可進行邊溢邊鉆，鉆至900 m左右穿過出水層位，進行壓井作業(yè)。壓井時按水涌層壓差附加原則確定加重鉆井液的密度。由于不能關(guān)井求壓，可參照臨近注水井停注泄壓后關(guān)井壓力恢復(fù)值，作為計算發(fā)生水涌井段的誘發(fā)水涌壓力參考?？紤]地層滲透阻力的影響，壓井加重鉆井液的當量壓力附加值應(yīng)小于誘發(fā)水涌壓力。通過多口井的計算和實踐驗證，勝坨油田2區(qū)、3區(qū)及東辛的辛68、辛23等區(qū)塊，鉆調(diào)整井發(fā)生水涌時壓井重鉆井液密度一般為1.35~1.55 g/cm3。如果壓井鉆井液密度小于1.4 g/cm3，進行鉆井液處理，可用壓井鉆井液密度鉆至完鉆井深。2010年有6口調(diào)整井在發(fā)生淺層注水井竄槽水涌后，用壓井鉆井液密度實現(xiàn)完井。如壓井鉆井液密度不小于1.40 g/cm3，進行壓井作業(yè)后，應(yīng)補下一層技術(shù)套管進行封隔，固井后，再進行下步施工［10］。

需要注意的是，淺層注水井水涌發(fā)生后，不能進行關(guān)井作業(yè)：一方面該階段處于清水鉆進，易導(dǎo)致沉砂卡鉆；另一方面關(guān)井后易造成地層憋漏，形成次生事故。如果水涌量較大（停泵溢流量大于1 m3/min），通常壓井液密度1.35~1.50 g/cm3。

2.4 調(diào)整井深層水涌處理措施

在鉆至注水層位或鉆穿產(chǎn)層后，由于鄰井注水造成產(chǎn)層竄通，導(dǎo)致調(diào)整井發(fā)生井涌，調(diào)整井施工風(fēng)險相比淺層水涌風(fēng)險加大：一方面鄰井所注水攜帶大量泥砂易造成卡鉆事故的發(fā)生；另一方面，由于在產(chǎn)層發(fā)生井涌，油氣進入井筒易導(dǎo)致井噴事故的發(fā)生。因此，調(diào)整井深層水涌，必須立即壓穩(wěn)才能繼續(xù)鉆進。對于易發(fā)生深層水涌的調(diào)整井，在施工過程中，首先保證注水井停注，消除注水對施工井的影響；其次是加強坐崗，保證及時發(fā)現(xiàn)溢流，為水涌故障的處理爭取時間；第三是準備足量的重鉆井液及加重材料，保證水涌發(fā)生后的快速處理，在勝利油區(qū)通常采用1.45~1.55 g/cm3的重鉆井液壓井。發(fā)現(xiàn)溢流后要立即壓井，防止井眼中鉆井液全部被替換成地層水造成沉砂卡鉆。如發(fā)生井內(nèi)鉆井液全部被替換成地層水的情況，壓井重鉆井液必須充足，一般為正常井眼2倍以上的量，泵入重漿的過程中要控制排量防止憋泵，第一周壓井排量要比正常鉆進排量小，同時密切關(guān)注泵壓變化，防止憋泵。在用環(huán)形防噴器關(guān)井或未關(guān)井的情況下，加強鉆具活動，防止卡鉆事故的發(fā)生。

2010年勝利黃河鉆井在施工的區(qū)域，運用老區(qū)調(diào)整井控技術(shù)成功完成了10口水涌井的鉆井施工。見表1。

表1 勝利油田部分水涌井壓井情況統(tǒng)計

3 結(jié)論

（1）勝利油田經(jīng)過長時間注水開發(fā)，地層壓力紊亂，調(diào)整井鉆井過程中經(jīng)常發(fā)生井涌、井漏，井控作業(yè)難度大。

（2）為防止注水井引發(fā)井涌，在鉆井至距注水層500 m前，應(yīng)提前關(guān)閉周圍注水井泄壓，同時，盡量采用批量集中施工法打調(diào)整井，對同一區(qū)塊調(diào)整井同時施工、集中停注。

（3）若發(fā)生淺層注水井井涌，不能進行關(guān)井作業(yè)，一方面該階段處于清水鉆進，易導(dǎo)致沉砂卡鉆，另一方面關(guān)井后易造成地層憋漏，形成次生事故。如果涌出水量不大，可邊溢邊鉆，鉆穿水層后再進行壓井作業(yè)。

（4）調(diào)整井深層水涌后，發(fā)生卡鉆及井噴的風(fēng)險加大，應(yīng)及時關(guān)閉周圍注水井泄壓，同時施工前應(yīng)備足重鉆井液和加重材料。

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