魏周勝，王大權(quán)，李　波，楊佐英

（1.川慶鉆探長慶固井公司，陜西西安710018；2.長慶油田分公司，陜西西安710018）

加爾金內(nèi)什氣田漏失井堵漏及固井技術(shù)

魏周勝*1，王大權(quán)1，李波1，楊佐英2

（1.川慶鉆探長慶固井公司，陜西西安710018；2.長慶油田分公司，陜西西安710018）

土庫曼斯坦加爾金內(nèi)什氣田屬典型的海相沉積地質(zhì)構(gòu)造，其產(chǎn)層非?；钴S，地層泥巖、砂巖巖性疏松易垮塌，氣層段存在多套壓力體系；今年以來，先后有216井、228井、230井、226井這4口井，在氣層鉆進(jìn)時(shí)出現(xiàn)了惡性井漏和溢流復(fù)雜，鉆遇儲(chǔ)層裂縫時(shí)常表現(xiàn)為“漏噴同層、漏噴同存”。針對(duì)上述技術(shù)難題，我們采取了快凝與低密度水泥漿堵漏技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)了漏失井的堵漏并順利完鉆；應(yīng)用了控制全井當(dāng)量密度、平衡壓力固井、分段憋壓、反擠施工預(yù)案等技術(shù)措施完成了漏失井的固井，成功解決了井控風(fēng)險(xiǎn)高、惡性漏失井的固井技術(shù)難題。

惡性漏失；噴漏同層；快凝；低密度水泥漿

“100產(chǎn)能建設(shè)”鉆井項(xiàng)目先后4口井在進(jìn)入產(chǎn)層鉆進(jìn)階段陸續(xù)發(fā)生井漏失返并迅速伴生溢流復(fù)雜等復(fù)雜情況（表1為漏失井的資料統(tǒng)計(jì)情況）。在多次堵漏漿、3H和緩凝水泥漿堵漏無果的情況下，我們大膽采用了快凝水泥漿和漏層壓力相應(yīng)的低密度水泥漿進(jìn)行復(fù)合堵漏，確保了堵漏效果和堵漏施工作業(yè)安全，已成功解決了226井、216井、228井、230井惡性井漏溢流復(fù)雜。并應(yīng)用隔離液技術(shù)控制全井當(dāng)量密度，平衡壓力固井技術(shù)實(shí)現(xiàn)固井全過程防漏壓穩(wěn)。

1　漏失井堵漏技術(shù)

表1　4口典型井井漏復(fù)雜統(tǒng)計(jì)表

1.1主要技術(shù)難點(diǎn)

（1）地層孔隙度極高，含有大型裂縫和溶洞發(fā)育，如216井在4412～4445.61m之間共有11個(gè)放空井段，最長達(dá)到1.51m。常規(guī)堵漏材料、3H進(jìn)入漏層后“暢通無阻”，根本無法起到封堵作用。

（2）牛津—卡洛夫階各層之間地層壓力存在差異，地層安全密度窗口很小，致使鉆進(jìn)和復(fù)雜處理期間的密度和壓力控制難度非常大。

（3）由于儲(chǔ)層厚度大、能量足，快速的漏失和置換作用使關(guān)井套壓迅速超過10MPa，正壓井很難實(shí)現(xiàn)壓力平衡；采用反推壓井實(shí)現(xiàn)壓力平衡，但損失泥漿量巨大。

1.2主要技術(shù)措施

面對(duì)這些難題，我們制定了一系列有針對(duì)性的措施，確保了堵漏效果和堵漏施工作業(yè)安全，已成功解決了這4口井的惡性井漏溢流復(fù)雜難題。

（1）依據(jù)泥漿儲(chǔ)備情況和地層發(fā)育情況盡可能多強(qiáng)鉆，更多地暴露漏層。同時(shí)在環(huán)空用小排量連續(xù)吊灌，維持環(huán)空液柱高度，避免由于環(huán)空壓力下降過大造成的大量氣體涌入井筒。

（2）安裝旋轉(zhuǎn)防噴器，在出現(xiàn)復(fù)雜情況下，快速地進(jìn)行帶壓起下鉆和避免卡鉆。

（3）采用注快凝水泥漿進(jìn)行堵漏，并保證每次施工的水泥量大于1.5倍裸眼段容積，使水泥漿在流動(dòng)過程中稠化、凝結(jié)，在漏層能“站住腳”。

（4）采取“鉆一段堵一段”的技術(shù)措施，逐步完成對(duì)漏層的封固。

1.3低密度堵漏技術(shù)

從堵漏施工分析，漏層的承壓當(dāng)量密度在1.30～1.33g/cm3，采用常規(guī)密度水泥漿不能有效平衡漏層壓力，水泥漿存在從漏層流失，堵漏不成功。因此，這里我們提出等同于漏層壓力的低密度堵漏技術(shù)。制定以下低密度堵漏施工方案：

（1）注裸眼容積2倍以上低密度水泥漿。

（2）關(guān)井頂替水泥漿，使水泥漿不斷填充漏層縫隙，在漏層段形成有效的水泥泥餅，漏層通道慢慢變小且被不斷填塞。

（3）根據(jù)水泥漿稠化時(shí)間，采取間歇式頂替，當(dāng)水泥漿初凝時(shí)，憋壓使具有初期膠凝強(qiáng)度水泥漿擠入漏層，逐漸在漏層前端形成致密的水泥墻，實(shí)現(xiàn)漏層“封門”。最終達(dá)到堵塞漏失通道的目的。

2　漏失井固井技術(shù)

4口井經(jīng)過水泥堵漏順利鉆至設(shè)計(jì)井深，但依然存在微漏情況。固井方案及技術(shù)措施不得當(dāng)，可能會(huì)造成更大事故，導(dǎo)致整井的報(bào)廢。因此采取以下技術(shù)措施確保漏失井固井的順利完成。

2.1漏失井固井工藝技術(shù)

（1）下套管過程觀察管內(nèi)外液面及泥漿返出量，尾管進(jìn)入裸眼后，要求以0.2m/s速度下放套管。避免井下激動(dòng)再次壓漏地層。

（2）采用尾管懸掛固井工藝，懸掛器重合段長100～150m。預(yù)留上塞100～150m。設(shè)計(jì)多返10m3水泥漿提高接觸時(shí)間，如果固井時(shí)出現(xiàn)漏失，多注的這部分水泥漿能夠起到一定的堵漏效果。

（3）根據(jù)不同漏失井完井?dāng)?shù)據(jù)，指導(dǎo)現(xiàn)場固井參數(shù)的制定和精確計(jì)算相關(guān)的固井?dāng)?shù)據(jù)（包括當(dāng)量密度、施工排量、施工壓力等）。

（4）應(yīng)用隔離液技術(shù)，調(diào)整全井液注壓力，實(shí)現(xiàn)固井全過程防漏壓穩(wěn)。

（5）在快凝、緩凝水泥漿初凝時(shí)分階段進(jìn)行憋壓，彌補(bǔ)壓力損失，提高裸眼段封固質(zhì)量。

（6）固井全過程采用人工正返計(jì)量的方式，通過正返計(jì)量的比對(duì)，能夠及時(shí)指導(dǎo)調(diào)整現(xiàn)場技術(shù)措施，盡可能降低井漏風(fēng)險(xiǎn)。

（7）若漏失量大于水泥漿多返量，水泥漿未返至喇叭口，關(guān)井進(jìn)行環(huán)空反推鉆井液至漏層，進(jìn)行擠水泥補(bǔ)救施工。

2.2水泥漿體系

4口井鉆進(jìn)過程中發(fā)生了惡性漏失，因此水泥漿選擇既要考慮壓穩(wěn)地層，又要兼顧不發(fā)生漏失。所以選擇水泥漿密度大小及配方體系是固好這口異常復(fù)雜井的關(guān)鍵所在。

（1）針對(duì)這4口漏失井根據(jù)不同漏失情況，選擇合理水泥漿密度控制壓力平衡，達(dá)到控漏防噴雙贏的目的。通過精確計(jì)算水泥漿的全井當(dāng)量密度，控制其范圍在1.48～1.50g/cm3之間。

（2）采用加砂抗鹽耐高溫防竄降失水水泥漿體系，緩凝水泥漿密度1.75～1.80g/cm3封固套管重合段；快凝水泥漿密度1.70～1.75g/cm3封固裸眼氣層段。

圖1為不同密度水泥漿體系在井底靜止溫度150℃/20.8Pa條件水泥石強(qiáng)度發(fā)展曲線圖。

圖1　不同密度下水泥石強(qiáng)度發(fā)展圖

圖2為1.70g/cm3緩凝水泥漿體系在循環(huán)溫度130℃/40MPa條件稠化曲線圖。

經(jīng)過室內(nèi)大量研究實(shí)驗(yàn)，1.80g/cm3、1.70g/cm3密度體系下的水泥石48h強(qiáng)度能夠達(dá)到14MPa，能夠滿足固井的需要。且水泥漿體系具有抗高溫、零析水、低失水、近直角稠化等性能，能夠有效地減少氣侵量；同時(shí)水泥漿初凝后形成的早期靜膠凝強(qiáng)度高，避免井漏的發(fā)生。

3　現(xiàn)場施工

根據(jù)這4口疑難井的技術(shù)難點(diǎn)，我們從固井工藝與水泥漿體系2方面深入研究，制定了合理的現(xiàn)場施工措施是井漏施工預(yù)案。隔離液技術(shù)應(yīng)用調(diào)整全井液注壓力，固井全過程人工正返計(jì)量，精確計(jì)算水泥漿入井后的各項(xiàng)施工數(shù)據(jù)，指導(dǎo)現(xiàn)場技術(shù)措施的調(diào)整；通過這些嚴(yán)謹(jǐn)而周密的技術(shù)措施，實(shí)現(xiàn)固井全過程防漏壓穩(wěn)，順利完成了4口漏失井的固井施工。并采取分段憋壓技術(shù)提高了產(chǎn)層段的固井質(zhì)量。

圖2　130℃/50MPa水泥漿的稠化曲線圖

現(xiàn)以漏失最嚴(yán)重的216井為例，其現(xiàn)場施工步驟及效果如下：

（1）泥漿泵注超細(xì)顆粒1.38g/cm3隨堵堵漏漿8m3；

（2）泥漿泵注密度1.2g/cm3GLY隔離液10m3；

（3）水泥車注緩凝1.75g/cm3密度水泥漿13m3；

（4）水泥車注快干1.85g/cm3密度水泥漿11m3；

（5）壓膠塞3m3（1m3水泥漿+2m3配液水）；

（6）以0.8～1.0m3/min頂替泥漿46m3，碰壓壓力7.1↗13.6MPa；

（7）放壓檢查回流，拆卸水泥頭，拔出中心管，起鉆4柱；

（8）循環(huán)1周，排出1.70g/cm3水泥漿3m3，喇叭口水泥塞120m；

（9）為確保鉆具井下安全，再起鉆5柱循環(huán)，待快干水泥漿初凝后憋壓1.6MPa，緩凝水泥漿初凝后繼續(xù)補(bǔ)壓1.5MPa。

從圖3統(tǒng)計(jì)對(duì)照注入量與返出量，水泥漿出套管鞋后，返出量比注入量少3.8m3，證明喇叭口處有水泥封固。

從固井施工整個(gè)過程分析，未出現(xiàn)井漏與溢流。這說明采取的固井工藝技術(shù)得當(dāng)，應(yīng)用的水泥漿體系可靠。后期銑喇叭口試壓15MPa無壓降，證明氣層段封固良好。

4　結(jié)論

通過對(duì)這4口惡性漏失井的堵漏及固井順利施工，掌握了“漏噴同存”這種疑難井的固井關(guān)鍵技術(shù)，得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：

圖3　施工注入量與返出量統(tǒng)計(jì)圖

（1）等同于漏層壓力的低密度堵漏技術(shù)，其堵漏效果好，能夠節(jié)約大量成本。

（2）制定合理的固井工藝與水泥漿體系，是這類復(fù)雜井成功與失敗的關(guān)鍵所在。

（3）分段憋壓候凝彌補(bǔ)回壓方式，確保地層的壓力平衡，并且提高了產(chǎn)層段固井質(zhì)量。

［1］張發(fā)展.復(fù)雜鉆井工藝技術(shù)［M］.石油工業(yè)出版社，2006.

［2］劉汝山.鉆井井下復(fù)雜問題預(yù)防與處理［M］.中國石化出版社，2005.

［3］劉崇建.油氣井注水泥理論與應(yīng)用［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2001.

［4］牟月清.高溫高壓固井技術(shù)研究［J］.西部探礦工程，2006（4）；104-105.

TE2

B

1004-5716（2016）09-0074-03

2015-09-20

2015-10-08

魏周勝（1966-），男（漢族），甘肅榆中人，高級(jí)工程師，現(xiàn)從事固井工藝技術(shù)研究工作。