隨鉆膠凝防滲漏技術(shù)在滴西5井區(qū)井的應(yīng)用

蘇敏 安斌 高峰

摘要：滲漏是鉆井中普遍存在的問題，滲漏造成鉆井液消耗量大，維護(hù)補(bǔ)充量大，成本上升;隨著滲漏量的增大，井壁穩(wěn)定的風(fēng)險(xiǎn)增大，井壁周圍泥餅增厚，井眼變小，提下鉆阻卡嚴(yán)重，還易發(fā)生卡鉆、井漏、井塌等井下復(fù)雜事故。鉆井中的滲漏問題在滴西區(qū)塊尤為突出，滲漏量一般是正常消耗量的0.5-1倍，給鉆井工程作業(yè)帶來很多井下不安全因素，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。侏羅系及以上地層（砂巖、砂質(zhì)泥巖夾砂巖、含礫砂巖及煤層）主要是孔隙性滲漏，也是該區(qū)域滲漏比較嚴(yán)重的井段。三疊系、三疊系（脆性泥頁巖）主要是裂縫性滲漏。并在DX1858井使用，該井無滲漏，取得良好的效果。

關(guān)鍵詞：滲漏;隨鉆凝膠;技術(shù)

一、區(qū)塊簡介

滴西5井區(qū)是克拉美麗氣田區(qū)塊之一，其中白堊系、侏羅系、三疊系所鉆遇主要地層及巖性自上而下地層為三工河組（JS）下部為砂質(zhì)泥巖夾砂巖;中部為大套細(xì)砂巖;上部為湖湘泥巖。八道灣組（JS）下部為夾煤的塊狀含礫砂巖;中部為深灰色泥巖;上部為厚層狀砂巖夾泥巖及煤層。白堿灘組（Tb）：灰色、深灰色粉砂質(zhì)泥巖、泥巖夾灰色泥質(zhì)粉砂質(zhì)砂巖克拉瑪依上亞組（TK）：灰色泥質(zhì)粉砂巖、泥巖及粉砂質(zhì)泥巖。為了減少滴西18井區(qū)頻繁滲漏，提高鉆井速度，降低鉆進(jìn)成本，開展了凝膠防漏技術(shù)原理分析，通過此種隨鉆凝膠防滲漏技術(shù)的使用，大幅度減少該地區(qū)的滲漏，為優(yōu)質(zhì)快速鉆井、降低成本提供技術(shù)支撐。

二、工程簡介

一開采用?444.5mm鉆頭鉆至井深409米下入?339.7mm套管至井深408.22 米。二開采用?311.2mm鉆頭鉆至井深2970米下入?244.5mm套管至井深2969米。三開采用?215.9鉆頭鉆至井深?3550?米。

三、滴西5區(qū)塊的技術(shù)難點(diǎn)

1、表層地表疏松，易竄漏和垮塌，臨井出現(xiàn)惡性漏失垮塌。

2、白堊系、侏羅系以灰色粉、細(xì)砂巖、礫砂巖及砂質(zhì)泥巖為主，且地層膠結(jié)疏松、滲透性極好，極容易發(fā)生漏失，且漏層跨度大，鉆井液切力稍大或開泵激動(dòng)壓力稍大等，都可能與滲漏轉(zhuǎn)變?yōu)閻盒月┦衣与y以找到。

3、二疊系梧桐溝組褐色泥巖易垮塌防卡鉆。

4、石炭系以中性、酸性次火山巖、火山碎屑巖夾泥巖、砂礫巖沉積。

裂縫發(fā)育良好，易漏。要合理使用密度。

四、對(duì)DX1858井滲漏原因的分析及封堵措施

DX1858井滲漏層為主要是白堊系、侏羅系，該層為巖性以灰色粉、細(xì)砂巖、礫砂巖及砂質(zhì)泥巖為主，且地層交接疏松。單純是粉、細(xì)砂巖一般只是輕微滲漏，不會(huì)造成大的漏失，但是對(duì)粉、細(xì)砂巖、礫砂巖同存地層，這種滲漏可能因?yàn)殚_泵過猛等激動(dòng)壓力造成大的漏失。DX1858井由于裸眼長，跨在白堊系、侏羅系、三疊系之間，恰好粉、細(xì)砂巖、礫砂巖同存，極易因?yàn)槊芏仁褂貌缓侠砘蜷_泵及下鉆產(chǎn)生的激動(dòng)壓力由滲漏變?yōu)榇蟮穆┦А榇?，能夠解決長裸眼且粉、細(xì)砂巖、礫砂巖同存的地層承壓能力是解決漏失的關(guān)鍵。

通過對(duì)膠凝劑的復(fù)配試驗(yàn)研究，發(fā)現(xiàn)其在低剪切及高剪切條件下粘度都很高，且顆粒尺寸很到有彈性?？梢岳么颂匦詠黼S鉆封堵滲漏，從而提高地層承壓能力，來解決滲漏問題。

五、隨鉆膠凝防滲漏技術(shù)原理分析

① ?膠凝劑具有較強(qiáng)的抑制性和封堵能力，溶于水后成膠狀。采用控制膠凝劑一定的加量，配合鉆井液中原有固相顆?；蛉藶榧尤胍欢考?xì)顆粒堵漏劑，利用凝膠堵漏劑分子之間、膠凝劑與鉆井液中固相顆粒之間在低剪切速率或靜止?fàn)顟B(tài)下，能形成能形成高粘度的凝膠體，其粘度達(dá)幾萬（1～3萬）mPa·s，高速梯度下能剪切變稀，既保證正常鉆進(jìn)的需要，又實(shí)現(xiàn)膠凝劑和鉆井液中固相顆粒在井壁附近孔隙和微裂縫里停駐，形成高切力、高粘度和高彈性的膠凝物，來阻止?jié)B漏。

1、隨鉆凝膠防滲漏配方及室內(nèi)評(píng)價(jià)

原井漿配方：4%坂土+0.2%NaCO+0.2%

NaOH+0.7%SP-8+0.5%JB66

試驗(yàn)配方：

1）、井漿+1%膠凝劑 ?25°攪拌3小時(shí)

2）井漿+2%坂土 ???????25°攪拌3小時(shí)

3）井漿+2%坂土+1%ZL ??25°攪拌3小時(shí)

4）將3）靜止1小時(shí)后 ?25°測其性能

5）將3）泥漿高速攪拌15分鐘 ?25°測其性能

試驗(yàn)后性能如下：

通過試驗(yàn)3）、4）、5），我們可以發(fā)現(xiàn)使用井漿+8%坂土+1%ZL的配方，泥漿對(duì)外來剪切力敏感，高速剪切時(shí)?600較高，低剪切時(shí)仍能保持一個(gè)很好的值，同時(shí)使用此配方增加了泥漿中有用彈性大顆粒的量。為更好配伍，在以上配方在加入1%磺化瀝青干粉或石灰石粉，增加泥漿中的剛性顆粒，故此我們確定復(fù)配膠凝隨鉆堵漏的配方：井漿+2%坂土粉+1%膠凝劑+1%磺化瀝青干粉（石灰石粉）

2、復(fù)配膠凝隨鉆堵漏的特點(diǎn)

1）、低剪切速率或靜止?fàn)顟B(tài)形成分子間連接（交聯(lián)）。其粘度達(dá)幾萬Mpa.s，高速梯度下能剪切變稀，仍具有較高的粘度，粘度可達(dá)100-50Mpa.s。復(fù)配凝膠堵漏具有剪切稀釋能力，具有強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)、切力、粘度和彈性。

2）、能有效擠走地層水，不與地層水相溶，可流動(dòng)（走），但能留下來排擠地層水，去占據(jù)水空間。其它堵劑卻要與地層水混溶（相溶）而變稀，易流走，占據(jù)不了水空間。

3、復(fù)配膠凝隨鉆堵漏的原理

利用漏失壓差或人為輕蹩壓擠堵液，有意讓其漏失，進(jìn)入漏失層后，占據(jù)地層水空間，并還能向地層深處繼續(xù)進(jìn)入一段距離，但不會(huì)無限制地流走;隨著過程進(jìn)行或時(shí)間延長，漏速隨之降低，3-5小時(shí)后，此堵液在漏失層表現(xiàn)為結(jié)構(gòu)強(qiáng)、粘度大（幾萬Mpa.s）、強(qiáng)度大、切力大，最終堵住漏層;其它堵劑卻要與地層水混溶（相溶）而變稀，結(jié)構(gòu)弱、粘度小、強(qiáng)度小、切力小，易流走，占據(jù)不了水空間。

此堵液停下來后，其粘度、切力、強(qiáng)度、結(jié)構(gòu)力等能足以抵抗循環(huán)壓力。

4、復(fù)配膠凝隨鉆堵漏的范圍

1、針對(duì)漏失位置不好確定（或確定不準(zhǔn)）的堵漏;

2、針對(duì)粉、細(xì)砂巖、礫砂巖及砂質(zhì)泥巖的滲透性、微裂縫性、溶洞性、破碎性地層;

3、針對(duì)由于地層不整合接觸而產(chǎn)生的微裂縫漏失

4、針對(duì)地層疏松引起的滲漏

由于凝膠封堵微裂縫后具有一定的承壓能力，超過承壓能力繼續(xù)漏失

六、在DX1858井的應(yīng)用

DX1858井在二開后，鉆遇白堊系、侏羅系，地層以粉、細(xì)砂巖、礫砂巖及砂質(zhì)泥巖為主。在井深600m、850m、1048m、1175m、1367m、1546m、1734 m、1980 m、2450 m、2650m滲漏嚴(yán)重，滲速達(dá)2-3m/h。對(duì)此采取停泵，配制復(fù)配膠凝隨鉆堵漏漿。配方為：井漿+2%坂土粉+1%膠凝劑+1%天然瀝青干粉。配制20?m到30?m，以20-25L/S的排量注入井內(nèi)，當(dāng)堵漏漿到井底時(shí)瞬間加大排量，返出井口時(shí)停掉振動(dòng)篩，使復(fù)配膠凝隨鉆堵漏泥漿再循環(huán)一周，同時(shí)控制鉆時(shí)在每米10到15min，鉆進(jìn)40-50 m后恢復(fù)原來鉆進(jìn)參數(shù)。

通過此種隨鉆復(fù)配膠凝堵漏技術(shù)的使用，有效的解決了白堊系和侏羅系的滲漏問題。為此該井二開沒有因?yàn)槁┦Ф绊戙@井速度，優(yōu)質(zhì)快速的鉆完設(shè)計(jì)井深，提前設(shè)計(jì)工期11天。

應(yīng)用隨鉆凝膠防滲漏技術(shù)有效的減少滴西地區(qū)鉆井中的滲漏問題，保證了井下安全，提高鉆井時(shí)效，降低成本。

應(yīng)用隨鉆凝膠防滲漏技術(shù)有效的減少了DX1858井滲漏問題，井漏復(fù)雜時(shí)率降至1.43%，平均滲漏量由6.85m/100m降為3.24m/100m，降幅為52.7%。提高了鉆井速度，降低了鉆井液成本。

經(jīng)濟(jì)效益：共節(jié)約費(fèi)用60.22萬元

① 平均復(fù)雜時(shí)率由7.58%降至1.43%，減少復(fù)雜時(shí)間4.66天，節(jié)約費(fèi)用31.22萬元：

節(jié)約費(fèi)用=日費(fèi)*節(jié)約時(shí)間=6.7×4.66=31.22萬元

② 平均滲漏量由6.85m/100m降為3.24m/100m，減少鉆井液滲漏失153.45方，平均井漏量減少209.1方，節(jié)約費(fèi)用29萬元：

節(jié)約費(fèi)用=減少漏失量*配制費(fèi)=362.55方×0.08萬元/方=29萬元

結(jié)束語

⑴ 主要是封堵地層孔隙和微裂縫滲漏。

⑵ 嚴(yán)格按配方配制坂土漿、膠凝、磺化瀝青干粉順序加入，并在鉆進(jìn)中隨時(shí)補(bǔ)充。

⑶ 采用聚合物包被劑、降濾失劑進(jìn)一步調(diào)整鉆井液性能。

⑷ 鉆進(jìn)中膠凝劑和鉆井液固相顆粒在微裂縫處聚結(jié)成膠團(tuán)封堵孔隙和裂縫，阻止鉆井液的進(jìn)一步漏失。

⑸在鉆遇白堊系、侏羅系時(shí)，控制好鉆時(shí)控制好鉆時(shí)是很重要的，每個(gè)單跟控制在20-30分鐘。同時(shí)堅(jiān)持每200-250米短提一次。