土耳其鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)鉆井表層失返性漏失處理

余廣興

摘 要：針對(duì)土耳其鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)施工難點(diǎn)及漏失特點(diǎn)分析，結(jié)合前期施工井淺層失返型漏失堵漏情況，實(shí)施淺表層大井眼堵漏技術(shù)方案，并在實(shí)踐中得到理想施工效果，對(duì)淺表層大井眼裂縫性漏失的堵漏施工，具有經(jīng)濟(jì)性和實(shí)用性。

關(guān)鍵詞：淺表層大井眼；裂縫性失返漏失；三高堵漏液

土耳其鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)工程是中石化海外第一個(gè)鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)總包工程，完鉆井深1484m。井身結(jié)構(gòu)為：762mm導(dǎo)管設(shè)計(jì)下深45m。508mm表層套管下入鹽層20m，一般下深600-900m。鉆進(jìn)期間需要卡準(zhǔn)石膏及鹽層界面決定套管下深。因表層坐入鹽層，為防井徑擴(kuò)大，需要把鉆井液體系在預(yù)計(jì)鹽層前200m轉(zhuǎn)換為飽和鹽水鉆井液。

1 土耳其鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)施工難點(diǎn)及漏失特點(diǎn)分析

1）漏失層為淺表層火山碎屑巖地層，大多為垂直裂縫地層，漏層同時(shí)為地下水豐富地層。采用一般的顆粒橋堵材料等很難達(dá)到堵漏目的。

2）漏層井段多，一般45m至150m有三個(gè)以上的漏層。

3）漏層井徑大，一次堵漏使用材料多，體積大，很難達(dá)到一次堵漏效果。

如果用粒狀材料充填裂隙時(shí)，會(huì)出現(xiàn)暫時(shí)封堵現(xiàn)象。當(dāng)鉆進(jìn)沖洗液循環(huán)時(shí)，因水層壓力低，鉆井液柱的壓力大，再加上鉆井液上返的流動(dòng)阻力產(chǎn)生的壓力，以及裂隙垂直、開(kāi)裂較寬等，粒料會(huì)逐漸被壓向裂隙深處，使裂隙內(nèi)聚集的粒料因下移而開(kāi)裂，恢復(fù)漏失。同時(shí)后期要轉(zhuǎn)換飽和鹽水鉆井液，對(duì)鉆井液的固相等性能要求較高，采用橋堵的辦法難以達(dá)到轉(zhuǎn)換要求。

如果用普通水泥漿，用平衡壓力法堵漏，因水泥漿的凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，漿液又是大多數(shù)流向下方裂隙，進(jìn)入上方裂隙內(nèi)較少。在漿液失去流動(dòng)性之前，裂隙內(nèi)的水與水泥漿會(huì)因密度不同而產(chǎn)生迅速的交換，水泥漿中的水泥顆粒下沉，水上返，使孔內(nèi)上方裂隙內(nèi)的水泥漿沉入裂隙深處，裂隙仍舊敞開(kāi)。同時(shí)因地下水流影響邊緣水泥會(huì)在凝固前被沖洗，影響堵漏效果。

2前期施工井淺層失返型漏失堵漏情況

1）項(xiàng)目施工前期遭遇失返型漏失后由于對(duì)漏失性質(zhì)掌握不清，先采用橋塞堵漏，稠漿鉆進(jìn)等方式堅(jiān)持鉆進(jìn)，但是轉(zhuǎn)換鉆井液后，由于飽和鹽水鉆井液密度較高，液柱壓力高，同時(shí)由于固相低，沖刷作用強(qiáng)，加之鹽水的腐蝕作用，多次在轉(zhuǎn)換過(guò)程中就發(fā)生失返。僅第一口井就損失各類堵漏材料45噸。

2）橋塞堵漏失敗后一般采用水泥漿平衡堵漏的方法，但是因地下水作用，堵漏成功后一般兩三天就復(fù)發(fā)，最多一口井采用該方法堵漏10次以上。同時(shí)由于水泥石強(qiáng)度高，地層松軟，兩次造成鉆出新井眼的情況。造成大量人力、物力損失，并且造成大量時(shí)間上的消耗。

3淺表層大井眼堵漏技術(shù)方案

1） 加深導(dǎo)管，在安全可行的基礎(chǔ)上，導(dǎo)管下深加深至90m，盡量減少漏層井段及數(shù)量。

2） 堵漏工藝：首先采用具有一定凝結(jié)強(qiáng)度的三高（高失水、高固相、高粘度）堵漏液在漏層外圍起到隔墻作用，擋住地層水的侵蝕，之后用水泥擠注的方式，形成結(jié)實(shí)的水泥墻達(dá)到徹底封堵的目的。

3.1堵漏工藝

1）一開(kāi)鉆進(jìn)發(fā)生失返漏失后，立即改小排量鉆進(jìn)，一直鉆進(jìn)至進(jìn)入硬地層5-10m后，徹底打開(kāi)漏層。

2）起鉆，換光鉆桿下至井底，后再起鉆，測(cè)量井內(nèi)靜液面位置，之后再次下入井底。同時(shí)根據(jù)井眼體積配置三高堵漏液，要求至少配裸眼體積的3-4倍體積，以擴(kuò)大隔墻面積。

3）配置好堵漏也后，打入井內(nèi)，計(jì)量返出情況，如堵漏也有返出井口的可能，上提鉆具至井口，關(guān)閉導(dǎo)流器，繼續(xù)擠入堵漏液。擠入體積為計(jì)算堵漏液面位于漏層以上5-10m。

4）打開(kāi)導(dǎo)流器，下光鉆桿至漏層以上5m，關(guān)導(dǎo)流器，按裸眼體積的兩倍擠注水泥漿。替完后，開(kāi)導(dǎo)流器，起鉆候凝。根據(jù)留水泥漿大樣凝固情況，及時(shí)下鉆鉆塞，以防強(qiáng)度高鉆出新井眼。

5）如井口沒(méi)有導(dǎo)流器，可在注堵漏液和水泥漿后，把大編織袋滿土粉，用鉆頭壓入預(yù)定井段的方式。

3.2堵漏液配置

三高堵漏液的配置：

進(jìn)行大型配置前先根據(jù)配方進(jìn)行小型試驗(yàn)，以確定各添加劑配置順序，加量，試驗(yàn)流動(dòng)性，可泵期。為施工提供可靠依據(jù)。

1）如試驗(yàn)配置出堵漏液流動(dòng)性以及可泵性允許，可直接在打個(gè)大罐內(nèi)配置后一起打入井內(nèi)。配置方法如下：一般配置40方堵漏液采用15%的土粉漿30方，加入土粉重5%的燒堿和純堿，充分?jǐn)嚢韬蠹尤?-10%橋堵劑，加入5-8噸生石灰，攪拌均勻后加15噸水泥，快速加入40KG干粉。攪拌后抓緊注入井內(nèi)。注完堵漏液后需要抓緊時(shí)間沖洗各管線以及配置罐，防止堵漏液固化后造成堵塞。

2）如配置量大，可泵性及可泵期不允許，可在大罐內(nèi)配置 15%土粉漿+燒堿+石灰+一桶干粉。利用水泥車配置水灰比0.8：1的水泥漿，接在水平管線上，大泵和水泥車同時(shí)泵送漿體，排量大體相同，同時(shí)注入井內(nèi)。降低施工風(fēng)險(xiǎn)。

漿液組成：

甲液：PAM-水泥漿。水∶水泥=（0.8～1）∶1（水灰比），水泥可用普通水泥或超早強(qiáng)水泥，水中含非水解聚丙烯酰胺（PAM）分子量500萬(wàn)左右，0.2%～0.4%。乙液：普通泥漿。膨潤(rùn)土：15%～20%。堿加量為粘土重：5%。注漿時(shí)，甲乙兩液的體積比大致按1∶1。兩液混合后立即形成不流動(dòng)的絮凝物，絮凝物進(jìn)入裂隙內(nèi)，因其粘滯性，流動(dòng)阻力大，不易被稀釋，封堵范圍大，又因絮凝物隨時(shí)間而增長(zhǎng)強(qiáng)度，因此具有很高的堵漏成功率。

4現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施效果

土耳其鹽穴儲(chǔ)氣庫(kù)鉆井工程所施工井，均在40-150m發(fā)生失返型漏失，前期施工三口井采用橋漿堵漏、稠漿擠堵、水泥漿平衡堵漏等方法，效果均不明顯，漏失極易復(fù)發(fā)。UGS-4井采用上述工藝，通過(guò)加深導(dǎo)管減少漏層數(shù)量及井段。一開(kāi)發(fā)現(xiàn)漏失后繼續(xù)鉆進(jìn)至120m，注40方三高堵漏液，后擠注20方水泥漿的方式堵漏，注意替注清水體積，保證漏層以上5-10m保留水泥塞，連續(xù)六口井堵漏一次成功，沒(méi)有發(fā)生復(fù)發(fā)現(xiàn)象，固井水泥漿順利返出地面，充分說(shuō)明該堵漏方法及配方的成功，大大減少了因漏失復(fù)雜造成的時(shí)間及經(jīng)濟(jì)損失。同時(shí)因?yàn)殂@井液流變性滿足固井施工要求，而提高了固井質(zhì)量，而國(guó)外公司施工的兩口井因堵漏，表層固井質(zhì)量很差而造成報(bào)廢。

5結(jié)論

本方法適用于淺層大直徑表層裂縫性失返型惡性井漏，為今后同類復(fù)雜情況處理提供了借鑒；該方法操作簡(jiǎn)單，成本低廉，是一較為實(shí)用的堵漏技術(shù)。但是施工前必須認(rèn)真進(jìn)行堵漏液小型試驗(yàn)，記錄各項(xiàng)時(shí)間及性能數(shù)據(jù)，為安全施工提供可靠依據(jù)；井漏情況的出現(xiàn)和針對(duì)井漏情況的處理是一個(gè)綜合性過(guò)程，一旦出現(xiàn)井漏情況，要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)不同的地質(zhì)條件、地層結(jié)構(gòu)及井漏的程度，使用與之相適應(yīng)的技術(shù)，正確地解決井漏問(wèn)題，只有這樣，才能給企業(yè)降低成本，增加效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈利春，陳勉，張偉等. 誘導(dǎo)裂縫性井漏止裂封堵機(jī)理分析[J]. 鉆井液與完井液，2013，30（5）：82-85.