常規(guī)堵漏方法在塔河油田托普臺區(qū)塊易漏層位的堵漏運用

張海軍，彭　勇

（中石化西南石油工程有限公司重慶鉆井分公司新疆指揮部，新疆輪臺841600）

常規(guī)堵漏方法在塔河油田托普臺區(qū)塊易漏層位的堵漏運用

張海軍*，彭勇

（中石化西南石油工程有限公司重慶鉆井分公司新疆指揮部，新疆輪臺841600）

鉆井過程中的井漏是井筒內(nèi)鉆井液或其他介質(zhì)（固井水泥漿等）漏入地層孔隙、裂縫等空間的現(xiàn)象。井漏是鉆井工程中常見的井下復(fù)雜情況，多數(shù)鉆井過程都有不同程度的漏失。嚴(yán)重的井漏會導(dǎo)致井內(nèi)液柱壓力下降，引起井壁失穩(wěn)、誘發(fā)地層流體涌入井筒發(fā)生溢流、井噴等復(fù)雜情況，影響正常鉆井。井漏的原因通常是井筒內(nèi)液柱壓力大于地層壓力、地層孔隙大、滲透性好、存在溶洞、裂隙等。鉆井措施不當(dāng)也會引發(fā)井漏，如開泵過猛、下鉆速度過快引起壓力激動壓漏地層。塔河油田托普臺區(qū)塊普遍存在二疊系、柯坪塔格組，以上地層多發(fā)井漏，給鉆井生產(chǎn)帶來風(fēng)險及損失，但為了揭開下部油氣層，又不得不鉆穿二疊系及柯坪塔格組，所以規(guī)避井漏給鉆井帶來的風(fēng)險是該區(qū)塊鉆井期間的重點，也是難點。

塔河油田；托普臺；二疊系；柯坪塔格組；井漏；堵漏；固井

1　井漏的危害及堵漏的意義

新疆塔河油田托普臺區(qū)塊普遍存在二疊系、柯坪塔格組地層多發(fā)井漏，給鉆井生產(chǎn)帶來風(fēng)險及損失，但為了揭開下部油氣層，又必須鉆穿二疊系、柯坪塔格組地層，所以規(guī)避井漏給鉆井帶來的風(fēng)險是該區(qū)塊鉆井期間的重點，也是難點。

井漏對鉆井施工造成極大的危害，主要表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）增加泥漿成本。堵漏要消耗大量的泥漿材料，說一口井大部分泥漿材料都漏掉了，一點也不過分。（2）耽誤施工進度。井漏到無法繼續(xù)時，必須停下來進行堵漏，少則幾個小時，多則幾天甚至幾個月。（3）誘發(fā)井下事故。常規(guī)橋漿堵漏泥漿失水大、固相含量高，如果潤滑性跟不上，就有可能發(fā)生鉆具與井壁粘附卡鉆。（4）造成井塌、井噴事故。井漏使井內(nèi)液面下降，液柱壓力降低，使得液柱壓力不能平衡較高地層壓力，發(fā)生井噴，導(dǎo)致井塌甚至卡鉆，如果處理不當(dāng)，還會導(dǎo)致部分井段或全井段報廢，造成巨大的經(jīng)濟損失。（5）影響地質(zhì)資料的準(zhǔn)確性。井漏后，取不到隨鉆砂樣，對地層就無法準(zhǔn)確鑒別。（6）損害目的層。大量泥漿進入產(chǎn)層，泥漿加重劑重晶石會對油氣層造成嚴(yán)重?fù)p害。為了安全高效的進行鉆井施工及油氣的開采，發(fā)生井漏后往往會采取堵漏的方式來保證井內(nèi)安全。

2　常規(guī)堵漏方法在托普臺區(qū)塊的運用

以TP325井和TP337X井為實例，分別對該區(qū)塊易發(fā)井漏層位進行堵漏施工詳解。

2.1實例一：TP325井二疊系堵漏

TP325井于2012年8月13日13：00下?127mm光鉆桿，后進行二疊系堵漏施工作業(yè)，做地層承壓驗堵，滿足工程施工要求不低于8MPa（8.3MPa降至7.9MPa），于8月14日21：00起?127mm光鉆桿完，共耗時56h（折合2.33d）。

2.1.1基本數(shù)據(jù)

（1）二疊系井段：4598～4851m，段長253m。巖性：深灰、灰綠色英安巖下部夾少量黑色玄武巖，橫向、縱向裂縫較發(fā)育，易漏、易破碎、易垮塌。承壓堵漏井段4569.17～4862.65m，段長293.48m。

（2）上層套管有關(guān)數(shù)據(jù)：?244.5mm套管，管鞋下深4569.17m，套管內(nèi)徑222.52mm。

（3）地破試驗：三開鉆進至井深4576.01m，做地破試驗，泥漿泵打壓至17MPa，地層破裂，破裂壓力17MPa，滲漏壓力14.5MPa，泥漿密度1.30g/cm3，地層破裂當(dāng)量泥漿密度1.68g/cm3。

（4）堵漏鉆柱結(jié)構(gòu)：銑齒接頭+?127mm光鉆桿。

（5）井眼數(shù)據(jù)：套管內(nèi)容積3.88m3/100m，套管環(huán)空容積2.61m3/100m，?127mm鉆桿內(nèi)容積0.916m3/ 100m，4862.65m鉆桿內(nèi)容積 44.54m3，裸眼容積3.84m3/100m（井徑擴大率5%），裸眼容積11.28m3。

（6）鉆進泥漿性能：密度1.34g/cm3，粘度45s。

2.1.2TP325井二疊系堵漏前概況

在二疊系鉆井過程中，鉆進至4728.94～4735.38m鉆速變快并發(fā)生滲漏，最高漏速11.7m3/h，平均漏速5.08m3/h，持續(xù)時間3h，隨后采取降低排量鉆進，控制泥漿漏失量；井深4857.80～4858.10m鉆進過程中多次發(fā)生滲漏，井深4891～4892m鉆進時漏失3.2m3；鉆井過程中有少量地層剝蝕掉塊，二疊系鉆進及起鉆共漏失18.45m3。鉆穿二疊系20m以后，直接起鉆為做地層承壓試驗。

2.1.3TP325井二疊系堵漏施工

二疊系鉆進期間發(fā)生漏失，漏失泥漿量不多，揭開漏層時的漏失速度也不大，說明地層存在裂縫，裂縫發(fā)育較好，但是裂縫不大。因此現(xiàn)場優(yōu)先考慮橋漿堵漏作業(yè)，提高地層承壓能力：采用中小顆粒為主、大顆粒為輔，濃度30%左右的堵漏漿封堵二疊系地層，進行承壓堵漏。

（1）堵漏漿配方：密度1.34g/cm3基漿40 m3+潤滑劑1桶+3%核桃殼（細(xì)）×1.0t+2%核桃殼（中粗）×0.8t +1%核桃殼（粗）×0.5t+3%SQD-98（細(xì)）×1.2t+2% SQD-98（中粗）×0.8t+1%SQD-98（粗）×0.5t+2%果殼（細(xì)）×1.0t+2%CXD×1.0t+2%蛭石（細(xì)0.25～0.71mm）×1.0t+0.5%鋸末（細(xì)）×0.25t+2%PB-1×1.0t+ 4%QS-2×2.0t+3%土粉×1.0t+8%3H×3.0t。共加入14.05t堵漏材料，配置濃度30%堵漏泥漿。

（2）堵漏施工過程：下?127mm光鉆桿到底，首先開泵通水確保鉆具水眼暢通，然后泵入堵漏漿24.6m3，頂替井漿42m3，替漿后鉆具內(nèi)預(yù)留堵漏漿2m3，再將套管起鉆至套管內(nèi)，關(guān)井從環(huán)空打壓憋壓擠堵。本次憋壓擠堵共泵入井漿12.7m3，泄壓前立壓8.0MPa，泄壓回吐泥漿0.8m3，共擠入堵漏泥漿12.1m3，擠堵效果很好。開井靜止候堵2h后循環(huán)泥漿，下鉆至井底循環(huán)篩出井筒內(nèi)剩余堵漏漿。

2.1.4TP325井二疊系堵漏小結(jié)

本井承壓堵漏一大特點：地層裂縫發(fā)育較好，但裂縫不大，地層吃入量較大，地層共吃入堵漏漿17.91m3。從堵漏結(jié)果來看，地層承壓能力提高到8MPa，井底當(dāng)量泥漿密度提高到1.51g/cm3。本次堵漏配方合適，堵漏效果很好，滿足后續(xù)鉆井施工要求。堵漏中幾個關(guān)鍵點：（1）堵漏施工過程中，間斷泵入井漿，將環(huán)空內(nèi)堵漏漿壓入地層，地層能緩慢吃入堵漏漿而壓力緩慢上升，力求讓地層盡可能多的吃入堵漏漿，但是注意控制好排量，在地層突然發(fā)生破裂（即壓力由升到降），這時應(yīng)立即停泵，防止瞬間泵入量過大，人為造成地層裂縫延伸、增大，影響堵漏效果。（2）中間擠注時，間隔一段時間。每次泵入堵漏漿停泵后，壓力均比之前高，說明吃入難度在增加，堵漏漿封堵裂縫產(chǎn)生效果，達(dá)到承壓堵漏的要求。（3）由于堵漏漿配方中含有3H，在憋壓堵漏后，開井靜停2h，一方面是等待堵漏材料膨脹，另一方面是等待地層縫隙自行閉合，這一步驟是必須要做的，然后篩出堵漏漿，做地層承壓試驗一次成功。

2.2實例二：TP337X井柯坪塔格組堵漏

TP337X井鉆遇柯坪塔格組復(fù)雜地層，多次發(fā)生井漏，嚴(yán)重影響鉆井生產(chǎn)，如何快速有效地堵漏成功，是本井取得巨大效益的前提。

2.2.1基本數(shù)據(jù)

（1）井眼尺寸：?215.9mm。

（2）上層套管有關(guān)數(shù)據(jù)：?244.5mm套管，管鞋下深：4811.94m。

（3）井漿性能：密度1.36g/cm3，粘度62s。

（4）地質(zhì)情況：柯坪塔格組地層巖性為灰色細(xì)粒砂巖，深灰，綠灰色泥巖，根據(jù)現(xiàn)場情況，綜合分析判斷漏失層位是塔塔埃爾塔格組與柯坪塔格組地層的砂巖。

2.2.2TP337X井柯坪塔格組井漏情況

（1）2013年12月28日15：00下常規(guī)鉆具至井深5918m（距井底0.3m）開泵循環(huán)，15：51井口突然失返，漏失泥漿5.6m3，起鉆簡化鉆具下入光鉆桿堵漏；

（2）2014年1月9日5：30下鉆到底恢復(fù)鉆進，16：30鉆進至井深5927.67m，18：27劃眼循環(huán)處理井下掉塊時發(fā)生井漏（立壓19.5MPa，排量22L/s），18：35立壓下降（19.5MPa↘19.1MPa），出口槽流量減?。?5.5%↘29.8%），漏失泥漿4.4m3，18：45降排量至10L/s觀察，出口返漿較小，漏失泥漿4.7m3。

2.2.3TP337X井柯坪塔格組堵漏施工

2.2.3.1第一次堵漏施工

2013年12月28日15：51下鉆至5918m循環(huán)，井口突然失返，漏失泥漿5.6m3，起鉆簡化鉆具下入光鉆桿進行堵漏?？缕核窠M循環(huán)發(fā)生漏失說明環(huán)空泥漿失水增稠，循環(huán)阻力增大壓漏地層，屬開啟性井漏，地層自身承壓能力低，漏層裂縫發(fā)育，但裂縫不大。因此現(xiàn)場優(yōu)先考慮橋漿堵漏：選用中小顆粒堵漏材料為主（封堵）、大顆粒堵漏材料為輔（架橋），濃度30%左右的堵漏漿封堵柯坪塔格組地層，進行承壓堵漏。

（1）堵漏鉆柱結(jié)構(gòu)：? 127mm DP×3432.15m （9.16L/m）+?139.7mmDP×2359.05m（11.04L/m）+ ?127mmHWDP×121m（9.26L/m）。

（2）堵漏漿配方：密度1.35g/cm3井漿60 m3+3%細(xì)核桃殼×2.0t+2%中細(xì)核桃殼×3.0t+5%中細(xì)SQD-98× 3.0t+4%CXD×2.5t+3%蛭石（細(xì)）×2.0t+4%PB-1× 5.0t+3%云母×2.0t+5%3H×2.0t，堵漏漿濃度29%。

（3）堵漏施工過程：下鉆至井深5917m，注入濃度29%的堵漏漿40m3，返漿0.5m3后出口失返，初始排量10L/s，立壓0MPa，注入17m3后，提排量至13L/s，立壓升至5.6MPa，后下降至2.5MPa；替井漿50m3，井口未返漿，初始排量13L/s，立壓2.5MPa，注入28m3后提排量至18L/s，立壓8MPa，后緩慢降至4.5MPa。起鉆至套管內(nèi)靜停堵漏2h，循環(huán)驗漏時發(fā)生井漏失返，第一次堵漏失效?？紤]到泵注堵漏泥漿后起鉆至井深4705m時灌漿2.3m3，環(huán)空灌滿；分析認(rèn)為靜停堵漏2h的時間太短暫，堵漏材料未充分膨脹、地層裂縫也未開始閉合，繼續(xù)靜停侯堵10h后，1月2日下光鉆桿至井深4700m、5300m、5650m、5918m分段循均無漏失。

（4）地層承壓試驗：起鉆至井深4760m，做地層承壓試驗，井深5918m，套管鞋井深4811.94m，關(guān)井泥漿泵打壓至8.2MPa，穩(wěn)壓30min，無壓降，泥漿密度1.36g/cm3，套管鞋處當(dāng)量密度1.54g/cm3，井底當(dāng)量密度1.50g/cm3，堵漏成功。

2.2.3.2第二次堵漏施工

2014年1月5日13：51鉆進至井深5923.98m，鉆時加快，出口流量突然變小，發(fā)生井漏；立壓由20MPa降至19.7MPa，泵沖上漲6沖，排量由27.7L/s升高至29.8L/s，鉆壓由16t很快降至12t，隨后采取將排量鉆進，以充分揭開漏層；14：00鉆進至井深5924.04m，再次發(fā)生井漏，出口返漿量非常小，漏失密度1.36g/cm3泥漿19.4 m3，14：05降排量觀察，排量由29.8L/s降至13.8L/s，漏失1.36g/cm3泥漿3.4m3，出口返漿量較小，15：00因井漏地層剝落掉塊，起鉆阻力太大，帶泵起鉆甩出7根單根，出口返漿量較小，漏失1.36g/cm3泥漿2.7m3，18：00起鉆至井深4700m（吊灌泥漿9.1m3），20：00靜止觀察（補漿0.2m3），22：00循環(huán)觀察液面（排量由13.8L/s升至27.6L/s發(fā)生漏失，后又降至13.8L/s，漏失1.36g/cm3泥漿8m3），24：00起鉆至井深4100m（吊灌泥漿6.9m3），共計漏失1.36g/cm3的泥漿49.7m3。

分析第2次井漏情況，初步判斷地層破碎、裂縫發(fā)育、地層的破裂壓力低，承壓堵漏施工過程中，地層的吃入量大，決定選用橋漿+3H承壓堵漏：加大堵漏泥漿注入量，加大堵漏材料粒度，提高堵漏泥漿濃度；用粗粒材料架橋、中顆粒為輔、纖維堵漏劑和小顆粒為主進行封堵。

（1）堵漏鉆柱結(jié)構(gòu)：? 127mm DP×3432.15m （9.16L/m）+?139.7mm DP×2359.05m（11.04L/m）+ ?139.7mm HWDP×128m（9.26L/m）。

（2）堵漏漿配方：密度1.35 g/cm3井漿60 m3+2%核桃殼（細(xì)）×1.5t+2%核桃殼（粗）×1.5t+5%SQD-98（粗）×3.0t+3%SQD-98（細(xì)）×2.0t+8%CXD×5.0t+3%蛭石（細(xì)）×2.0t+4%PB-1×2.5t+3%云母×2.0t+6%3H× 3.0t+2%鋸末×1.0t+1%棉子殼×1.0t+QS-2×3.0t，總濃度35%左右。

（3）堵漏施工過程：下至井深5800m、5200m處分2次注入堵漏泥漿，分別泵入25.5m3、22.5m3，起鉆至4400m關(guān)井憋壓多次擠注堵漏泥漿，立壓從0↗12.4MP，累計擠入6.8m3、憋壓候堵30min后泄壓，地層回吐泥漿1.2m3。

（4）靜停候堵2h再循環(huán)驗漏無漏失。

（5）地層承壓試驗：井深5927.67m，套管鞋井深4811.94m，泥漿泵打壓至8.4MPa，穩(wěn)壓30min，無壓降，泥漿密度1.36g/cm3，套管鞋處當(dāng)量密度1.54g/cm3，井底當(dāng)量密度1.50g/cm3，堵漏成功。

2.2.4TP337X柯坪塔格組堵漏小結(jié)

柯坪塔格組地層破碎，裂縫發(fā)育，在揭開新地層后會繼續(xù)發(fā)生漏失，地層吃入量比較大，但是裂縫不大。從堵漏效果看，本井柯坪塔格組堵漏已滿足施工要求。堵漏中幾個關(guān)鍵點：

（1）擠堵施工過程中，間斷泵入井漿，將環(huán)空內(nèi)堵漏漿壓入地層，地層能緩慢吃入堵漏漿、壓力緩慢上升，力求讓地層盡可能多的吃入堵漏漿，但是注意控制好排量，防止泵入量過大，造成地層裂縫延伸、增大，影響堵漏效果。

（2）中間擠注時，間隔一段時間。每次泵入堵漏漿停泵后，壓力均比之前高，說明吃入難度在增加，堵漏漿在地層中產(chǎn)生效果，達(dá)到承壓堵漏的要求。

（3）揭開新漏層后，可采取適當(dāng)降低鉆進排量，盡量多揭開漏層再進行堵漏施工，縮短堵漏次數(shù)節(jié)約堵漏時間。

2.3固井施工前，進行堵漏

針對TP337X井前期柯坪塔格組發(fā)生多次井漏這一情況，分析判斷下套管時發(fā)生井漏可能性非常大，為了能夠順利完成該井三開套管作業(yè)，進行全裸眼封堵提高井筒承壓能力。

2014年1月31日下光鉆桿至井底，期間配制濃度22%堵漏漿100m3，打堵漏漿92m3，封堵全裸眼井段4811.94～6796m，段長1984.06m，起鉆至井深4400m，分多次共擠注1.8m3后承壓至11.4MPa，穩(wěn)壓40min，壓降0.5MPa，泄壓回吐1.3m3承壓成功。最終在下套管過程中未發(fā)生漏失，且在固井過程中也未發(fā)生漏失，最終該井油層套管固井質(zhì)量評優(yōu)，為后續(xù)油氣開采提供良好井筒條件。

3　經(jīng)驗及建議

（1）堵漏作業(yè)，首先應(yīng)該找準(zhǔn)漏層，分析井漏情況，選擇合理的堵漏泥漿配方，進行針對性堵漏；

（2）對破碎性地層多點井漏應(yīng)進行全井封堵；

（3）堵漏施工要確保鉆具安全，簡化鉆具避開復(fù)雜井段。堵漏環(huán)節(jié)時間節(jié)點掌握緊湊，杜絕誘發(fā)其他井下事故；

（4）為提高地層承壓能力，保證后續(xù)安全施工提供合格油氣開采井筒，建議進行地層承壓能力實驗。

TE2

B

1004-5716（2016）07-0081-04

2015-07-18

2015-07-30

張海軍（1974-），男（漢族），重慶人，工程師，現(xiàn)從事鉆井工程技術(shù)及管理工作。