◇中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司 肖 平 韓 成
中國(guó)南海蘊(yùn)藏著大量高溫高壓油氣資源,但南海西部高溫高壓區(qū)塊最高壓力系數(shù)達(dá)2.49,溫度超過200 ℃,超高溫高壓給油氣勘探開發(fā)帶來(lái)的挑戰(zhàn)。鉆井過程中極易誘發(fā)井壁失穩(wěn)、惡性漏失、鉆具粘卡、井涌、井噴、井下斷鉆具等事故。南海西部經(jīng)過多年高溫高壓鉆井實(shí)踐,摸索出了一系列精細(xì)化技術(shù),在南海西部25口高溫高壓井中得到成功應(yīng)用,應(yīng)用最高地層壓力2.30,最高地層溫度215 ℃,最窄壓力窗口0.04,有效解決了高溫高壓鉆井難題。
中國(guó)南海蘊(yùn)藏著大量高溫高壓油氣資源,早期高溫高壓鉆井現(xiàn)場(chǎng)施工存在鉆井液性能控制難,窄壓力窗口條件下循環(huán)壓耗高引起的井漏風(fēng)險(xiǎn),高溫高密度下固井質(zhì)量難保障等問題,通過多年高溫高壓勘探作業(yè)總結(jié)摸索,在鉆進(jìn)、起下鉆、鉆井液、固井、下套管等方面總結(jié)出了一套適用于南海西部高溫高壓井作業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn),并取得較好的實(shí)施效果[1]。
高溫高壓井段作業(yè)前管鞋承壓是關(guān)鍵,根據(jù)預(yù)測(cè)的最高壓力系數(shù)附加0.2~0.25以上,若不滿足,則需要進(jìn)行擠水泥提高承壓,否則可能在鉆遇下部高壓地層時(shí)出現(xiàn)上漏下噴的復(fù)雜情況[1-2]。與地質(zhì)部門密切溝通,結(jié)合鄰井資料以及隨鉆標(biāo)定充分了解下部地層預(yù)測(cè)情況;同時(shí)把握完鉆原則,滿足取資料口袋即可完鉆,避免揭開高壓層出現(xiàn)下噴上漏的情況。鉆進(jìn)期間平穩(wěn)鉆參,做好ECD、渦輪轉(zhuǎn)速、循環(huán)溫度等參數(shù)記錄,鉆遇異常地層控制快鉆時(shí)進(jìn)尺不超過1 m,做好應(yīng)對(duì)壓力預(yù)測(cè)誤差的準(zhǔn)備。目的層鉆進(jìn),強(qiáng)化所有專業(yè)的井控意識(shí)及操作習(xí)慣,嚴(yán)格執(zhí)行坐崗制,交接班必須清楚明白;鉆進(jìn)時(shí)監(jiān)測(cè)好鉆參,起鉆前觀察液面,起鉆及時(shí)灌漿,提前標(biāo)記好可以關(guān)井選用的不同尺寸閘板;做好低泵速試驗(yàn),填寫壓井施工單進(jìn)行防噴演習(xí)等井控工作,電測(cè)期間做好井筒檢測(cè)。
做好高溫高壓目的層井段泥漿性能維護(hù)工作[3],嚴(yán)格控制搬含,均勻加重,切忌加重過快導(dǎo)致比重不均勻引發(fā)井漏。鉆進(jìn)期間保持泥漿具有良好的流變性及封堵,控制好失水,留足加重空間,嚴(yán)格控制ECD附加值不超過0.04,降低井漏風(fēng)險(xiǎn)。電測(cè)前調(diào)整好泥漿整體性能,同時(shí)墊入封閉液,提高裸眼段潤(rùn)滑性、抗溫性以及泥餅質(zhì)量,保障電測(cè)作業(yè)順利進(jìn)行??赡艹霈F(xiàn)微裂隙的地層,做好井漏預(yù)防以及處理預(yù)案。
高溫目的層井段下鉆分段循環(huán)降溫,記錄對(duì)應(yīng)的深度及溫度;起鉆前,不允許打重漿;起鉆前、起至套管鞋處、起至加重鉆桿處,靜止觀察井筒,如有異常情況,及時(shí)匯報(bào)并查明原因;起鉆過程中連續(xù)灌漿,加強(qiáng)對(duì)灌漿量的監(jiān)測(cè)并作好灌漿量記錄;每次起鉆時(shí),檢查鉆頭規(guī)徑,如外徑磨損嚴(yán)重,下鉆至井底時(shí)注意控制下放速度,防止卡鉆,或是開泵劃眼下鉆到底;起下鉆期間鉆臺(tái)隨時(shí)準(zhǔn)備好單根,以防應(yīng)急情況接單根。目的層井段控制起鉆速度,防止抽吸引發(fā)井控風(fēng)險(xiǎn)??刂沏@具下放速度,避免因壓力激動(dòng)壓漏地層。
下13-3/8''及9-5/8''套管懸重較大,下套管前,做好鉆井絞車、大繩、套管工具檢查及套管送入管串檢查,核實(shí)狀態(tài)及數(shù)據(jù)滿足下套管負(fù)荷要求,確保工具安全。水下井口工具檢查和保養(yǎng),并儲(chǔ)備足量備件,預(yù)接套管掛期間注意保護(hù)井口和套管掛密封面,同時(shí)防止井下落物。提前檢查扭矩監(jiān)控設(shè)備,做好氣密扣上扣扭矩監(jiān)控。連接套管掛期間注意作業(yè)銜接,避免靜止時(shí)間過長(zhǎng),導(dǎo)致套管粘卡。水下井口作業(yè)采用補(bǔ)償器的方式坐掛,作業(yè)期間密切關(guān)注天氣情況,盡量避免惡劣天氣下套管,詳細(xì)記錄好潮位及鉆具方入,計(jì)算好坐掛深度,平穩(wěn)坐掛。地面井口需要提前計(jì)算好懸掛重量,避免壓壞懸掛器。
四開9-5/8''套管固井質(zhì)量對(duì)目的層意義重大,關(guān)乎能否揭開高壓層。通過沖洗液、隔離液、首漿、尾漿、先導(dǎo)漿等措施,同時(shí)配合加裝扶正器、提高頂替排量、井眼清潔等措施提高固井質(zhì)量[4]。
尾管固井提高套管整體居中度,優(yōu)選一體式彈性扶正器,增加擺放數(shù)量。合理設(shè)計(jì)泵注排量,保障環(huán)空流體上返速度和泥餅清洗效率。前置液化學(xué)助劑軟化清除泥餅,鏈?zhǔn)礁綦x液頂替,適當(dāng)降低前置液比重。泵注低比重先導(dǎo)水泥漿,改善界面膠結(jié)、防止?jié)撛诼┦?。?yōu)化流體流變性能,提高隔離液、水泥漿摩阻差異。選用高溫韌性水泥漿體系,提高漿體膨脹性。合理設(shè)計(jì)尾管坐掛位置,留足井底口袋,保障尾管旋轉(zhuǎn)功能正常。
(1)表層淺層氣作業(yè)。預(yù)測(cè)有淺層氣的井,采用領(lǐng)眼小鉆具組合鉆過疑似淺層氣深度,泥漿池配制1.2 sg比重的壓井泥漿至少80方。鉆進(jìn)期間,保持平臺(tái)和拖輪人員海面巡視,水下機(jī)器人(ROV)坐在井口附近聲吶掃描,若出現(xiàn)淺層氣則第一時(shí)間啟動(dòng)防淺層氣程序。條件允許盡量避開疑似的淺層氣和建立正常循環(huán)井口通道。
(2)入井鉆具保障。做好入井鉆具的管理工作,送井的鉆具、設(shè)備需有檢驗(yàn)報(bào)告,對(duì)入井的鉆具、隨鉆工具及時(shí)做好監(jiān)督及復(fù)查工作,并收集所有入井鉆具的打撈尺寸圖。
(3)目的層井控輔助設(shè)備。精細(xì)控壓鉆井技術(shù)通過精確控制井底壓力在安全密度窗口范圍內(nèi),有效解決因安全密度窗口窄引起的嚴(yán)重井漏、噴漏同存、漏卡問題等井下復(fù)雜[5],實(shí)現(xiàn)復(fù)雜地層的安全、快速、高效鉆井作業(yè)的技術(shù)。該技術(shù)適用于井壁穩(wěn)定的各類型井,是深井鉆井中窄安全密度窗口、多壓力系統(tǒng)、長(zhǎng)水平段安全、快速鉆進(jìn)的利器。引入測(cè)試放噴管匯流程,地面流程可通過遠(yuǎn)程氣動(dòng)控制或手動(dòng)控制動(dòng)力油咀和油咀管匯進(jìn)行壓力控制釋放,壓力波動(dòng)更小,能有效防止壓井管線結(jié)冰堵塞,可燃?xì)怏w通過燃燒臂燃燒,為高溫高壓安全作業(yè)提供保障。通過鉆井游車頂驅(qū)往井內(nèi)頂替重漿,從環(huán)空返出至地面流程,地面流程可通過動(dòng)力油咀和油咀管匯進(jìn)行壓力控制釋放,以達(dá)到更好的井控效果。設(shè)計(jì)的流程簡(jiǎn)單,井底返出的流體可以經(jīng)過油氣分離器、振動(dòng)篩和除氣器除氣,可以連續(xù)測(cè)量返出流體性能,增加艾普放噴流程的好處:①當(dāng)平臺(tái)液動(dòng)閥發(fā)生刺漏時(shí)可作為第二道屏障繼續(xù)實(shí)施壓井作業(yè);②控制更精細(xì),可遠(yuǎn)程氣動(dòng)控制和手動(dòng)控制,壓力波動(dòng)更小,能夠?qū)崿F(xiàn)更快壓井和防止壓漏地層;③能夠有效防止壓井管線結(jié)冰堵塞;④可燃?xì)怏w通過燃燒臂燃燒,有效保障平臺(tái)更加安全。為高溫高壓安全作業(yè)提供保障。
該做法在南海西部高溫高壓25口井中得到應(yīng)用,應(yīng)用最高地層壓力2.30,最高地層溫度215 ℃,最窄壓力窗口0.04。其中LD-X高溫高壓井鄰井作業(yè)期間ECD循環(huán)當(dāng)量附加值0.04 g/cm3~0.1 g/cm3,該井通過建立了基于區(qū)域大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的ECD環(huán)空分配模型,優(yōu)化了高溫高密度鉆井液流變性,創(chuàng)新采用了降ECD復(fù)合鉆具,實(shí)現(xiàn)了低排量下井底ECD精確預(yù)測(cè)及控制,使高溫高壓井ECD循環(huán)當(dāng)量附加值降至0.02 g/cm3~0.04 g/cm3,最終避免了鉆井鉆期間發(fā)生井漏的情況。該做法在南海西部高溫高壓區(qū)塊作業(yè)中已得到推廣應(yīng)用,節(jié)約了工程成本,降低了作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)。
南海西部高溫高壓總結(jié)出的這套精細(xì)化操作通過多口井的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用實(shí)踐,證明具有較好的安全性、實(shí)用性和實(shí)效性,能夠減少南海西部高溫高壓區(qū)塊作業(yè)的復(fù)雜情況發(fā)生。