淺表層井防漏堵漏技術(shù)探討與應(yīng)用

趙休龍 張之邈 汪金周(中原石油工程有限公司固井公司， 河南 濮陽 457000)

淺表層井防漏堵漏技術(shù)探討與應(yīng)用

趙休龍 張之邈 汪金周(中原石油工程有限公司固井公司， 河南 濮陽 457000)

蜀南地區(qū)鉆井過程中淺表層漏失嚴(yán)重，選取合理的防漏、堵漏技術(shù)是鉆井工程急需解決的問題。從淺表層漏失井漏失機(jī)理及原因分析著手，選取了可控膠凝堵漏、催凝水泥漿堵漏、催凝水泥漿配合凝膠混堵等三種方法進(jìn)行堵漏，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用效果良好，可進(jìn)一步推廣應(yīng)用。

淺表層；凝膠；催凝水泥漿；可控膠凝；堵漏

蜀南地區(qū)昭通、長(zhǎng)寧等區(qū)塊鉆井過程中淺表層漏失嚴(yán)重，漏失段較長(zhǎng)。目前針對(duì)漏失量不大的情況，主要采用清水強(qiáng)鉆的方式鉆至一開設(shè)計(jì)井深，若發(fā)生較大漏失或失返性漏失，清水強(qiáng)鉆不具備條件的情況下，則需要先堵漏，再鉆進(jìn)。此外由于該區(qū)塊地表地層風(fēng)化侵蝕嚴(yán)重，大型裂縫及溶洞發(fā)育較好，在鉆第四系的過程中，即發(fā)生嚴(yán)重漏失，漏失鉆井液甚至污染到農(nóng)田，造成環(huán)境污染及不必要的經(jīng)濟(jì)損失。因此，開展蜀南地區(qū)淺表層防漏、堵漏技術(shù)研究具有重要的理論及現(xiàn)實(shí)意義。

1 淺表層漏失原因及機(jī)理

(1)地質(zhì)原因 蜀南區(qū)塊構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈導(dǎo)致地下構(gòu)造變化較大，淺表層地質(zhì)分布因地區(qū)的不同而不同，且斷層比較發(fā)育，此外淺表層在長(zhǎng)期的風(fēng)化侵蝕后，地層發(fā)育明顯的裂縫及溶洞，這是導(dǎo)致目前蜀南鉆井淺表層漏失的主要原因。

(2)工程原因 蜀南區(qū)塊淺表層鉆井過程中，在鉆井液的選取上主要使用清水鉆井液進(jìn)行鉆進(jìn)，清水?dāng)y砂能力及鉆遇地層(須家河、雷口坡、嘉陵江、飛仙關(guān)地層巖性特征主要為灰?guī)r)的造壁能力較差，一遇見裂縫及溶洞即發(fā)生惡性失返性漏失。

長(zhǎng)寧H26-4井鉆穿上部侏羅系地層后，進(jìn)行導(dǎo)管固井作業(yè)，導(dǎo)管下深為59m。下部即為須家河地層，且地層厚度達(dá)到了280m。進(jìn)入須家河地層后，鉆進(jìn)不到10m，即發(fā)生失返性漏失，進(jìn)行一次水泥堵漏后，鉆穿水泥塞面，進(jìn)入下部鉆進(jìn)，鉆進(jìn)至80m又發(fā)生失返性漏失，斷斷續(xù)續(xù)進(jìn)行了11次堵漏，終于鉆進(jìn)至表層深度，下套管固井。

2 淺表層井防漏、堵漏技術(shù)及應(yīng)用

(1)防漏技術(shù) 采用電法勘探方法，預(yù)測(cè)表層溶洞裂縫，有利于提前對(duì)鉆井平臺(tái)進(jìn)行初步篩選，從而避開溶洞、裂縫性地層。雖蜀南區(qū)塊目前未進(jìn)行類似的嘗試，但為節(jié)省鉆井成本，提高鉆井周期不失為一個(gè)好的選擇。采用此方法后，可以在修建鉆井平臺(tái)前，提前埋入一定深度的涵管并用水泥封固，從而防止或減少導(dǎo)管鉆進(jìn)過程中的漏失。

(2)堵漏技術(shù)及應(yīng)用 ①在漏水不漏砂的井筒內(nèi)(小裂縫地層)采用鉆具插入巖削，注催凝水泥漿進(jìn)行堵漏，水泥漿侯凝后，能夠有效封堵漏層。以YS108H3-3井為例。

YS108H3-3井一開過程中，因下部漏水，導(dǎo)管封固后，未達(dá)到水泥漿侯凝時(shí)間開鉆后，井內(nèi)巖削循環(huán)不出來，導(dǎo)致導(dǎo)管鞋30m處垮塌，連帶方井塌方，我們采取的堵漏方法為：將鉆具插入50m巖削中，注入2．5%氯化鈣的催凝水泥漿，注完水泥漿后，迅速將鉆具提至井口，侯凝。堵漏成功。

②在既漏水又漏砂的井筒內(nèi)，采取可控膠凝吊灌的方式進(jìn)行堵漏。以長(zhǎng)寧H9-2井為例。

長(zhǎng)寧H9-2井，一開過程中，鉆遇須家河地層80m時(shí)，發(fā)生失返性漏失，用鉆具往井內(nèi)探后，發(fā)現(xiàn)井內(nèi)無液面也無沉砂，遂采用注可控膠凝的方法對(duì)井內(nèi)進(jìn)行吊灌，吊灌完成后，井隊(duì)侯凝4小時(shí)探塞，塞面達(dá)到封堵要求，既減少了侯凝時(shí)間，使鉆井周期縮短，也達(dá)到了較好的堵漏效果。

(3)漏失特別嚴(yán)重的井(大裂縫及溶洞型漏失)，采用凝膠與催凝水泥漿配合的方法進(jìn)行堵漏，依靠凝膠暫堵橋塞的方法效果較好，以長(zhǎng)寧H26-4井為例。

長(zhǎng)寧H26-4井一開清水強(qiáng)鉆至146m，發(fā)生失返性漏失，判斷漏層位置在井底146m和131m處。第一次堵漏采用凝膠10m3注入井底，水泥漿注入15m3，依靠凝膠成橋暫堵的方法承托水泥漿進(jìn)行封堵，水泥漿侯凝到時(shí)間后，下鉆探塞，水泥塞面131m處，駐留水泥漿16m，灌清水15m3，井筒滿，30min后，液面下降，漏失12m3清水。判斷漏失點(diǎn)還在131m處，依靠井隊(duì)強(qiáng)鉆至185m處，發(fā)生失返性漏失，進(jìn)行第二次堵漏，經(jīng)過上次的經(jīng)驗(yàn)，本次堵漏要兼顧131m漏點(diǎn)處進(jìn)行封堵，采取的主要技術(shù)方案為：先注入5m3凝膠后，再注入7m3水泥漿，待水泥漿初凝后，對(duì)131m處進(jìn)行人工大顆粒封填，盡量使其在131m處搭成橋，再注凝膠5m3和水泥漿7m3。該次封堵一舉成功，順利鉆進(jìn)至表層深度。

3 防漏、堵漏技術(shù)發(fā)展方向

(1)試驗(yàn)用清水充氣鉆井技術(shù)：針對(duì)淺表層裂縫溶洞地層，可采用清水充氣鉆井技術(shù)，降低密度，減少用水量，同時(shí)增加機(jī)械轉(zhuǎn)速，有利于快速解決淺表層井漏，順利鉆至一開井深。

(2)加強(qiáng)凝膠與水泥漿配合混堵技術(shù)在淺表層漏失井中的研究：凝膠具有結(jié)構(gòu)力強(qiáng)、切力、粘度和彈性，能夠在漏失通道滯留，阻斷漏失通道，延展性能好，能最大的進(jìn)入漏失通道，形成橋塞，配合水泥漿進(jìn)行封堵，能提高地層承壓能力，漏失反復(fù)性較小。

(3)加強(qiáng)可控膠凝在淺表層堵漏過程中應(yīng)用的總結(jié)和研究，找出一套適合該地區(qū)淺表層堵漏的方案和措施來，更好的服務(wù)鉆井，降低鉆井周期，節(jié)約鉆井成本。

(4)加強(qiáng)物理堵漏技術(shù)的研究：目前堵漏工藝不能精確、高效的對(duì)漏點(diǎn)進(jìn)行封堵，可探討應(yīng)用物理堵漏技術(shù)，采用新工藝、新工具，如堵漏材料送入工具等，實(shí)現(xiàn)高效堵漏、精確堵漏。

[1]袁本福，李黔，梁海波,等.鉆井井漏風(fēng)險(xiǎn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與診斷系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].天然氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì),2013,7(1):46-48.

[2]楊令瑞，楊玻，肖潤德,等.天然氣欠平衡鉆井完井技術(shù)[J].鉆采工藝，2005，28(1)：4-6.