張 政
(大慶鉆探工程公司鉆井三公司,黑龍江大慶163412)
大慶油田主要施工地區(qū)有大慶長垣及外圍、吉林探區(qū)等區(qū)塊。井漏一直是鉆井施工過程中的一大難題,給鉆井作業(yè)造成了較大的經(jīng)濟損失。經(jīng)過多年攻關(guān),在分析不同區(qū)塊地層漏失特點基礎上,逐步形成了多種防漏堵漏材料和配套技術(shù),在現(xiàn)場防漏堵漏作業(yè)中發(fā)揮了重要作用。
南二、三區(qū)西部是長垣北部構(gòu)造的最高點,在長垣構(gòu)造形成過程,形成張扭斷裂帶,還伴生有垂直張性裂縫,斷層發(fā)育。該區(qū)塊發(fā)生井漏的主要原因有地層裂縫發(fā)育、上部地層易縮徑導致環(huán)空不暢形成憋壓、負密度窗口。
針對該區(qū)塊的防漏堵漏措施有以下幾方面:①保持鉆井液良好的抑制性能和穩(wěn)定的流變性能;②提前準備好隨鉆堵漏材料,在鉆至漏層100m 前,向鉆井液中加入1%~2%的加量;③針對漏速在5~15m3/h 的井,配制的堵漏漿密度要比鉆井液的密度高0.1~0.15g/cm3,堵漏劑中小顆粒、中顆粒和大顆粒按3∶4∶2的比例配成15%濃度堵漏漿增加激動壓力使堵漏漿進入漏層[1]。
由于該種井型不適合承壓堵漏,只能采取增大激動壓力的辦法來提高堵漏效果,現(xiàn)場采用加入隨鉆堵漏劑和復合堵漏劑,能夠有效解決該區(qū)塊的漏失情況。施工前期多發(fā)生失返性漏失,堵漏材料用量口井約10t,后期通過調(diào)整堵漏工藝,口井用量降低至2~5t。
吉林乾安地區(qū)目的層為高臺子油層,分為28 個區(qū)塊,其中海坨、花字、情字、黑80 等井區(qū)2000m 左右青山口組地層砂泥巖膠結(jié)差易漏失,部分井的漏失情況如表1所示。在長深區(qū)塊地層壓力系數(shù)較低,在0.63~0.81 之間,易發(fā)生滲漏、裂縫性漏失,施工過程中41 口井發(fā)生孔隙性井漏。
表1 吉林乾安地區(qū)鉆井液漏失基本情況
針對該區(qū)塊的防漏堵漏措施有以下幾方面:①對于漏失速度小于3m3/h的滲透性漏失,采用邊補量邊鉆進方法,調(diào)整鉆井液性能及泵排量,降低環(huán)空壓耗,加入1%~2%隨鉆封堵劑,提高封堵能力;②對于漏失速度3~5m3/h的小型漏失,短起靜止堵漏,利用固相沉積及鉆井液的觸變性封堵漏層,控制井漏;若效果不明顯,使用隨鉆堵漏劑與堵漏劑復合植物纖維1∶1比例復配2%以上濃度的堵漏漿,泵至漏失層位進行堵漏,鉆穿漏層后篩除堵漏材料。
大慶油田許家圍子深層天然氣勘探開發(fā)井型主要以直井為主,水平井占比很少。徐深氣田氣孔發(fā)育,不規(guī)則橫向、縱向裂隙裂縫比較發(fā)育,鉆井過程中易發(fā)生漏失。自2000 年之后100 余口井施工的情況來看,發(fā)生漏失和惡性漏失的井在70%以上,而漏失層位主要集中在登婁庫、影城組和沙河子等深部地層。從統(tǒng)計結(jié)果看,漏速最高達到80m3/h,累計漏失量超過1100多立方米,最少的漏失量也在200m3以上,因處理井下漏失而導致鉆井周期最多延長50d,有的井甚至因漏失而不得不進行側(cè)鉆[2]。
該區(qū)塊井漏地層主要集中在火山巖,裂縫發(fā)育強度受斷裂控制,以高角度構(gòu)造縫、溶蝕縫為主,裂縫寬度10~200μm間,構(gòu)成鉆井液漏失天然通道;裂縫密度高,膠結(jié)能力差,易導致地層破碎。
針對該區(qū)塊的防漏堵漏措施有以下幾方面:①按照地質(zhì)提示,進入營城組目的層提前100m,補充非滲透橋接劑和隨鉆堵漏劑,保持泥漿內(nèi)有效含量,達到隨鉆封堵孔隙的目的;②在滿足井控安全的前提下,嚴控控制鉆井液密度在設計下限,合理控制鉆井液流變性,降低井底壓差,防止井下漏失;③調(diào)整鉆井液粘切力,保證井眼凈化效果,降低激動壓力;④優(yōu)化堵漏配方,根據(jù)不同漏速和漏失特點,選用合適的堵漏劑濃度和顆粒級配。
針對徐家圍子深部地層形成的延遲膨脹堵漏技術(shù)在解決井漏中發(fā)揮了重要作用。這種技術(shù)是將吸水后可以發(fā)生體積膨脹的材料,采用一種包覆方法將其進行包裹,在隨著鉆井液進入地層的過程中,在井底溫度作用一段時間后外部包覆層開始融化,內(nèi)部的膨脹材料與液相接觸開始發(fā)生體積膨脹和變形,這種技術(shù)的封堵材料能直接在裂縫內(nèi)部進行封堵和變大,對致漏裂縫進行深處內(nèi)封堵。該技術(shù)成果在徐深區(qū)塊XS1井進行了現(xiàn)場應用,該井鉆至4000m 左右時發(fā)生較為嚴重的漏失,漏失速度約為4m3/h,單日累計漏失鉆井液180 余立方米,全井漏失量大于400m3。前后共進行5次堵漏作業(yè)也沒有取得明顯效果,在使用延遲膨脹堵漏技術(shù)之后,漏速降低0.54m3/h,再添加隨鉆材料后恢復正常鉆進。與鄰井相比,大幅度降低了累計漏失量,縮減了井漏處理時間,節(jié)約了堵漏成本。
位處松遼盆地東南斷陷區(qū)鶯山—雙城斷陷雙城凹陷,由于上部地層缺失,整個區(qū)塊埋藏淺,目的層登婁路—營城組,營城組埋深1700m 左右[3]。區(qū)塊裂縫發(fā)育,斷層較多,施工的多口井發(fā)生在營城組粉砂巖、砂礫巖滲透性漏失及裂縫性漏失,漏速大,部分井的漏失情況統(tǒng)計如表2所示。已完成井中均有不同程度漏失,單井漏失量最大139m3,最大漏速達到90m3/h。
表2 雙城地區(qū)鉆井液漏失基本情況
針對該區(qū)塊的防漏措施:①控制鉆井液密度在設計下限,控制流變性能,控制動切力在15以內(nèi),靜切18以內(nèi),補加隨鉆堵漏材料,隨鉆防漏材料含量不低于2%;②在鉆井施工過程中,鉆遇漏層前現(xiàn)場儲備足量的堵漏材料,即將進入易漏地層時循環(huán)鉆井液內(nèi)補足隨鉆防漏材料。進入漏層后,緩慢開泵,泵沖逐漸提高,避免井下壓力激動變化過大[4]。
堵漏措施:①漏速≤5m3/h,主要采用循環(huán)堵漏的方式,每次配制10m3堵漏劑,加大隨鉆堵漏劑濃度,隨鉆堵漏劑+非滲透橋接劑+超細碳酸鈣總濃度15%左右;②漏速5~10m3/h,主要采用靜止堵漏的方式,根據(jù)漏速適當加入復合堵漏劑,堵漏材料濃度15%~20%;③若靜止堵漏效果不理想,則采用承壓堵漏方式,將堵漏劑擠入地層,承壓3MPa,堵漏材料濃度15%~30%。
(1)大慶油田長垣及外圍、吉林探區(qū)等區(qū)塊,在勘探中極易發(fā)生鉆井液漏失、惡性漏失和失返性漏失,不僅延長了鉆井周期,還增加了鉆井液成本。
(2)根據(jù)不同區(qū)塊的漏失特點,形成了一系列防漏堵漏材料及配套工藝措施,降低了井漏發(fā)生率,縮短了鉆井周期,減少了因漏失造成的經(jīng)濟損失,具有較好的應用前景。