堵漏技術在埕北區(qū)塊A井的應用

王進(中石化海洋石油工程有限公司，上海 200120)

1 井漏原因及類型

1.1 井漏原因

井漏發(fā)生的原因主要有三個方面：一是地層原因，地層中有孔隙、裂縫或溶洞，有漏失通道和容納鉆井液的空間，鉆開漏失通道后便會發(fā)生漏失；二是當工作液液柱壓力大于地層孔隙、裂縫或溶洞中的液體壓力(即地層孔隙壓力)，壓差造成工作液漏入地層中；三是施工過程中由于開泵過猛、下鉆過快等人為因素造成新的漏失通道而發(fā)生漏失。

1.2 井漏分類

井漏分類方法很多，現(xiàn)場一般按照漏失速度與漏失地層通道進行分類。按漏失速度分類。漏速最直觀、最易測，依據(jù)它可以了解漏失的嚴重程度。按漏速可將井漏分為五類，如表1所示。按漏失通道分類，又可分為滲透性漏失、裂縫性漏失、溶洞漏失三種類型。

表1 按照漏速對井漏的分類

2 井漏的處理方法

2.1 小漏的處理方法

小漏指進多出少而未失去循環(huán)的滲透性漏失，或由于鉆井過程中操作不當造成壓力激動，作用在地層的壓力超過破裂壓力，形成誘導裂縫而產生漏失，遇到這種情況，可采取靜止堵漏和隨鉆堵漏相結合的方法[1]。

靜止堵漏是在發(fā)生井漏時，停止鉆進，提起鉆具至安全位置，最好是進入技術套管，靜止一段時間。一方面消除了壓力激動，裂縫往往會自動閉合，自然緩解井漏；另一方面，漏進裂縫中的鉆井液，因其具有觸變性，隨著靜切力增加，粘結封堵裂縫，從而消除了井漏。

隨鉆堵漏可以繼續(xù)鉆進，連續(xù)在鉆井液中加入小顆粒及纖維物質如云母片、超細碳酸鈣、暫堵劑等堵漏材料，待堵漏材料循環(huán)至漏失層位在孔隙中形成橋堵后即可止漏。

2.2 大漏的處理方法

大漏時鉆井液只進不出，井眼內鉆井液液面很快下降，極易引發(fā)井下復雜情況。對于大漏的處理方法有：橋接堵漏、高失水漿堵漏、水泥漿堵漏、化學劑堵漏等。

橋接堵漏是利用不同形狀、尺寸的惰性材料，以不同的配方混合于鉆井液中直接注入漏層的一種堵漏方法。利用固體顆粒堵塞縫隙孔道，其中剛性顆粒起到架橋和支撐作用，柔性顆粒易于架橋和充填。不規(guī)則的纖維材料在壓差作用下，在漏失點聚結，和充填的各種匹配粒子一起在裂縫中及井壁表面上形成濾餅，阻止鉆井液的漏失。橋塞堵漏材料來源比較廣泛，如核桃殼、貝殼、鋸末、花生殼、云母片、橡膠粒等都可用做橋塞材料。

高失水漿液堵漏，堵漏漿液到達漏層后，在壓差的作用下水分迅速濾失，固體物質在孔道或縫隙內很快形成骨架結構，化學活性物質在井下溫度和壓力的作用下，較快地發(fā)生化學變化，將骨架結構形成高強度的封堵層，達到預期的堵漏效果。常用的有DSR堵漏和DTR堵漏。

水泥漿堵漏常采用的方法有：一般水泥、速凝水泥、膠質水泥，另外還可采用水泥漿與橋塞物質混合堵漏。

化學劑堵漏常用的方法有：聚丙烯酰胺絮凝物和交聯(lián)物堵漏、PMN化學凝膠堵漏、膨脹性堵漏劑堵漏。

3 堵漏技術在埕北A井的應用

3.1 概況

埕北A井位于埕北古4溝谷附近，鉆探目的是向東擴大埕北B井區(qū)東營組含油氣范圍，實現(xiàn)儲量升級而部署的一口預探井。該井設計井深3 405 m，實際完鉆井深3 350 m。設計鉆井液密度1.12～1.15 g/cm3，實際鉆井液密度1.15 g/cm3。該井井身結構為Φ914.4 mm井眼×85.35 m(Φ850 mm套管×85.35 m)+Φ444.5 mm井眼×841.5 m(Φ339.7 mm套管×841.5 m)+Φ241.3 mm井眼×2 960 m+(Φ177.8 mm套管×2 958 m)+Φ152.4 mm井眼×3 350m+(Φ114.3 mm套管×3 348.7 m)。該井在三開施工過程中，發(fā)生多次井下漏失，現(xiàn)場采取了邊堵邊打，重點堵漏與隨鉆堵漏相結合的方法，通過制定防漏堵漏技術措施，合理提高鉆井液密度，優(yōu)選鉆井參數(shù)等有效手段順利堵住了井漏，解決了復雜情況。

3.2 井漏情況及原因分析

該井自井深2 756m鉆進至2 821m過程中發(fā)生多次井漏，共漏失鉆井液1 187 m3，最大漏速48 m3/h，井漏損失時間331.5 h，見表2。

表2 埕北A井井漏情況統(tǒng)計

經分析認為井漏的主要原因為：從巖屑錄井和鉆時變化情況分析看，井深2 700 m至2 900 m地層以下巖性主要以泥巖與砂巖互層為主，地層中本身存在孔隙或裂縫等流動通道，鉆進過程中地層有害固相進入井筒導致鉆井液密度不降反升，導致地層破裂壓力小于鉆井液當量液柱壓力，在鉆井參數(shù)和井眼條件相當?shù)那闆r下，砂巖地層由于膠結較差，正壓差的作用下誘發(fā)出裂縫，由單一或者多種原因并存導致井漏[2]。

3.3 處理經過

第一次井漏：井身2 756 m，鉆遇快鉆時1.69 min/m，發(fā)現(xiàn)返出流量減小和泵壓迅速下降，立即停止鉆進，上提鉆具至2 740 m，經過2次以600 L/min排量向井內共泵入40 m3復合堵漏劑，靜止觀察井口2 h后發(fā)現(xiàn)無明顯漏失。期間最大漏速約0.4 m3/h。

第二次井漏：井身2765 m，鉆遇快鉆時1.8 min/m，返出流量和泵壓迅速下降，立即停止鉆進，上提鉆具至2 755 m，減小排量至380 L/min，井口無返出，逐步提高排量至580 L/min，環(huán)空液面上升至井口維持不降。經過2次堵漏共泵入40 m3復合堵漏劑，靜止觀察液面2.5 h，發(fā)現(xiàn)無明顯漏失。期間最大漏速約33 m3/h。

第三次井漏：井身2 777 m，鉆進過程中發(fā)現(xiàn)漏失量逐漸增大，1 h內鉆井液漏失量約18 m3。上提鉆具至2 770 m，以600 L/min排量循環(huán)觀察，期間將復合堵漏鉆井液15 m3泵入井內，靜止觀察井口液面0.5 h，發(fā)現(xiàn)無明顯漏失，繼續(xù)鉆進。期間最大漏失速度約4 m3/h。

第四次井漏：井身2 821.9 m，鉆遇快鉆時，上提鉆頭至2 810 m，以600 L/min排量循環(huán)觀察，漏失速度16 m3/h。配置堵漏劑，泵入復合堵漏劑，共替漿60 m3，經過4次堵漏共泵入95 m3復合堵漏劑+鋸末鉆井液，觀察井口液面，液面下降迅速，鉆井液漏失速度約48 m3/h。循環(huán)觀察期間，泥漿池還有50 m3般土漿及60 m3膠液，考慮到后期及環(huán)空灌漿用，鉆柱內頂替海水。期間發(fā)現(xiàn)：排量400 L/min，井口液面下降；排量800 L/min，環(huán)空液面在井口(無返出)；逐步上提排量至1 000 L/min，環(huán)空液面依然維持在井口但無返出。經過4次堵漏未成功，考慮到漏失量大，泥漿無法及時配備，平臺堵漏材料已全部用完，不能確保井下安全，決定強行起鉆，起鉆期間向井內灌搬土漿或泥漿膠液。起鉆至2 514 m，發(fā)現(xiàn)環(huán)空灌漿困難，試打通，井口有返出，逐步增加排量至550 L/min，返漿流量正常，無明顯漏失現(xiàn)象。

第五次井漏：鉆至2 832.68 m時(期間全井加入隨鉆、復合、單封等堵漏劑，使泥漿形成防漏堵漏泥漿)，返出流量由13%逐漸減小至8%，上提鉆頭至2 832 m，以600 L/min排量循環(huán)觀察，井口不返漿。起鉆至2 740 m，期間向環(huán)空連續(xù)灌漿，漏失速度約47 m3/h。泵入復合堵漏劑，共替漿25 m3，經過3次堵漏共泵入65m3復合堵漏劑，起鉆至810 m，靜止觀察，最終漏失速度減小至0.5 m3/h。

第六次井漏：井身2 834.8 m ，返出流量減小，上提鉆頭至2 821 m，以600 L/min排量循環(huán)觀察，井口不返漿，漏失速度約32m3/h。泵入復合堵漏劑，經過3次堵漏替入復合堵漏鉆井液36 m3，起鉆至2 000 m，靜止觀察，井口返漿，最終漏失速度減小至0.5 m3/h。

第七層井漏：鉆至2 850.5m，返出流量減小，上提鉆頭至2 840 m，以600 L/min排量循環(huán)觀察，井口返漿，漏失速度約15 m3/h。起鉆至2 700 m，靜止觀察，漏失速度約3 m3/h。替入復合堵漏鉆井液14 m3，期間井口返漿。起鉆至2 000 m，靜止觀察，漏失速度減小至2 m3/h。下鉆至2 700 m，，漏失速度約2 m3/h。循環(huán)觀察，逐漸提高排量至1 200 L/min，漏失速度約3 m3/h。下鉆至井底，循環(huán)中全井加入封堵材料及各種鉆井液處理劑，同時恢復鉆進，漏失速度約3 m3/h。

4 結語

(1)埕北油田地層復雜，在鉆井過程中，井漏時有發(fā)生，為預防井漏，應制定合理措施，比如控制起下鉆速度、采用合理鉆井液密度、隨時做好壓力預測、監(jiān)測等，保證施工安全。一旦發(fā)生井漏，準確分析原因，及時采取措施，將損失降到最低。

(2)堵漏作業(yè)時，盡可能光鉆桿下入漏層頂部，采用正確的注入堵漏劑的方法，先用小排量泵送堵漏劑至漏層，然后加大排量，確保大部分堵漏劑全部進入漏層，提高地層的抗漏失能力。

(3)如果采用大顆粒堵漏材料進行堵漏，要拆掉循環(huán)管線及泥漿泵中的濾清器和篩網(wǎng)，防止因堵塞憋泵傷人。

(4)合理的井身結構設計是保障易漏井順利完鉆的基礎。合理確定技術套管下深，避免鉆進中突遇大的漏失而發(fā)生垮塌卡鉆是預防復雜故障發(fā)生的有效方法。