焦石壩地區(qū)中深層防漏堵漏技術(shù)研究及應(yīng)用

黎 亮，梁文利

（中石化江漢石油工程公司頁巖氣開采技術(shù)服務(wù)公司，湖北武漢430223）

目前焦石壩地區(qū)在中深層（韓家店組、小河壩組）采用鉀基聚合物防塌鉆井液體系，不能有效解決中深部地層復(fù)雜地質(zhì)條件下的井漏問題，缺乏有效解決方案。因此，開展中深部地層復(fù)雜情況，從而為解決復(fù)雜情況的對策性研究提供基礎(chǔ)，研發(fā)出適應(yīng)地層和鉆井工藝要求的防漏堵漏技術(shù)。通過本研究可有效降低鉆井復(fù)雜時效，降低綜合作業(yè)成本，確保安全鉆進(jìn)。

1 中深層漏失情況統(tǒng)計(jì)分析

中深層是指韓家店、小河壩組地層，焦石壩地區(qū)在這2個地層鉆井過程中，井漏頻繁，堵漏次數(shù)多，耗時長，成為困擾該地區(qū)提速提效的主要矛盾。最近5年焦石壩地區(qū)中深層井漏情況統(tǒng)計(jì)如表1所示，堵漏情況分析如表2所示。

表1 近5年焦石壩地區(qū)中深層井漏情況統(tǒng)計(jì)

表2 近5年中深層堵漏情況分析

2 漏失特性分析

（1）井漏發(fā)生頻繁，承壓能力低。焦頁XX井鉆進(jìn)中，在2055.8m、2133m、2158m、2223m、2230.54m、2307m等發(fā)生漏失，其中第一個漏失點(diǎn)，漏速最大，達(dá)到65m3/h，采取橋塞堵漏恢復(fù)鉆進(jìn)，后面幾個漏失點(diǎn)，漏速不超過10m3/h，采用細(xì)顆粒堵漏漿能堵住，但是維持時間不長，采用關(guān)井憋壓堵漏，不能穩(wěn)壓，造成重復(fù)堵漏。

（2）漏失壓力低。焦頁XX井在進(jìn)入韓家店組時，鉆井液密度降低至1.12g/cm3，鉆進(jìn)至1457m仍然發(fā)生漏失，漏速9～20m3/h。

（3）誘導(dǎo)裂縫發(fā)育，漏層對液柱壓力敏感。焦頁XX井等井多井段發(fā)生漏失，且在下鉆中途循環(huán)、下鉆灌漿等作業(yè)中發(fā)生漏失，從堵漏過程等資料分析，裂縫開口尺寸隨井筒壓力變化明顯，地層復(fù)漏頻率高。

（4）漏層判斷難度高。焦頁XX井在韓家店組1900～2000m井段發(fā)生漏失后，多次橋漿憋壓堵漏，仍然發(fā)生漏失，由于難以準(zhǔn)確判斷漏層，最后采用30%堵漏漿，對全裸眼井段進(jìn)行堵漏，才基本恢復(fù)正常鉆進(jìn)。

3 漏失地質(zhì)特征分析

（1）錄井綜合分析。以焦頁XX井的韓家店小河壩組漏失地質(zhì)特征進(jìn)行分析，測錄井綜合柱狀圖如圖1所示。

圖1 錄井綜合柱狀圖（焦頁XX井）

該井在1779.89m漏失200m3泥漿，通過綜合測錄井資料分析，得到：巖性特征主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖及少量的泥質(zhì)粉砂巖互層。電性特征為裂縫發(fā)育段聲波時差、孔隙度較大，密度較小。

（2）地層剖面特征分析。為了研究清楚地層原因，進(jìn)行了焦頁XX井漏失井地層剖面特征分析，如圖2、圖3、圖4所示。

圖2 焦頁XX井漏失地層剖面特征

從以上不同漏失井的地層剖面特征分析得知，井位附近沒有斷層，推測漏失與砂泥巖互層的層理縫有關(guān)。

圖3 焦頁XX-1HF漏失地層剖面特征

圖4 焦頁XX井5口不同的井漏失地層剖面特征

4 漏失原因分析

4.1 焦石壩巖石礦物分析

通過X射線衍射進(jìn)行漏失層位的巖石礦物分析，各種巖石礦物含量如表3所示。

4.2 成像測井資料解釋分析

通過對漏失層位進(jìn)行成像測井，研究裂縫傾角及傾向，弄清楚裂縫成因以及類型，如表4所示。

表3 焦頁XX井巖石礦物分析

表4 焦頁XX井成像測井裂縫解釋

由以上分析可知：韓家店組、小河壩組以誘導(dǎo)性漏失為主，韓家店組、小河壩組本來地層沒有漏失通道，在由于受到壓力激動和提高鉆井液密度，造成地層產(chǎn)生裂紋。

5 防漏技術(shù)研究

5.1 降低鉆井液的密度

二開鉆井液密度（尤其是韓家店組、小河壩組地層）降低之后，在預(yù)防井漏、減少初始漏失量方面具有良好的效果。

同平臺2口井對比分析，比如焦頁XX-1HF井，鉆井液密度為1.28～1.32g/cm3，漏失量650m3，損失時間7d；而同平臺焦頁XX-3HF井，將鉆井液密度降低至1.14～1.28g/cm3，漏失量0m3，損失時間0d，無漏失、垮塌情況，表明降低鉆井液密度具有良好的防漏效果。

5.2 采用胺基硅醇—納米乳液鉆井液技術(shù)

5.2.1 鉆井液技術(shù)特點(diǎn)

（1）低剪切速率粘度高，在井壁表面形成滯流層，阻止鉆井液向地層深部侵，弱凝膠在低剪切速率(約7s-1)或靜止?fàn)顟B(tài)下，能形成分子間弱交聯(lián)，其粘度達(dá)20000mPa·s以上，高速梯度下(約1000s-1)能剪切變稀，仍具有較高的粘度，粘度可達(dá)100～50mPa·s，還可以提高帶砂能力，防止環(huán)空鉆屑含量過高，局部密度增加，引發(fā)井漏；

（2）高效抑制技術(shù)，胺基硅醇抑制劑可以抑制深部硬脆性泥巖地層水化膨脹，降低膨脹壓，從而防止微裂縫的開啟，為降低鉆井液密度提供了良好空間；

（3）納微米封堵，納米乳液可以封堵微裂縫，形成內(nèi)外泥餅，內(nèi)泥餅滲透率接近于0，阻止鉆井液漏失。

5.2.2 胺基硅醇—納米乳液鉆井液技術(shù)應(yīng)用效果

胺基硅醇—納米乳液鉆井液體系在焦石壩地區(qū)應(yīng)用了10口井，該技術(shù)的應(yīng)用效果情況如表5所示。

表5 胺基硅醇—納米乳液鉆井液技術(shù)

采用胺基硅醇-納米乳液強(qiáng)抑制強(qiáng)封堵鉆井液技術(shù)之后：堵漏損失時間大量減少，表明該體系防塌能力強(qiáng)，抑制性好，隨鉆封堵能力強(qiáng)。

6 結(jié)論

（1）焦石壩地區(qū)中深層漏失主控因素是地層微裂縫、層理縫發(fā)育，易發(fā)生誘導(dǎo)性漏失；

（2）在保證井壁穩(wěn)定的前提下，降低鉆井液密度有良好的防漏效果，采用低粘低切紊流流態(tài)，有利于降低循環(huán)壓耗；

（3）采用胺基硅醇-納米乳液強(qiáng)抑強(qiáng)抑制強(qiáng)封堵鉆井液技術(shù)，提高鉆井液抑制性及隨鉆封堵能力，降低硬脆性泥頁巖微裂縫的開啟及擴(kuò)展能力。

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