長慶油氣田蘇東區(qū)塊水平井堵漏技術(shù)探討

王浩，魏艷，王偉良，王清臣

長慶油氣田蘇東區(qū)塊水平井堵漏技術(shù)探討

王浩，魏艷，王偉良，王清臣

（川慶鉆探工程有限公司長慶鉆井總公司，陜西 西安 710018）

井漏是影響鉆井安全作業(yè)最嚴重的復雜情況之一，已成為制約鉆井勘探開發(fā)速度的主要技術(shù)瓶頸。尤其多層系、反復頻發(fā)性井漏不僅給鉆井施工帶來巨大的人力、物力損失，也會引發(fā)卡鉆、井塌、井噴等一系列井下復雜情況，甚至導致井眼報廢。主要介紹長慶油田蘇東區(qū)塊水平井現(xiàn)場應用的橋塞、高失水、水泥漿、纖維水泥、超分子凝膠等幾種堵漏技術(shù)，探討適合不同漏速的堵漏方法，提高堵漏施工效率。

井漏； 水平井； 堵漏技術(shù)

井漏是指在鉆井、固井、測試或者修井等各種井下作業(yè)過程中，各種工作液（包括鉆井液、水泥漿、完井液及其他工作流體等）在壓差作用下漏入地層的現(xiàn)象[1-3]。發(fā)生井漏的基本條件為：第一，壓差存在；第二，存在漏失通道；第三，有較大的容納液體的空間。井漏的發(fā)生不僅嚴重影響鉆井正常施工，也為油氣資源的勘探開發(fā)帶來極大困難[4-6]。由于井漏問題的復雜性，其一直是困擾國內(nèi)外石油勘探、開發(fā)的重大工程技術(shù)難題。

按照井漏的速度分為：微漏（漏度<10 m3·h-1）、小漏（漏度10～20 m3·h-1）、中漏（漏度 20～50 m3·h-1）、大漏（漏度>50 m3·h-1）、嚴重漏失（全部失返）。按照漏失地層通道分為：自然漏失通道、人為漏失通道。按照漏失地層特點，可將井漏分為滲透性漏失、裂縫性漏失和溶洞性漏失3類。

2019年在蘇東區(qū)塊共完成6口水平井，6口井均發(fā)生井漏，其中5口井斜井段（紙坊-劉家溝組）發(fā)生井漏，2口井水平段發(fā)生漏失，平均單井漏失鉆井液1 694 m3，單井堵漏損失時間278.8 h。

蘇東水平井漏失井段主要為斜井段，漏失層位為紙坊-劉家溝，堵漏成功率低，其中蘇東A、蘇東B井堵漏難度大、復發(fā)率高，兩口井堵漏損失時間分別為498、646 h。

1 堵漏技術(shù)

1.1 橋塞堵漏

架橋類堵漏材料是目前使用最早最廣泛的堵漏材料之一，主要有單封、木質(zhì)纖維、棉絨、云母、雙纖維隨鉆劑等，包括單一的惰性橋接類堵漏材料和以各種惰性橋堵材料為主加以添加劑按照不同的粒徑、比例復配而生成的復合類堵漏劑。架橋類堵漏材料具有使用方便、安全、適用范圍廣等特點，是現(xiàn)場堵漏最常用的堵漏方法。

一般現(xiàn)場將不同的粒徑的橋塞堵漏劑按不同粒徑比進行復配，配制成固相質(zhì)量分數(shù)30%~40%的堵漏漿進行擠封堵漏， 其對于滲透性漏失及微裂縫漏失效果較好，但對漏速大于10 m3·h-1的井漏及失返性漏失堵漏成功率不高，且配漿時間較長，人力耗費較大。

表1 蘇東水平井橋塞堵漏情況

1.2 高失水堵漏劑堵漏技術(shù)

該材料由滲濾性材料、纖維狀材料、硅藻土、多孔惰性材料、助濾劑、增強劑等復合而成，適用于中、大型漏失。該材料進入漏失層后，在壓差作用下迅速濾失，固相聚集變稠形成濾餅，繼而壓實堵塞漏失通道，形成高滲透性微孔結(jié)構(gòu)堵塞柱，嚴密封堵漏失通道。

一般使用在低含量的橋塞堵漏漿中加入8%~10%的高失水堵漏劑HGS，配制成高失水堵漏漿，進行堵漏，對于中等漏失成功率較高，但持續(xù)性不強。

表2 蘇東水平井高失水堵漏漿使用情況

1.3 超分子凝膠堵漏工作液

超分子凝膠是一種富含強黏附基團的可變形聚合物/纖維復合凝膠，通過其表面的強黏附作用，在漏失通道內(nèi)壁能通過非共價鍵作用形成強黏附封堵層，從而達到封堵的效果，解決了常規(guī)堵漏材料“易被沖稀、固體顆粒材料黏附力差、需與漏失孔縫尺寸嚴格匹配、在漏失孔縫內(nèi)難以滯留和成膠、承壓力和成功率低、易封門”等技術(shù)難題。

蘇東**A鉆至2 385 m井口失返，前期進行了 5次橋塞、3次低密度水泥堵漏，仍不能正常施工，漏速8~10 m3·h-1，后面兩次打水泥后水泥塞段不連續(xù)，而后試驗超分子凝膠堵漏工作液，擠封后最高套壓達4 MPa，停泵5 min套壓最高3.1 MPa，15 min套壓最高2.4 MPa，開井循環(huán)，測得漏速4~6 m3·h-1，仍不能正常施工，決定尾追純水泥，下鉆探塞時水泥塞留住，塞長117 m，水泥塞鉆完后恢復正常鉆進。

現(xiàn)場應用發(fā)現(xiàn)超分子凝膠堵漏工作液，擠封時能承住壓，壓降緩慢，堵漏完后仍不能正常施工，尾追水泥過程中間接起到留住塞的作用。

1.4 纖維水泥堵漏工作液

纖維水泥堵漏工作液技術(shù)思路是以減輕支撐劑（1.25~1.35 g·cm-3），降低靜液柱壓力；以固化交聯(lián)劑+纖維（觸變性、支撐填充），延長工作液在漏層滯留時間；以增韌劑顆粒，降低流失速度；以水泥為載體，增加固化后具有一定的強度。

纖維水泥工作液不僅具有橋塞堵漏的架橋填充、高固相、高失水封堵漏層的特點，同時具備水泥漿堵漏的稠化封堵、膠結(jié)固化的特點。將兩類堵漏的特點集合于一身，更有利于提高中大型漏失的堵漏成功率。

表3 纖維水泥工作液承壓實驗情況

表4 蘇東**E井現(xiàn)場使用情況

1.5 輕珠低密度水泥

輕珠低密度水泥采用固井車、灰罐車等固井設(shè)備進行配漿和泵送，適用于大型及失返性漏失，其特點為：密度低，可有效降低靜液注壓力；抗壓強度高， 10 h抗壓強度≥6 MPa；可適用性強；穩(wěn)定性好，上下密度差小于0.02 g·cm-3。

2 堵漏技術(shù)現(xiàn)場效果評價

堵漏技術(shù)現(xiàn)場效果評價結(jié)果見表5。

表5 堵漏技術(shù)現(xiàn)場效果評價

3 結(jié) 論

1）對于蘇東區(qū)塊水平井井漏，使用單一方法堵漏成功率較低，要根據(jù)漏速大小合理選用復合堵漏方法進行堵漏，縮短堵漏時間，提高堵漏效率。

2）對于漏速在10 m3·h-1以內(nèi)的井漏，首先選用橋塞堵漏漿進行堵漏，若堵漏失敗，使用橋塞漿尾追純水泥堵漏，堵漏成功率較高。

3）對于漏速在10~20 m3·h-1的井漏，選用凝膠堵漏漿+純水泥漿進行堵漏。

4）對于漏速30 m3·h-1以上的井漏，選用凝膠堵漏漿+輕珠低密度水泥漿，確保能留住水泥塞，提高堵漏成功率。

5）對于惡性及反復性漏失，先使用高失水堵漏漿提高承壓能力，減小漏速，再尾追純水泥堵漏；同時繼續(xù)試驗堵漏新方法，力爭取得重大突破。

6）水平段發(fā)生井漏時，起鉆使用凝膠堵漏 漿+純水泥漿進行堵漏，堵漏成功率較高。

7）堵漏過程中，若一種堵漏方式連續(xù)使用兩次均失敗，考慮更換堵漏方法，多種方法相結(jié)合，提高堵漏成功率。

［1］呂開河.鉆井工程中井漏預防與堵漏技術(shù)研究與應用[D].中國石油大學（華東），2007.

［2］張希文，李爽，張潔，等.鉆井液堵漏材料及防漏堵漏技術(shù)研究進展[J].鉆井液與完井液，2009，26（6）：74-76.

［3］賈應林，楊啟華，鄧建民，等.纖維堵漏低密度水泥漿的室內(nèi)研究[J].鉆采工藝，2009，32（1）：87-91.

［4］李家學，黃進軍，羅平亞，等.隨鉆防漏堵漏技術(shù)[J].鉆井液與完井液，2008，25（3）：25-28.

［5］馬光長.井漏綜合分類及其堵漏方法的選擇[J].鉆采工藝，1993，16（4）：15-20．

［6］梁衛(wèi)衛(wèi)，黨海龍，楊江，等.鄂爾多斯盆地金鼎地區(qū)鉆井井漏原因及堵漏措施分析[J].當代化工，2015，44（3）：625-628.

Study on Plugging Technology of Horizontal Well in Sudong Block

,,,

（Changqing Drilling Corporation of Chuanqing Drilling, Xi’an Shaanxi 710018, China）

Well leakage is one of the most serious complicated conditions that affect drilling safety, and has become the main technical bottleneck restricting the drilling exploration and development speed. In particular, multi-layer system, repeated frequent well leakage not only brings huge loss of manpower and material resources to the drilling construction, but also causes a series of borehole complications such as stuck, well collapse, blowout, and even leads to hole abandonment. In this paper, several kinds of plugging technologies applied in the horizontal well in Sudong block of Changqing oilfield were mainly introduced, such as bridge plug, high water loss, cement slurry, fiber cement,supramolecular gel and so on, and the plugging methods suitable for different leakage rates to improve the construction efficiency of plugging were discussed.

Well leakage; Horizontal well; Plugging technology

2020-11-03

王浩（1984-），男，陜西省西安市人，工程師， 2007年畢業(yè)于西安石油大學應用化學專業(yè)，研究方向：鉆井液技術(shù)管理與應用。

魏艷（1984-），女，工程師，碩士研究生，研究方向：鉆井液技術(shù)研發(fā)及應用。

TE254+.2

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1004-0935（2021）04-0563-03