吳起油區(qū)鉆井漏失預防與綜合治理

白小軍，張曉怡

（1.延長油田股份有限公司吳起采油廠，陜西吳起 716000；2.中國石化西北油田分公司，新疆烏魯木齊 830011）

1 概述

近年來，隨著國民經濟的顯著提高，吳起采油廠鉆井工藝和鉆井質量也得到了顯著提升，鉆井事故明顯下降，極大地節(jié)約了鉆井成本，為油田可持續(xù)發(fā)展做出了巨大貢獻。井漏是在鉆井過程中發(fā)生的存在于井下的一種復雜的鉆井事故，它是客觀存在的，不可避免，但可以通過調整外部因素或條件來降低井漏事故的發(fā)生。鉆井過程中發(fā)生的漏失必須具備三個基本條件：①地層中具備使鉆井液流動的漏失通道，如孔隙、裂縫、溶洞等；②井筒與地層之間存在使鉆井液在漏失通道中發(fā)生流動的正壓差；③地層中存在能容納一定鉆井液的空間。研究區(qū)地層自上而下分別為第四系黃土層、環(huán)河組、華池組、洛河組、安定組、直羅組、延安組、富縣組、延長組等，主要勘探層位為延安組、延長組，沉積類型，以三角洲、湖泊、河流相沉積為主。

通過對吳起油區(qū)鉆井工程中的易漏區(qū)、易漏層統(tǒng)計研究和漏失原因分析，發(fā)現(xiàn)該油區(qū)漏失層位多，自上而下除富縣組未發(fā)現(xiàn)漏失外，其余層均發(fā)生漏失，主要漏失層位有環(huán)河組、洛河組、直羅組、延1-6、長4+5，且漏失情況復雜。此外各鉆井施工隊伍專業(yè)技術水平參差不齊，對鉆井漏失認識不深刻，只知為漏而堵，忽視了漏失預防。針對以上情況，提出 “預防為主，綜合治理”的鉆井思路，對吳起油區(qū)鉆井漏失預防和綜合治理具有重要的指導意義。

2 鉆井漏失預防與綜合治理

2.1 研究區(qū)鉆井漏失研究

2019年吳起油區(qū)共計完鉆1 058口井，其中有46口井發(fā)生井漏事故，占總量的4.3%，46口井共計發(fā)生96次，具體漏失情況如表1所示。從表1可以看出，吳起油區(qū)自上而下除富縣組未發(fā)生井漏外，其余各層均發(fā)生不同程度的井漏事故，主要漏失層位為環(huán)河組、洛河組、直羅組、延安組、延長組，漏失次數(shù)分別為5次、56次、10次、7次、13次。其中，洛河組漏失情況最為嚴重，25口井共計發(fā)生56次漏失，漏失頻率高，漏失速度快，平均漏速為45m3/h，漏失量達32 792m3，直接經濟損失達655 840元，延安組和延長組主要漏層為延1-6和長4+5。

表1 吳起油區(qū)鉆井漏失情況統(tǒng)計表

吳起油區(qū)鉆井漏失類型包括滲透性漏失、裂縫性漏失、人為致漏，由于該油區(qū)不存在碳酸鹽巖，因此沒有溶洞性漏失，三種類型的漏失分別占總漏失次數(shù)的17.7%、69.8%、12.5%，主要為裂縫性漏失。

吳起油區(qū)微漏（≤5m3/h）占2%，小漏（5～15m3/h）占15.7%，中漏（15～30m3/h）占24%，大漏（30～60m3/h）占58.3%，主要為中漏到大漏，漏失嚴重，推測為孔隙-微裂縫漏失為主，尤其是漏失最為嚴重的洛河組，微裂縫發(fā)育、孔隙-微裂縫連通性好是造成漏失的主要原因。

2.2 鉆井漏失預防

井漏是必然的，是客觀存在的，鉆井井漏在于“防”而不再于“堵”。因此應該堅持井漏預防為主的原則，從源頭上降低井漏事故的發(fā)生概率。井漏預防主要從以下幾個方面進行。

2.2.1 優(yōu)化井身結構設計

井身結構設計的合理性，直接關系到井漏事故發(fā)生的概率[2]。因此為了有效避免井漏事故的發(fā)生，應立足實際情況進一步優(yōu)化井身結構設計。井身結構的設計是以地層壓力剖面為基礎的，除考慮同一裸露井段地層的孔隙壓力、破裂壓力和坍塌壓力的同時，還需要考慮漏失壓力，使同一裸眼井段所需鉆井液當量密度同時滿足防噴、防塌、防漏要求。

2.2.2 合理的鉆井液性能

當井身結構確定后，為防止井漏、井噴、井塌事故的發(fā)生，應確定合理的鉆井液性能，尤其是鉆井液密度，應使作用于井壁上的總壓力小于地層最小破裂壓力和漏失壓力，大于地層坍塌和孔隙壓力。

目前吳起油區(qū)鉆井液性能只對目的層段有要求，上部層段并未有要求，目的層段鉆井液性能要求為：密度小于1.07g/cm3，黏度大于32mPa·s，失水小于15mL，pH小于8。研究區(qū)主要漏失層段為環(huán)河組、洛河組、直羅組、延安組、延長組，因此綜合分析認為在上部層段適當降低比重，提高黏度可以有效防止井漏，密度以1.01g/cm3為宜，黏度以大于35mPa·s為宜，而在目的層段鉆進時應降低黏度，以30mPa·s左右為宜。

2.2.3 合理的鉆井參數(shù)與鉆具組合

鉆井參數(shù)與鉆具組合也對井漏事故的發(fā)生具有較為明顯的影響，因為不同的鉆井參數(shù)和鉆具組合對環(huán)空壓耗的影響不同。在易漏層段鉆進時，主要有以下措施可以有效預防井漏事故發(fā)生。

（1）在滿足鉆屑攜帶的前提下，盡可能降低鉆井泵排量，目前吳起油區(qū)鉆井泵多使用青州1300A，排量約為113.3m3/h（32.32L/s）。為追求鉆井工程速度，各井隊二開后排量變化不大，導致井漏事故頻繁，建議在易漏層段做到提前預防，使用低排量鉆井泵。

（2）在高滲透易漏層段鉆進時，降低鉆井液濾失量，改善泥餅質量，防止形成厚泥餅而引起環(huán)空間隙縮小。

（3）在軟的易漏層鉆進時，應控制鉆壓，適當降低鉆速，力求環(huán)空鉆屑濃度小于5%，降低實際環(huán)空鉆井液密度。

2.3 鉆井漏失綜合治理

鉆井漏失可以通過一些技術手段做到提前預防，避免不必要的經濟損失。但是井漏事故一旦發(fā)生，則應采取相應的技術措施進行漏層封堵，實現(xiàn)漏失綜合治理。

當漏失發(fā)生后，首先應該確定漏層位置，以便制定合理的堵漏方案。目前，研究區(qū)主要有兩種方法來確定漏層位置，分別為經驗法和靜置法。經驗法是根據(jù)在鉆進過程中泵壓、鉆壓的變化來判斷，如在鉆進過程中鉆壓突然下降，鉆具出現(xiàn)放空等現(xiàn)象后出現(xiàn)井口返出泥漿流量變小，則判斷為在當前井深處發(fā)生漏失，此時不宜立即停止鉆進，而應使用小排量泥漿泵，降低鉆速后繼續(xù)鉆井，鉆進大約一柱（約28m）后停止鉆進起鉆堵漏。靜置法是在鉆井過程中無特別現(xiàn)象出現(xiàn)，只是出現(xiàn)井口突然返出泥漿流量減少或斷流，則應停止鉆進后起鉆，起鉆完成后向井筒灌滿鉆井液，然后靜置12h后下鉆，下至井底后起鉆，完成后觀察鉆桿處痕跡即可大致判斷漏層位置。目前研究區(qū)使用最為廣泛的還是經驗法，工人根據(jù)自身經驗來判斷漏層位置。

當漏層位置確定后，在明確漏層性質和漏失類型的基礎上，應選擇合理的堵漏措施來進行漏層封堵。當前吳起油區(qū)堵漏措施主要有三種，即隨鉆堵漏、橋漿堵漏、水泥堵漏，主要使用堵漏材料有隨鉆堵漏劑、復合堵漏劑、土粉、燒堿、高黏堵漏劑、橋塞堵漏劑、CMC（纖維素）等。從表2可以看出，吳起油區(qū)共計處理井漏95次，成功次數(shù)為56次，成功率為58.9%，其中隨鉆堵漏的使用概率最低，為15.7%，成功率為40%，堵漏效果不及橋漿堵漏和水泥堵漏，水泥堵漏使用概率最高，為55.9%，成功率為64.2%，堵漏效果最好。

表2 吳起油區(qū)堵漏措施及效果

在研究過程中發(fā)現(xiàn)，當橋漿堵漏失敗后，選擇水泥堵漏往往能取得較好的效果，因此提出“橋漿-水泥”復合堵漏技術，該措施是在水泥漿中加入一定量的橋漿堵漏材料，這樣既可以彌補橋漿堵漏進得去、停得住，但固不住的特點，又可以彌補水泥堵漏進得去、停不住的特點。通過將兩個結合可以實現(xiàn)堵漏材料進得去、停得住、固得住、堵得嚴，并且堵住后承壓高。

經過參考其他油田使用該技術堵漏配漿堵漏成功案例，并結合自身鉆井井況，多次實驗后發(fā)現(xiàn)如下配漿能夠取得較好的效果，即：600mL泥漿+150mL清水+20g黑桃殼+13g鋸末+18g CMC+70g水泥，比重約為1.93g/m3。該堵漏技術應用于旗勝30-220與旗勝30-222井堵漏，均取得了較好的效果，但由于種種原因，未能多次實驗，在吳起油區(qū)的適用性還待繼續(xù)加強實驗。

3 結束語

1）吳起油區(qū)鉆井漏失頻繁，漏失類型多樣，主要漏失層位環(huán)河、洛河、直羅、延1-6、長4+5，尤其是鐵邊城地區(qū)的洛河組漏失最為嚴重，研究認為該地區(qū)洛河組微裂縫發(fā)育，孔隙連通性好，主要為孔隙-裂縫型漏失。

2）各鉆井隊伍專業(yè)技術水平較差，只知為漏而堵，缺乏對井漏預防的深刻認識，因此應通過專業(yè)的培訓和長期經驗的積累，并從專業(yè)的角度預防井漏事故的發(fā)生。

3）吳起油區(qū)鉆井堵漏比較盲目，不具系統(tǒng)性，很大程度上為經驗式堵漏，且堵漏方法單一，主要為隨鉆堵漏、橋漿堵漏、水泥堵漏，因此應加大堵漏方法研究，實驗推廣“橋漿-水泥”復合堵漏技術。