何良泉

(中國(guó)石化勝利石油工程有限公司渤海鉆井公司，山東東營(yíng) 257200)

1 義171-斜16VF井基本情況

義171-斜16VF井是濟(jì)陽坳陷沾化凹陷渤南洼陷中部斷階帶義171-1井區(qū)的非常規(guī)新區(qū)產(chǎn)能建設(shè)井，鉆探目的是開發(fā)渤南油田義171-1塊沙四上油藏，完鉆層位為沙四下。該井設(shè)計(jì)井深

3 973.59.m，二開技術(shù)套管下深2 600 m，三開鉆遇沙一段至沙四段下部地層，設(shè)計(jì)鉆井液密度范圍為1.20～1.85 g/cm3，鉆井液類型為聚(磺)潤(rùn)滑防塌鉆井液體系。渤南地區(qū)沙河街組地層巖性主要為泥巖、膏泥巖、砂巖、頁巖，其中沙一段以灰色泥巖、灰質(zhì)油泥巖間互層，底部以灰褐色油頁巖、油泥巖為主夾生物灰?guī)r及薄層白云巖，沙四上主要發(fā)育膏泥巖、泥巖，而目的層主要為不等粒長(zhǎng)石巖屑砂巖、砂質(zhì)泥巖不等厚互層構(gòu)成的低孔特低滲油藏[1-2]。據(jù)資料顯示，已鉆井中井漏少有發(fā)生，且堵漏較易成功。但在義171-斜16VF井鉆井過程中發(fā)生的開泵漏停泵涌現(xiàn)象，使得鉆井施工復(fù)雜化，多次堵漏均未成功。

該井三開鉆進(jìn)至3 502 m時(shí)鉆遇高壓層，全烴值達(dá)100%，隨后循環(huán)加重，全烴值下降至10%。鉆進(jìn)至3 556 m時(shí)，槽面見顯示，并出現(xiàn)井涌情況，隨后開始節(jié)流循環(huán)加重，后發(fā)生井漏，漏速12 m3/h。在加入隨鉆堵漏劑與屏蔽暫堵劑提高地層承壓能力后，穩(wěn)定循環(huán)2小時(shí)后，又開始出現(xiàn)漏失，而當(dāng)停泵后出現(xiàn)“井涌”現(xiàn)象。初步判斷為鉆井液密度高，而上部地層承壓能力較弱，下部地層高壓，壓力矛盾突出，打算先堵漏后壓井。隨后分別采用隨鉆堵漏劑與橋堵鉆井液循環(huán)，未見明顯效果。之后采用堵漏鉆井液，關(guān)封井器蹩壓堵漏以提高地層承壓能力的方法均無功而返。

2 鉆井難點(diǎn)及原因分析

2.1 鉆井難點(diǎn)

本井設(shè)計(jì)技術(shù)套管封堵東營(yíng)組2 600 m以上滲透性強(qiáng)的地層，而沙一段砂層發(fā)育，地層滲透性強(qiáng)，沙三段與沙四目的層段地層均異常高壓，鄰井義171井沙四上(3 490～3 539 m)地層壓力為60.17 MPa，地層壓力系數(shù)為1.71，壓力矛盾凸顯，安全窗口窄。在井眼內(nèi)流體與井壁間力學(xué)平衡被破壞的情況下，這種平衡很難維持和保證，特別是復(fù)雜發(fā)生后采用多種方法堵漏壓井后，循環(huán)漏失停泵外溢現(xiàn)象仍未得到改觀，防噴防漏難度高[3]。

2.2 原因分析

(1)地層條件是壓力窗口窄的本質(zhì)原因。渤南地區(qū)深井客觀的地質(zhì)條件導(dǎo)致了致密地層高破裂壓力，而義171區(qū)塊位于斷層附近，裂縫比較發(fā)育，容易引起低漏失壓力，加上目的層高壓油氣層的存在，地層孔隙壓力、漏失壓力接近，鉆井液密度窗口很窄，容易引起噴漏共存復(fù)雜情況的發(fā)生。本井中由于沙一段地層存在弱結(jié)構(gòu)層，承壓能力低，其破裂壓力與漏失壓力接近。在高密度鉆井液下，循環(huán)壓力超過該低壓地層的承壓能力時(shí)極易憋裂撐開低壓地層，且該地層無連續(xù)的裂縫性通道，從而在井壁上形成一定容量的封閉性裂縫。當(dāng)正壓力敏感時(shí)通常會(huì)引起該裂縫的重新開啟，導(dǎo)致井漏發(fā)生；負(fù)壓力敏感時(shí)則出現(xiàn)外溢。

(2)環(huán)空循環(huán)壓耗過大是導(dǎo)致上部地層井漏的直接原因。本井噴漏之前使用的高密度鉆井液的高粘切在保證了井眼清潔和重晶石懸浮的同時(shí)，也導(dǎo)致了井眼中大量的環(huán)空摩擦損失。由于裂縫已被憋開，在后續(xù)循環(huán)時(shí)，環(huán)空循環(huán)阻力作用于此處，當(dāng)大于其承壓能力時(shí)，致使裂縫再次開啟，再次發(fā)生鉆井液漏失；鉆井液停止循環(huán)時(shí)環(huán)空循環(huán)阻力消失，裂縫再次閉合，再次發(fā)生外溢。因此，如何提高地層承壓能力，減少環(huán)空循環(huán)壓降，降低安全壓力窗口擴(kuò)展程度是本井鉆井液技術(shù)的關(guān)鍵。

(3)前期堵漏失敗的原因分析。在堵漏作業(yè)時(shí)，由于前期高密度鉆井液已經(jīng)將承壓能力低的地層憋裂，且其為無延伸通道的封閉空間，堵漏材料在裂縫中無法實(shí)現(xiàn)架橋、充填堵塞。當(dāng)進(jìn)一步關(guān)井憋壓時(shí)，由于壓力過高，只能將原井漏裂縫開口撐大，封閉范圍延伸。當(dāng)壓力釋放時(shí)，裂縫閉合，堵漏材料隨鉆井液一同被閉合的裂縫擠出，井口出現(xiàn)外溢現(xiàn)象，所以堵漏不成功。

3 鉆井技術(shù)措施及效果

3.1 技術(shù)思路

根據(jù)前期噴漏情況及地質(zhì)顯示分析，義171-斜16VF井漏層為沙一段油頁巖，埋深約為2 750 m。義171區(qū)塊鄰井測(cè)試油藏壓力系數(shù)大多為1.72，僅一口井達(dá)到1.76。因此，下部施工作業(yè)過程中，當(dāng)靜止當(dāng)量密度達(dá)到1.82～1.83 g/cm3后，井控風(fēng)險(xiǎn)可明顯降低；同時(shí)，在漏失量控制在合理可控范圍內(nèi)時(shí)，采取邊漏邊鉆進(jìn)直至完井[4-5]。

鉆進(jìn)作業(yè)時(shí)鉆井液密度維持在1.78～1.80 g/cm3，通過優(yōu)選鉆井參數(shù)和水力參數(shù)，在保證環(huán)空清潔的情況下，通過控制排量和調(diào)整鉆井液流變性的方式降低循環(huán)壓耗和井下漏層位置的循環(huán)當(dāng)量密度。起鉆時(shí)通過打入高密度鉆井液，使儲(chǔ)層當(dāng)量密度維持在1.82～1.83 g/cm3，壓穩(wěn)高壓油氣層。通過以上施工措施，解決鉆進(jìn)與靜止工況下井底壓力的控制，以達(dá)到完井的目的。

3.2 技術(shù)措施

(1)邊漏邊鉆鉆井液中維持鋸末與纖維等材料含量在2%～3%。

(2)調(diào)整鉆井液性能，降低循環(huán)壓耗。提高鉆井液中坂土含量，補(bǔ)充密度1.15～120 g/cm3坂土漿20～30 m3，提高鉆井液造壁能力；利用硅氟調(diào)整油氣侵鉆井液性能，保持鉆井液良好的流變性，降低循環(huán)壓耗。

(3)采用常規(guī)鉆具組合：鉆頭+欠尺寸扶正器+鉆鋌+回壓凡爾+欠尺寸扶正器+加重鉆桿+鉆桿，每鉆進(jìn)150～200 m及時(shí)進(jìn)行短程起下鉆刮拉井壁暢通井眼，預(yù)防鉆井液中因堵漏材料及鉆屑等固相顆粒粘附井壁造成井壁不干凈，引起卡鉆等復(fù)雜情況發(fā)生。

(4)鉆進(jìn)時(shí)鉆井液密度維持在1.78～1.80 g/cm3，鉆井液性能保持低粘切，同時(shí)提高鉆井液攜巖能力，降低鉆進(jìn)過程中活性巖屑對(duì)循環(huán)壓降的影響，保證井眼清潔；同時(shí)補(bǔ)充屏蔽暫堵劑與雙膜承壓材料，提高地層的承壓能力和漏失壓力。鉆進(jìn)中適當(dāng)混入原油，提高鉆井液的潤(rùn)滑性能，并加強(qiáng)振動(dòng)篩、除泥器、除砂器、離心機(jī)等固控設(shè)備的使用，控制循環(huán)鉆井液的固相含量，控制合理的鉆井液流變性能，從而降低循環(huán)壓降。

(5)起鉆時(shí)在漏層處打入密度為1.95 g/cm3的鉆井液重塞，使井底當(dāng)量密度維持在1.82～1.83 g/cm3，嚴(yán)格遵守鉆井液加重操作規(guī)程，預(yù)防因密度差過大引起上部地層漏失；下鉆時(shí)為防止重塞鉆井液循環(huán)至漏層以上誘發(fā)井漏，采用分段循環(huán)的方式頂出高密度鉆井液。工程上嚴(yán)格操作規(guī)程，控制起下鉆和開泵速度，嚴(yán)防過大的激動(dòng)壓力引起井漏。

(6)鉆開高壓油氣層之前，加強(qiáng)監(jiān)控與材料儲(chǔ)備工作，檢查井控裝置，基于鄰井油層壓力估算，以動(dòng)壓力控制井底壓力，達(dá)到控壓鉆井的目的。

3.3 應(yīng)用效果

根據(jù)上述施工措施，義171-斜16VF井在后期的施工作業(yè)中使用常規(guī)鉆具組合邊漏邊鉆進(jìn)，低鉆壓高轉(zhuǎn)速，在機(jī)械鉆速獲得解放的同時(shí)，通過調(diào)整鉆井參數(shù)和鉆井液性能達(dá)到控制窄壓力窗口層位的目的實(shí)現(xiàn)完井，整個(gè)施工過程漏失量均控制在合理范圍內(nèi)。全井鉆井周期僅29天13小時(shí)，平均機(jī)械鉆速10.52 m/h，其中窄壓力窗口復(fù)雜發(fā)生后鉆進(jìn)施工395 m，機(jī)械鉆速達(dá)到4.77 m/h。

4 結(jié)論與建議

(1)對(duì)于漏失量處于可控范圍內(nèi)的開泵漏停泵涌現(xiàn)象的窄壓力窗口施工中，可不實(shí)行堵漏作業(yè)，而采用邊漏邊鉆進(jìn)施工方式。實(shí)踐表明，鉆進(jìn)和起下鉆作業(yè)均未受其影響。

(2)優(yōu)化井身結(jié)構(gòu)調(diào)整循環(huán)壓降；建議該區(qū)塊后續(xù)施工井二開技術(shù)套管盡量封堵住承壓能力較弱的沙一段，以降低井下復(fù)雜情況發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。

(3)優(yōu)化鉆井液性能，控制合理的鉆井液密度和流變性降低環(huán)空循環(huán)壓耗，是窄壓力窗口施工的關(guān)鍵技術(shù)所在。

(4)鉆開異常高壓層位前隨鉆加入屏蔽暫堵和雙膜承壓材料，采用承壓防漏方式以提高上部裸眼井段承壓能力，盡可能將噴漏共存復(fù)雜情況轉(zhuǎn)化為只噴不漏或只漏不噴，降低復(fù)雜處理難度。

(5)堵漏材料盡量能隨用隨配，其堵漏效果更佳。堵漏材料的堵漏流體一般為水基，兩者相混后必然沖稀堵漏劑，再加上長(zhǎng)時(shí)間浸泡，其黏度必然下降，堵漏材料易流走，也更難滯留堆集在漏層入口附近，另外其凝結(jié)強(qiáng)度也將大大降低，難以支撐較大循環(huán)壓差的破壞作用，容易導(dǎo)致堵漏失敗。

[1] 徐興友，徐國(guó)盛，秦潤(rùn)森.沾化凹陷渤南洼陷沙四段油氣成藏研究[J].成都理工大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2008，35(2)：113-120.

[2] 宮秀梅，金之鈞.渤南洼陷深層油氣成藏特征及主控因素[J].石油與天然氣地質(zhì)，2005，25(4)：473-450.

[3] 劉四海，崔慶東，李衛(wèi)國(guó).川東北地區(qū)井漏特點(diǎn)及承壓堵漏技術(shù)難點(diǎn)與對(duì)策[J].石油鉆探技術(shù)，2008，36(3)：47-51.

[4] 郝惠軍，田野，賈東民，等.承壓堵漏技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].鉆井液與完井液，2011,28(6)：14-16.

[5] Mart M D. Managed pressure drilling techniques and tools[D]. Texas A & M University, 2006.