渤海油田井漏對(duì)策探討

盧小川

(中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)研究院，河北 燕郊 065201)

狄明利

(中海油田服務(wù)股份有限公司油化深圳作業(yè)公司，廣東 深圳 518067)

王偉

(中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)研究院，河北 燕郊 065201)

渤海油田井漏對(duì)策探討

盧小川

(中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)研究院，河北 燕郊 065201)

狄明利

(中海油田服務(wù)股份有限公司油化深圳作業(yè)公司，廣東 深圳 518067)

王偉

(中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)研究院，河北 燕郊 065201)

渤海油田地層完整性差，井漏發(fā)生頻繁，漏失類型多，隨著勘探開發(fā)的深入，漏失情況越來越復(fù)雜。結(jié)合工程實(shí)際，將渤海油田的井漏劃分為9種類型，量化統(tǒng)計(jì)了每種類型井漏的發(fā)生情況，分析了各類井漏的特點(diǎn)和現(xiàn)場(chǎng)堵漏技術(shù)的不足。針對(duì)較難對(duì)付的斷層破碎帶漏失和潛山漏失提出了具體的防漏堵漏對(duì)策，并就海上鉆井工程防漏堵漏技術(shù)的發(fā)展提出了建議。

井漏；堵漏；漏失類型；對(duì)策；渤海油田

渤海油田是目前中國海上最大的油田，地質(zhì)特點(diǎn)是構(gòu)造破碎、斷裂發(fā)育、油藏復(fù)雜，對(duì)渤海地質(zhì)最形象的描述是一只摔碎的盆子又被踩了兩腳。近年來，渤海油田在鉆井過程中經(jīng)常會(huì)鉆遇漏層，從而影響鉆進(jìn)速度，造成鉆井液成本的大幅度增加和儲(chǔ)集層的嚴(yán)重?fù)p害。

1 渤海油田的主要井漏類型

表1 渤海油田漏失類別

針對(duì)渤海油田的工程實(shí)際，為了給現(xiàn)場(chǎng)快速制定防漏堵漏技術(shù)措施創(chuàng)造條件，綜合考慮漏失層位、漏層巖性、漏失通道、漏失原因等因素[1]，將渤海油田的井漏劃分為9類：①憋漏；②淺-中深層高滲透性膠結(jié)差的砂礫巖漏失；③斷層破碎帶漏失；④潛山漏失；⑤深層砂礫巖漏失；⑥密度窄窗口漏失；⑦流沙層漏失；⑧油層壓力虧空漏失；⑨其他(如鉆穿套管等工程事故引起的井漏)。

通過對(duì)渤海油田30個(gè)區(qū)塊149口井353次井漏情況的綜合分析，可以看出，渤海油田井漏以憋漏最為常見，占36.54%；其次為膠結(jié)差的砂礫巖漏失、斷層破碎帶漏失與潛山漏失，分別占18.13%、16.15%和11.05%(見表1)。

2 各種類型井漏的特點(diǎn)

2.1 憋漏

憋漏發(fā)生在明化鎮(zhèn)組到沙河街組裸眼井段，井深從600～4000m。從漏失速度來分析，大漏(漏速大于60m3/h)占65.9%。盡管大漏多，但是漏失量不大，主要是發(fā)生蹩壓失返后及時(shí)采取停泵、活動(dòng)鉆具等措施，操作謹(jǐn)慎，地層并未嚴(yán)重壓裂。憋漏采用的堵漏方法有隨鉆堵漏、橋塞堵漏。隨鉆堵漏效果較好，良好率達(dá)到84.0%以上，橋塞堵漏的良好率為54.5%。

2.2 膠結(jié)差的砂礫巖漏失

淺層～中深層膠結(jié)差的砂礫巖漏失主要發(fā)生在明化鎮(zhèn)組至館陶組，少數(shù)漏失持續(xù)至東營組上部。巖性以大段砂巖、砂礫巖為主，具有高滲透性、膠結(jié)差的特點(diǎn)，礫巖粒徑大的達(dá)到15mm，所以易發(fā)生滲透性漏失。此外，淺層～中深層膠結(jié)差的砂礫巖還會(huì)發(fā)生裂縫性漏失。發(fā)生井漏時(shí)，采用隨鉆堵漏、水泥堵漏效果較好，良好率達(dá)到66.7%以上，而橋塞堵漏的良好率僅有45.8%。

2.3 斷層破碎帶漏失

斷層破碎帶漏失主要發(fā)生在館陶組～東營組斷層破碎帶，部分發(fā)生在沙河街組斷層破碎帶。渤中地區(qū)的斷層破碎帶位于垂深2700～3700m，金縣和錦州地區(qū)的斷層破碎帶層位在明化鎮(zhèn)組～東營組，垂深800～1600m之間。上述區(qū)塊明化鎮(zhèn)組至館陶組巖性以大段砂巖、砂礫巖、泥巖為主，東營組至沙河街組泥巖段多、砂巖段相對(duì)較短。對(duì)于斷層破碎帶漏失，隨鉆堵漏良好率63.6%，橋塞堵漏良好率38.1%，水泥堵漏良好率50%。

2.4 潛山漏失

潛山漏失發(fā)生在垂深1700～5000m的潛山地層。錦州25-1S區(qū)塊潛山垂深為1700m，渤中21-2-1井潛山垂深達(dá)5000m。潛山漏失采用的堵漏方法有隨鉆堵漏、橋塞堵漏，效果良好率都未超過30%。

2.5 深層砂礫巖漏失

深層砂礫巖滲透性漏失主要發(fā)生在鉆進(jìn)過程中，下鉆、下套管時(shí)偶有發(fā)生；大多發(fā)生在東營組至沙河街組砂泥巖中，其中東三段至沙河街組最多，垂深3000～4000m。隨鉆堵漏、橋塞堵漏、水泥堵漏效果都較好，良好率均在80%以上。

2.6 密度窄窗口漏失

密度窄窗口漏失主要發(fā)生在沙河街組，垂深2145～3700m，少數(shù)在東二～東三段；大部分發(fā)生在鉆井過程中，少數(shù)發(fā)生在加重、下套管或固井過程中。隨鉆堵漏效果良好率66.7%，而橋塞堵漏的良好率只有33.3%；水泥堵漏6次，效果都不理想。

2.7 流沙層漏失

流沙層漏失都發(fā)生在最淺部平原組地層，巖性為未膠結(jié)的松軟砂礫巖和泥巖。漏失大多發(fā)生在一開或二開大井眼鉆進(jìn)階段，深度多為300m以內(nèi)。漏失速度和漏失量較大，漏速在200m3/h以上或失返。流沙層漏失采用的堵漏方法有橋塞堵漏、水泥堵漏，效果都不理想。

2.8 油層壓力虧空漏失

3 現(xiàn)場(chǎng)堵漏存在的問題

綜合分析表明，渤海油田各種類型漏失中斷層破碎帶漏失和潛山漏失2類比較常見且堵漏成功率低，說明這2類漏失的防漏堵漏技術(shù)難度相對(duì)較大。目前采用的堵漏方法主要有隨鉆堵漏、橋塞堵漏和水泥堵漏，對(duì)于這些堵漏方法，現(xiàn)場(chǎng)存在以下問題：

1)對(duì)于中～大漏速的井漏，橋塞堵漏的堵漏漿配方不盡合理，具體表現(xiàn)為：①堵漏劑顆粒級(jí)配不合理；②堵漏材料質(zhì)量濃度低；③堵漏漿量不足。

2)橋塞堵漏時(shí)采用關(guān)井?dāng)D壓堵漏工藝的少，堵漏后地層和堵漏層承壓能力不足。從表2中可以看出，橋塞堵漏采用關(guān)井?dāng)D壓工藝可以明顯提高堵漏效果。

表2 橋塞堵漏中采用關(guān)井?dāng)D壓工藝的效果統(tǒng)計(jì)表

3)缺少保護(hù)油層的堵漏材料，使得油層與潛山的堵漏受到限制。

4)水泥堵漏工藝措施有待改進(jìn)，不能根據(jù)漏層特點(diǎn)與漏失情況很好地與橋塞堵漏配合使用。

4 渤海油田井漏治理對(duì)策

針對(duì)渤海油田斷層破碎帶漏失和潛山漏失，結(jié)合海洋鉆井工程實(shí)際，提出一系列防漏堵漏工程技術(shù)措施。

4.1 斷層破碎帶防漏堵漏對(duì)策

1)在進(jìn)行鉆井設(shè)計(jì)時(shí)，依據(jù)地震層速度過井剖面和地層的3個(gè)壓力剖面，分析是否鉆遇斷層及斷點(diǎn)、斷距、斷層性質(zhì)。在設(shè)計(jì)平臺(tái)位置、井身剖面、井身結(jié)構(gòu)時(shí)，充分考慮斷層破碎帶風(fēng)險(xiǎn)，盡可能避開斷層。

2)若斷層破碎帶在明化鎮(zhèn)組或館陶組底礫巖以上，因東營組存在高坍塌壓力層段，建議在設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)時(shí)，封隔斷層破碎帶。

3)若斷層破碎帶在明化鎮(zhèn)組或館陶組底礫巖以上，宜采用含隨鉆堵漏劑的膨潤土漿鉆穿斷層后再轉(zhuǎn)化鉆井液類型。

4)若斷層破碎帶在館陶組底礫巖以下，進(jìn)入斷層破碎帶前100m，在鉆井液中加入隨鉆堵漏劑，并適當(dāng)提高鉆井液黏度。

5)在滿足井壁穩(wěn)定與攜巖的前提下，鉆進(jìn)斷層破碎帶過程中，盡可能采用低密度鉆井液，并適當(dāng)降低排量。

6)遇小漏時(shí)，可在鉆井液中增加隨鉆堵漏劑含量，若無效，則加入中小顆粒的橋塞堵漏劑。

7)遇中、大漏時(shí)，提高鉆井液中隨鉆堵漏劑含量，并加入小顆粒的橋塞堵漏劑強(qiáng)鉆，鉆穿斷層破碎帶后，采用橋塞堵漏或水泥漿承壓堵漏，關(guān)井憋壓工藝，提高地層承壓能力。

4.2 潛山防漏堵漏對(duì)策

1)卡準(zhǔn)潛山層位，及時(shí)下入技術(shù)套管封隔潛山以上高坍塌壓力地層。

2)如沒卡準(zhǔn)潛山層位，沒下入技術(shù)套管封隔潛山以上地層，則鉆進(jìn)潛山時(shí)，鉆井液中加入隨鉆堵漏劑。

3)依據(jù)地層孔隙壓力確定合理密度，采用低密度聚合物鉆井液、PRD鉆井液、水包油鉆井液、可循環(huán)泡沫-微泡-充氣鉆井液等泡沫類鉆井液鉆進(jìn)，既平衡地層壓力又防漏。

4)如潛山以上高坍塌壓力-高孔隙壓力地層沒用套管封隔，可采取以下措施進(jìn)行堵漏：鉆井液中加入橋塞堵漏劑強(qiáng)鉆裂縫帶。鉆穿后，根據(jù)漏失性質(zhì)、漏速、漏層是否為油氣層，可采用橋塞堵漏或加有橋堵劑的水泥堵漏。

5)如潛山以上地層被封隔，可采取以下措施進(jìn)行堵漏：①降低鉆井液密度，改變鉆井液類型進(jìn)行近-欠平衡壓力鉆進(jìn)；②降低鉆井液密度，采用加有可酸溶(油溶)的隨鉆堵漏劑(橋塞堵劑)鉆井液[2]；③采用橋塞堵漏；④采用橋塞堵漏與水泥堵漏相配合；⑤如鉆遇水層可用凝膠(橋塞、水泥)堵漏。

5 結(jié)論與建議

1)針對(duì)渤海油田漏失層的特點(diǎn)，優(yōu)化橋塞堵漏、水泥堵漏等堵漏漿配方，調(diào)整現(xiàn)場(chǎng)堵漏工藝，優(yōu)化承壓堵漏施工工藝。

2)雖然密度窄窗口漏失、油層壓力虧空漏失所占比例不高，但隨著勘探開發(fā)的持續(xù)和深水時(shí)代的到來，應(yīng)著手進(jìn)行相關(guān)防漏堵漏技術(shù)的研究。

3)開展地層破裂機(jī)理的研究，建立渤海油田的地層破裂模型，對(duì)國外一些行之有效的力學(xué)堵漏方法進(jìn)行研究、開發(fā)和應(yīng)用。

4)編制符合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際的井漏數(shù)據(jù)庫、專家系統(tǒng)等防漏堵漏工程技術(shù)軟件。

[1]徐同臺(tái)，劉玉杰，申威，等.防漏堵漏技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社，1997.

[2]盧小川，范白濤，趙忠舉，等.國外井壁強(qiáng)化技術(shù)的新進(jìn)展[J].鉆井液與完井液，2012，29(6):74～78.

[編輯] 帥群

2016-08-20

盧小川(1984-)，男，工程師，從事鉆完井液技術(shù)研發(fā)和管理工作，luxch@cosl.com.cn。

TE283

A

1673-1409(2017)11-0046-04

[引著格式]盧小川,狄明利,王偉，等.渤海油田井漏對(duì)策探討[J].長江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版), 2017,14(11):46～49.