長嶺斷陷北12井防漏堵漏工藝應(yīng)用與評價(jià)

倪志鵬

摘 要： 北12井是部署在松遼盆地長嶺斷陷的一口直探井，由于其目的層營城組下部整段裂縫發(fā)育，實(shí)際施工期間多次發(fā)生井漏，研究主要針對這幾次井漏的處理過程進(jìn)行詳細(xì)探討，總結(jié)出該區(qū)塊后期應(yīng)對裂縫性漏失的關(guān)鍵措施，以對長嶺斷陷后續(xù)鉆井如何應(yīng)對裂縫性漏失和有效處理裂縫性漏失具有重要的借鑒意義，同時(shí)該井的成功也為本區(qū)塊其他井的施工提供了重要技術(shù)保障，能夠有效促進(jìn)該區(qū)塊的勘探開發(fā)進(jìn)程。

關(guān)鍵詞： 松遼盆地；長嶺斷陷；裂縫性漏失；防漏堵漏

中圖分類號： TE24；TQ424.21

文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A ?文章編號： 1001-5922（2023）08-0130-04

Application and evaluation of leakage prevention and blocking

technology in north 12 well of Changling Fault Depression

NI Zhipeng

（Liupu Drilling Branch，SINOPEC East-China Petroleum Engineering Co.，Ltd.，Zhenjiang 212000，Jiangsu China）

Abstract： ?North 12 well is a direct exploration well deployed in the Changling Fault Depression of the Songliao Basin.Due to the development of fractures in the lower part of the Yingcheng Formation in its target layer，multiple well losses occurred during actual construction.This article mainly discusses the treatment process of these well losses in detail and summarizes the key measures to deal with fractured losses in the later stage of the block.It has important reference significance for the follow-up drilling of Changling Fault Depression on how to respond to and effectively deal with fractured leakage.At the same time，the success of this well also provides important technical support for the construction of other wells in this block，which can effectively promote the exploration and development process of this block.

Key words： Songliao Basin;Changling Fault Depression;cracking leakage;leakage prevention and plugging

長嶺西部斷階帶構(gòu)造上位于長嶺斷陷西斜坡中北部，東部近鄰長嶺深凹，是油氣運(yùn)移的長期指向區(qū)，構(gòu)造位置對于捕獲油氣十分有利。在該區(qū)塊施工的多口井均出現(xiàn)不同程度的漏失，主要發(fā)生漏失層位青山口組、登婁庫組、泉頭組和營城組，其中北2井、北201井等井全井漏失量均接近1 000 m3，井漏問題對于國內(nèi)乃至全球石油勘探開發(fā)一直是一項(xiàng)重大技術(shù)難題[1]，處理井漏不僅耗時(shí)耗力，大大增加了鉆井周期，也耗費(fèi)了大量的鉆井液材料，使得鉆井成本大幅增加[2-3]，如何能夠避免井漏或者說能夠在發(fā)生井漏后迅速安全的處理井漏也是該區(qū)塊的重點(diǎn)難題之一。

北12井部署在松遼盆地南部長嶺斷陷西部斷階帶聚寶山圈閉的一口預(yù)探直井，主探營城組儲(chǔ)層物性及儲(chǔ)蓋組合特征，該井為二級結(jié)構(gòu)井，由于目的層營城組下部裂縫性發(fā)育，在二開施工中發(fā)生6次井漏，堵漏難度大，漏失泥漿合計(jì)481.1 m3，消耗各類堵漏材料合計(jì)149.8 t。 最終通過對裂縫性漏失的準(zhǔn)確判斷分析，后序施工在有效針對本井漏、噴、垮風(fēng)險(xiǎn)同時(shí)存在的情況，優(yōu)選鉆井液堵漏配方和優(yōu)化工程技術(shù)措施，本井安全順利完鉆，完鉆井深3 839.47 m，在完鉆后進(jìn)行全井動(dòng)態(tài)承壓堵漏，順利完成后期測井、井壁取心、下套管、固井等完井作業(yè)，圓滿完成本井鉆井工程施工，達(dá)成了本井部署的地質(zhì)目的。

1 基本概況

1.1 地質(zhì)簡況

北12井地質(zhì)分層表如表1所示。

1.2 井身結(jié)構(gòu)

北12井井身結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)表如表2所示。

1.3 施工難點(diǎn)

（1）上部嫩江組、姚家組地層泥巖易吸水膨脹 ?而產(chǎn)生剝落掉塊、垮塌，尤其在鉆進(jìn)至下部井段后，這些掉塊無法有效返出，鉆進(jìn)循環(huán)期間進(jìn)入大肚子

井段，起下鉆期間由于鉆井液無法有效懸浮掉塊導(dǎo)致起下鉆困難[4]；

（2）青山口組泥巖、砂巖頻繁互層，導(dǎo)致井眼不規(guī)則，存在掉塊和縮徑同在，施工期間多次在該井段起下鉆困難，起鉆時(shí)大肚子內(nèi)的掉塊等下滑被吸附到下部縮徑井段，由于該地層相對薄弱，在該處開泵倒劃眼易出現(xiàn)憋漏地層現(xiàn)象；

（3） 下部營城組以凝灰?guī)r、安山巖、玄武巖、火山角礫巖等為主，火山碎屑物含量約占95%，火山巖多期次沉積作用形成弱面結(jié)構(gòu)，且具有較強(qiáng)的非均質(zhì)性[5]，導(dǎo)致地層垂直裂縫發(fā)育，鉆進(jìn)過程中易發(fā)生井漏，根據(jù)錄井第3回次取心（取心井段：3 438.57～3 440.89 m）所獲的巖心來看，處深灰、白色及灰綠色熱液充填，巖心可見明顯縱向裂縫；

（4）泉頭組鉆進(jìn)期間發(fā)生掉塊，后通過上調(diào)鉆井液密度穩(wěn)住地層，目的層營城組實(shí)鉆期間多處有良好氣顯示，整個(gè)井段同時(shí)存在漏、噴、垮風(fēng)險(xiǎn)，鉆井液密度窗口窄，鉆進(jìn)期間如何合理選擇鉆井液密度也是本井的重中之重；

（5）目的層營城組整段的裂縫性井漏給堵漏帶來困難，實(shí)鉆過程中隨時(shí)隨地可能出現(xiàn)新的裂縫，而導(dǎo)致發(fā)生新的井漏[6]，常規(guī)堵漏方案是堵漏完篩堵漏漿再恢復(fù)鉆進(jìn)已經(jīng)不能滿足該井的堵漏要求。

2 井漏發(fā)生及處理分析

本井二開井段分別選用了聚合物防塌鉆井液和非滲透雙聚封堵鉆井液兩種體系，主要控制好鉆井液失水，及時(shí)調(diào)整合適的密度，保持井壁穩(wěn)定，提高鉆井液抑制防塌能力，做好井眼清潔和井控工作[7]，同時(shí)針對本井裂縫性漏失特殊性，施工中需要不斷調(diào)整鉆井液密度，找到鉆井液密度的最佳點(diǎn)，最終后期鉆進(jìn)將鉆井液密度調(diào)整至1.23 g/cm3。主要鉆井液配方為：井漿+2%SMC+2%KFT-2+0.5%K-PAM+1%NH4PAN+2%SMP-2+2%FT-3+0.5%LV-CMC+0.5KPAM。

北12井在施工中發(fā)生6次井漏（包含完鉆動(dòng)態(tài)承壓堵漏1次），發(fā)生井漏后具體堵漏情況如表3。

通過對比分析這6次井漏的發(fā)生和處理過程，總結(jié)出第一次井漏主要是由于青山口組泥巖砂巖頻繁互層導(dǎo)致該井段垮塌與縮徑同在，無法有效控制[8]。在起鉆過程中，由于大肚子井眼內(nèi)的巖屑和掉塊下落至縮徑井段造成環(huán)空堵塞起鉆遇卡，開泵過程中環(huán)空不暢通從而發(fā)生漏失，后下鉆一段后避開該井段重新開泵，并將被壓開的地層補(bǔ)充堵漏漿后，一次性封堵成功[9]。在后續(xù)施工中由于對該段縮徑地層多次起下鉆倒劃眼處理后，井徑擴(kuò)大，并未再發(fā)生環(huán)空不暢導(dǎo)致的漏失。

后5次井漏都是因?yàn)闋I城組裂縫性發(fā)育所致，在實(shí)際施工中在第二次井漏時(shí)堵漏時(shí)，發(fā)現(xiàn)常規(guī)分段少量注入堵漏漿靜止堵漏成功后繼續(xù)鉆進(jìn)一小段后再次發(fā)生漏失，而根據(jù)地質(zhì)錄井巖屑錄井發(fā)現(xiàn)該段返出巖屑較雜，玄武巖、流紋巖和凝灰?guī)r等交替存在，初步判斷發(fā)生裂縫性漏失，需要更改堵漏方案，后采取全井堵漏漿方法堵漏成功[10-11]。而據(jù)后面第3次取心巖心情況也驗(yàn)證了裂縫性漏失的存在。

第3次井漏發(fā)生在下鉆時(shí)，因?yàn)橹般@進(jìn)期間包括該趟鉆起鉆前井下均正常，下鉆時(shí)發(fā)生井漏，也是根據(jù)實(shí)際情況分析有2個(gè)原因：第一，起下鉆過程中鉆頭拉刮井壁導(dǎo)致泥皮破壞，部分裂縫重新暴露出來；第二，全井堵漏漿導(dǎo)致泥漿粘切力偏高，使得開泵時(shí)激動(dòng)壓力偏高，壓漏地層[12]。根據(jù)這2點(diǎn)原因，制定了下鉆過程中緩慢開泵分段循環(huán)處理泥漿的技術(shù)措施，取得效果明顯，后續(xù)生產(chǎn)在起下鉆過程中也未發(fā)生1次井漏。

本井鉆進(jìn)期間頻繁發(fā)生井漏，最主要還是因?yàn)橄虏康貙诱瘟芽p性發(fā)育。通過完井電測井中的北12井火山巖電成像圖像綜合分析，如圖1所示。營城組3 318～3 351 m井段數(shù)據(jù)點(diǎn)落在玄武巖區(qū)域，電成像圖像顯示塊狀構(gòu)造，見特別明顯裂縫，其它井段根據(jù)圖像分析，也有部分裂縫發(fā)育，正是由于這個(gè)原因?qū)е碌?、第5次井漏的發(fā)生。在施工中通過對循環(huán)鉆進(jìn)排量的控制來控制立壓，減小對裂縫層的沖擊力，同時(shí)降鉆壓控時(shí)鉆進(jìn)，取得明顯效果。發(fā)生漏失后常規(guī)堵漏維持時(shí)間不長，根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況采取全井堵漏漿循環(huán)鉆進(jìn)[13]，保證鉆井液中一直有各種功能的堵漏材料，在有新的地層裂縫出現(xiàn)時(shí)，堵漏材料能夠快速滲入，進(jìn)行封堵，避免了鉆井液的浪費(fèi)，同時(shí)保證了鉆井作業(yè)的連續(xù)性[14]。

本井段裸眼段長，漏、噴、垮同時(shí)存在，在實(shí)鉆過程中，始終堅(jiān)持保證“井筒內(nèi)力學(xué)平衡，配合物理封堵”的辦法[15]，保持合適的鉆井液密度，實(shí)現(xiàn)近平衡鉆進(jìn)，同時(shí)現(xiàn)場使用全井堵漏漿鉆進(jìn)，考慮裂縫發(fā)育的特殊性，并在堵漏材料的選擇上先后使用了纖維堵漏劑、裂縫復(fù)合堵漏劑、變形封堵劑、隨鉆堵漏劑、非滲透堵漏劑等十余種粒徑不同、功能不同的堵漏材料，大顆粒剛性材料先強(qiáng)行架設(shè)封堵、小顆粒和纖維類材料循環(huán)擠入[16]，變形封堵劑交聯(lián)吸附并起到填充作用，全井堵漏漿保證了在鉆進(jìn)期間堵漏材料可以不停的“見縫插針”，不停的有堵漏材料補(bǔ)充到地層裂縫中。全井堵漏漿對于后期本井鉆井液性能的調(diào)整提出了較高的要求，尤其是粘度的控制，堵漏材料的存在導(dǎo)致粘度偏高，鉆進(jìn)期間反應(yīng)不明顯，而在每次起下鉆時(shí)會(huì)造成鉆井液流形變差，間接也增加了起下鉆期間因開泵造成井漏的風(fēng)險(xiǎn)，針對該問題從工程措施入手，增加下鉆期間頂通循環(huán)次數(shù)和時(shí)間，每一次下鉆至青山口以下地層每300～500 m頂通循環(huán)至少兩周時(shí)間，期間小排量3～5 L/s頂通，后嚴(yán)格控制時(shí)間緩慢提至正常排量28 L/s，全部正常后恢復(fù)下鉆[17]。

另外，在完井作業(yè)期前下光鉆桿鉆具組合進(jìn)行全井動(dòng)態(tài)承壓試驗(yàn)，首先下鉆到底進(jìn)行常規(guī)堵漏，堵漏完后逐步提密度至1.30 g/cm3，并將循環(huán)排量提至30 L/s，正常后再降密度進(jìn)行下部作業(yè)，后期測井、井壁取心、下套管固井作業(yè)等均沒有發(fā)生其他井漏復(fù)雜。

3 結(jié)語

（1）裂縫性地層易發(fā)生嚴(yán)重漏失，在堵漏過程中須采用普通剛性材料和新式可變形堵漏材料相結(jié)合的手段，剛性材料主要在漏失通道中起架橋作用，其它片狀材料在剛性顆粒間起連接、封堵作用，可變形材料在其中再起交聯(lián)吸附、填充作用，這對裂縫封堵性更強(qiáng)，從而提高封堵效果；

（2）針對全井垂直裂縫發(fā)育的地層鉆進(jìn)過程中可適當(dāng)降低排量，降低開泵壓力對裂縫的沖擊，同時(shí)適當(dāng)降低機(jī)械鉆速將巖屑磨得更碎，鉆進(jìn)循環(huán)期間部分巖屑也可以擠入到裂縫中；

（3）鉆井液密度對于整段裂縫性地層影響較大，密度越高，裂縫張開的程度就越大，堵漏難度也越大，該區(qū)塊鉆進(jìn)時(shí)，在確保地層穩(wěn)定和井控安全的前提下，密度控制走下限，建議1.21～1.23 g/cm3，實(shí)行近平衡鉆進(jìn)，而采用全井堵漏漿鉆進(jìn)，不停補(bǔ)充堵漏材料，第一時(shí)間封堵地層中出現(xiàn)的微裂縫，從源頭上“防漏”，減少漏失次數(shù)，保證了鉆井生產(chǎn)的連續(xù)性；

（4）鉆井施工中很容易發(fā)生井漏，也具有很大的危害性，工程上需要根據(jù)井漏發(fā)生的過程及時(shí)判斷，靈活采取合適的堵漏方案，最快最優(yōu)的處理井漏，以保證工程效益。

【參考文獻(xiàn)】

［1］ ?趙巍，李波，高云文，等.誘導(dǎo)性裂縫防漏堵漏鉆井液研究[J].油田化學(xué)，2013，30（1）：1-4.

[2] 董宜輝.橋墩圍堰防滲施工中控制性灌漿帷幕的具體應(yīng)用研究[J].粘接，2020，41（2）：115-119.

[3] 譚忠健，胡云，袁亞東，等.渤海海域裂縫性地層井漏機(jī)理研究——以渤中34-9油田為例[J].中國石油勘探，2021，26（2）：127-136.

[4] 張倩.聚合物高分子益膠泥的防水墻體設(shè)計(jì)分析[J].粘接，2022，49（7）：9-12.

[5] 李俊峰，張 強(qiáng)，李必智，等.沿煤層硬分層水平井鉆井關(guān)鍵技術(shù) [J].煤炭工程，2022，54（6）：52-56.

[6] 邱冰，孫九洲，王澤華，等.SP儲(chǔ)氣庫應(yīng)用PERFECTDRILL鹽水體系鉆井液的實(shí)踐與認(rèn)識[J].采油工程，2020，3：47-50.

[7] 周雙君，柳新國，段江，等.微裂縫模擬新方法及承壓封堵能力評價(jià)實(shí)驗(yàn) 研究及應(yīng)用[J].當(dāng)代化工研究，2023，9：115-117.

[8] 劉秀華.聚氯乙烯膠泥在水利工程施工中的使用[J].粘接，2022，49（12）：45-49.

[9] 萬夫磊，王培鋼，范生林.川南頁巖氣鉆井井漏特征及堵漏技術(shù)研究與應(yīng)用[J].石油科技論壇，2022，41（2）：85-91.

[10] ?孫歡，朱明明，王偉良，等.長慶頁巖油水平井華H90-3井超長水平段防漏堵漏技術(shù)[J].石油鉆探技術(shù)，2022，50（2）：16-21.

[11] 余銳.石油鉆井工程防漏堵漏工藝探討[J].石化技術(shù)，2021，28（2）：187-188.

[12] 李京偉.鉆井工程中井漏的預(yù)防及堵漏技術(shù)研究[J].石化技術(shù)，2023，30（1）：133-135.

[13] 孫金聲，劉凡，程榮超，等.機(jī)器學(xué)習(xí)在防漏堵漏中研究進(jìn)展與展望[J].石油學(xué)報(bào)，2022，43（1）：91-100.

[14] 劉政，李俊材，黃鴻.準(zhǔn)噶爾南緣油基膨脹型隨鉆防漏堵漏技術(shù)[J].新疆石油天然氣，2020，16（2）：43-47.

[15] 趙洪波，單文軍，朱迪斯，等.裂縫性地層漏失機(jī)理及堵漏材料新進(jìn)展[J].油田化學(xué)，2021，38（4）：740-746.

[16] 黎凌，李巍，歐陽偉.遇水快速膨脹膠凝堵漏技術(shù)在長寧頁巖氣區(qū)塊的應(yīng)用[J].鉆井液與完井液，2019，36（2）：181-188.

[17] 郭瑞卿.環(huán)氧膠粘劑在制冷系統(tǒng)堵漏中的應(yīng)用[J].粘接，2015，36（7）：71-72.