扎那諾爾油田679井井漏處理分析及應(yīng)對(duì)方案探討

陳來(lái)軍，呂曉平，吳燕華，張海忠，李華元

（西部鉆探工程有限公司國(guó)際鉆井公司，新疆烏魯木齊 830026）

扎那諾爾油田679井井漏處理分析及應(yīng)對(duì)方案探討

陳來(lái)軍*，呂曉平，吳燕華，張海忠，李華元

（西部鉆探工程有限公司國(guó)際鉆井公司，新疆烏魯木齊 830026）

扎那諾爾油田是中油股份阿克糾賓油氣公司開發(fā)較早的一個(gè)區(qū)塊，該區(qū)塊下二疊系孔古階組中下部地層存在巨厚鹽巖層，部分井在鹽層中間夾含若干段發(fā)育的塑性蠕動(dòng)泥巖層；南區(qū)KT-1儲(chǔ)層天然氣較為活躍，地層壓力比北區(qū)高，地層裂縫發(fā)育，溢漏同層，極易出現(xiàn)先漏后噴的復(fù)雜情況。中哈長(zhǎng)城鉆井公司2003年4024井在鉆至井深2690m和2798m處先后出現(xiàn)2次井漏，2798m處的井漏直接導(dǎo)致天然氣上竄，險(xiǎn)些釀成井控事故；近年?yáng)|方公司的5094、5081井都在該區(qū)塊發(fā)生嚴(yán)重的井漏現(xiàn)象。

塑性泥巖；壓力等級(jí)；井漏處理；堵漏

1　工程概況

679井是位于扎那諾爾油田南穹隆構(gòu)造邊緣上的一口三層結(jié)構(gòu)開發(fā)井，完鉆層位KT-1，設(shè)計(jì)井深2920m。2013年4月11日該井鉆至二開中完井深2551m開始下? 244.5mm技術(shù)套管，下至井深2090.29m時(shí)因現(xiàn)場(chǎng)施工人員未嚴(yán)格執(zhí)行灌漿技術(shù)措施導(dǎo)致套管粘卡惡性事故發(fā)生。經(jīng)過(guò)2次解卡后，由于該井在二開過(guò)程中為防止2460～2520m塑性泥巖條形帶發(fā)生蠕變，自2400m井筒泥漿密度已提至2.05g/cm3。高壓高密度下處理卡套事故進(jìn)而誘發(fā)了井漏的發(fā)生。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)際情況，為避免在處理井漏過(guò)程中造成塑性泥巖發(fā)生蠕動(dòng)、井眼閉合等更嚴(yán)重事故發(fā)生，經(jīng)甲方同意在套管卡深?2090.29m處固井，并將設(shè)計(jì)三開結(jié)構(gòu)井改為四開井，增加177.8mm的技套下到目的層石炭系的頂部2771m，至四開2920m目的層KT-1裸眼完井。井身結(jié)構(gòu)見表1。

表1　井身結(jié)構(gòu)表

2　施工風(fēng)險(xiǎn)分析及對(duì)策

2.1風(fēng)險(xiǎn)分析

（1）目前?244.5mm的技套沒(méi)有把原設(shè)計(jì)要封固下二疊系P1k的塑性泥巖段2460～2520m封住。因此為平衡住塑性泥巖段，泥漿密度必須達(dá)到2.05g/cm3才行，而原設(shè)計(jì)的2551m技套以下井段只能采用不超過(guò)1.15g/cm3的密度，這完全是2個(gè)壓力等級(jí)。若繼續(xù)采用高密度鉆進(jìn)，就會(huì)發(fā)生井漏，一旦發(fā)生井漏，處理過(guò)程中，上部塑性泥巖段將會(huì)發(fā)生蠕動(dòng)，造成井眼閉合，下部目的層井噴，最終將會(huì)導(dǎo)致事故惡性循環(huán)。

（2）仔細(xì)研究679井二開測(cè)井井徑曲線發(fā)現(xiàn)，塑性泥巖段井徑圖為月牙形，井徑擴(kuò)大率為9.85%，而鹽層井段的井徑擴(kuò)大率幾乎為0。再三思考和分析，判斷首先前期施工過(guò)程中，泥漿密度2.05g/cm3稍偏高，泥漿液柱壓力過(guò)大，把塑性泥巖壓回地層。

（3）再者是2090.29～2551m井段仍是?311mm的裸眼，而現(xiàn)在使用的是?216mm的鉆頭，根據(jù)臨井井徑資料和泥漿密度對(duì)比，在一定范圍內(nèi)降低泥漿比重，鉆頭穿過(guò)60m塑性泥巖段問(wèn)題不大。

2.2施工對(duì)策

（1）決定將泥漿密度降至2.0g/cm3，進(jìn)行下部施工。

（2）根據(jù)地層資料及臨井資料調(diào)研，該區(qū)塊多以裂縫性漏失為主，提前備足相應(yīng)堵漏材料。

（3）嚴(yán)密監(jiān)測(cè)泥漿液面和泥漿總量變化。

（4）鉆進(jìn)中泥漿中始終保持一定量的隨鉆堵漏劑。

（5）精細(xì)現(xiàn)場(chǎng)操作，防止造成壓力激動(dòng)。

3　井漏發(fā)生經(jīng)過(guò)

2013年4月30日，更改設(shè)計(jì)后的679井三開正常鉆進(jìn)至2582m時(shí)，泵壓突然由13MPa降至3MPa，觀察井口泥漿失返,判斷井漏，5min泥漿漏失8m3。

此時(shí)鉆井參數(shù)：鉆壓為14t，轉(zhuǎn)速為90r/min，排量為27L/s，泵壓為13MPa，鉆時(shí)為60～90min/m。

鉆具結(jié)構(gòu)：?216mm牙輪鉆頭+?159mm鉆鋌×2+ ?216mm扶正器+?159mm鉆鋌×19+?127mm鉆桿。

泥漿性能：D=2.0g/cm3，F(xiàn)V=98s，F(xiàn)L=3.4mL，CHC=3/8Pa，Cs=0.8%。

巖性：砂巖、泥板巖、粉砂巖互層。

發(fā)現(xiàn)井漏后立即上提鉆具到套管里面2060m（起18根立柱），起鉆過(guò)程中正常，然后接方鉆桿，每20min活動(dòng)一次鉆具，以防塑性泥巖因井漏上竄到套管里面導(dǎo)致卡鉆。

4　井漏處理過(guò)程

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)及臨井資料分析，鉆進(jìn)過(guò)程中突然發(fā)生泥漿失返，該漏失為裂縫性漏失。立即組織準(zhǔn)備好的堵漏材料配備堵漏漿。

4.1第一次堵漏

配泥漿60m3：3%坂土+0.3%FA-367+0.3%SP-8+ 3%SMP-3+25%NaCl+石粉。

性能：FV=126s，D=1.95g/cm3，CHC=2/6Pa。

配堵漏漿泥漿30m3：4%坂土+0.3%FA-367+0.3% SP-8+3%SMP-3+25%NaCl+石粉+綜合堵漏劑3t。

性能：FV=186s，D=1.95g/cm3，CHC=2/6Pa。

5月1日開始下鉆至2350m接方鉆桿，以24L/s的排量打堵漏漿25m3，替漿30m3。施工過(guò)程中，泥漿一直不返，泵壓穩(wěn)在12～13MPa，替完漿后，提鉆至套管里面2060m（10根立柱），靜止4h，環(huán)空灌漿4m3，泥漿返出，泥漿液面再不下降。5月2日驗(yàn)證堵漏情況，開泵循環(huán)泥漿，返出量偏少，測(cè)量漏失泥漿12m3后，停泵繼續(xù)靜止堵漏。再次靜止4h后，開泵循環(huán)，泥漿仍不返，Q=24L/s，P=13MPa，漏失泥漿7m3，堵漏失敗。

4.2第二次堵漏

配堵漏漿30m3：4%坂土+0.3%FA-367+0.3%SP-8+3%SMP-3+25%NaCl+石粉+綜合堵漏劑3t+NEOTOR超級(jí)綜合堵漏劑2t。

性能：FV=192s，D=1.95g/cm3，CHC=3/7Pa。

5月3日繼續(xù)采用20L/s排量注入堵漏漿并靜止堵漏6h后，開泵循環(huán)，泥漿不返，第二次堵漏再次失敗。

通過(guò)2次的堵漏、起下鉆發(fā)現(xiàn)，一是從起出的鉆桿泥漿留下的痕跡觀察，判斷泥漿液面穩(wěn)定在離井口30m左右；二是打入堵漏劑進(jìn)行替漿的過(guò)程中泵壓能夠穩(wěn)在12～13MPa。從這兩點(diǎn)分析，目前泥漿密度下的液柱壓力接近漏失地層壓力；再結(jié)合前面分析塑性泥巖蠕變性和311mm井眼兩點(diǎn)分析。決定將密度再次降至1.9g/cm3，起鉆簡(jiǎn)化鉆具結(jié)構(gòu)，采用光鉆桿直接穿過(guò)塑性泥巖段至井底堵漏。

4.3第三次堵漏

配堵漏漿50m3：4%坂土+0.3%FA-367+0.3%SP-8+3%SMP-3+25%NaCl+石粉+綜合堵漏劑5t+NEOTOR超級(jí)綜合堵漏劑3t。

性能：FV=156s，D=1.90g/cm3。

配泥漿50m3：3%坂土+0.3%FA-367+0.3%SP-8+ 3%SMP-3+25%NaCl+石粉。

性能：FV=126s，D=1.90g/cm3，CHC=2/6Pa。

5月4日下光鉆桿至2530m，下鉆無(wú)遇阻，以20L/s排量打堵漏漿50m3，打入過(guò)程中泥漿不返。起鉆至套管內(nèi)2060m靜止堵漏，起鉆過(guò)程中，井口一直有泥漿返出。靜止4h后小排量開泵，逐漸提排量至20L/s，井口返出正常，之后干加200kgFA-367，將泥漿循環(huán)均勻，下鉆至2530m開泵循環(huán)，Q=20L/s，P=12MPa，井口泥漿返出正常，停泵起鉆接鉆頭試鉆進(jìn)。5月5日換鉆頭，下鉆鋌，甩掉扶正器至井底無(wú)遇阻現(xiàn)象，開泵循環(huán)，試鉆進(jìn)，泥漿無(wú)漏失現(xiàn)象。679井堵漏成功。

5　井漏發(fā)生原因分析

（1）主要原因是井身結(jié)構(gòu)不合理。前期卡套管事故造成更改設(shè)計(jì)后，原設(shè)計(jì)低密度完成的井段為防止塑性泥巖蠕動(dòng)而采用高密度鉆進(jìn)，雖然采取了降密度措施，仍未避免井漏的發(fā)生。

（2）鉆遇地層主要以砂巖、泥板巖、粉砂巖互層為主，孔隙發(fā)育，有裂縫，高密度泥漿下使孔隙裂縫撐大，從而導(dǎo)致井漏。

6　經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)

（1）合理的套管程序是防止大型漏失造成重大事故與復(fù)雜的關(guān)鍵,這一點(diǎn)在地層不確定性大的井中尤為重要。在鉆探探井時(shí)應(yīng)該將上部疏松的流砂層用技術(shù)套管進(jìn)行封隔。

（2）在鉆井地質(zhì)設(shè)計(jì)中給予較準(zhǔn)確的地層承壓壓力等地質(zhì)資料非常重要，特別是對(duì)可能出現(xiàn)的漏層應(yīng)有明顯的提示，以便在鉆井過(guò)程中提前做好防漏堵漏技術(shù)工作準(zhǔn)備。

（3）對(duì)只進(jìn)不出的井漏，必須立即停泵強(qiáng)行起鉆，簡(jiǎn)化鉆具結(jié)構(gòu)，加大鉆頭噴嘴，并不間斷地從環(huán)空灌入鉆井液或廢水清水,以維持必要的液柱壓，防止井壁坍塌。

（6）在易漏區(qū)塊鉆井，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)儲(chǔ)備足夠的相應(yīng)堵漏材料，可以盡快采取堵漏，減少事故復(fù)雜誘發(fā)。

[1]徐同臺(tái).鉆井工程防漏堵漏技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997.

[2]劉汝山.鉆井井下復(fù)雜問(wèn)題預(yù)防與處理[M].北京：中國(guó)石化出版社，2005.

[3] 馬光長(zhǎng).井漏及其預(yù)防與處理技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，2002.

[4]鄢捷年.鉆井液工藝學(xué)[M].北京：中國(guó)石油大學(xué)出版社，2004.

TE28

B

1004-5716(2015)07-0051-03

2014-06-23

2014-07-11

陳來(lái)軍（1986-），男（漢族），山東濟(jì)南人，助理工程師，現(xiàn)從事鉆井工程技術(shù)、鉆井施工工藝等方面的研究和管理工作。