陳建宏，湯柏松，羅 偉，杜雪雷，方 牧

（1.中海石油（中國）有限公司天津分公司 天津300459；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司 天津 300452）

利用三維地震資料，并借助淺層三維地震資料的方差切片，對渤西S油田范圍內(nèi)的全部斷層逐條進(jìn)行排查，以識別出風(fēng)險斷層。將風(fēng)險斷層分為4類：①斷層直接從目的層段延伸至海底；②淺層斷至海底但未斷至目的層的斷層，與①類斷層相搭接；③斷層未斷至海底，但斷至目的層并向上搭接到①類斷層上；④淺層斷至海底但未斷至目的層的斷層。其中①類斷層有38條，②類斷層有3條，③類斷層有5條，④類斷層有6條，通過統(tǒng)計分析探井作業(yè)期間漏失情況，風(fēng)險最大的斷層為①類，其次為②、③和④類斷層。

1 易漏地層特征及漏失機(jī)理

S油田漏失地層主要在館陶組和東營組。

1.1 井漏特點

調(diào)研發(fā)現(xiàn)，該油田發(fā)生漏失主要由于鉆遇斷層發(fā)生的惡性漏失，如A20井連續(xù)鉆遇3個斷層，A7井連續(xù)鉆遇2個斷層。該區(qū)塊部分?jǐn)鄬鱼@穿后不會發(fā)生漏失，一旦發(fā)生漏失，瞬時漏速很大，井口無返出，環(huán)空灌液也無法觀察到液面，往往會造成泥漿補充量跟不上，給后續(xù)施工帶來很大的麻煩，容易帶來井下及井控風(fēng)險，需要不停配泥漿，增加材料消耗和單井成本，影響正常鉆井周期。

1.2 漏失機(jī)理分析

渤海灣盆地經(jīng)歷了多期構(gòu)造運動，導(dǎo)致區(qū)域內(nèi)斷層眾多，地層內(nèi)破碎帶和微裂縫極其發(fā)育，渤海以正斷層控制為主，過斷層區(qū)域漏失壓力低，一般認(rèn)為等于最小水平地應(yīng)力，封閉性差的斷層漏失壓力可能更低，當(dāng)井底ECD超過漏失壓力時，井底會發(fā)生漏失［1-2］。S油田區(qū)域內(nèi)斷層發(fā)育，尤其是館陶組泥巖縱向裂縫、微裂縫發(fā)育；地層之間不整合面接觸，通過地質(zhì)作用形成破碎帶，導(dǎo)致承壓能力較低；鉆進(jìn)期間，由于施加外力，進(jìn)一步誘導(dǎo)微裂縫擴(kuò)張延伸，最終導(dǎo)致漏失［3］。

2 防漏技術(shù)

2.1 漏失風(fēng)險評估體系

為預(yù)防鉆井井漏和優(yōu)選處理措施，根據(jù)區(qū)域地質(zhì)特征和地震屬性特征，劃分了高井漏風(fēng)險、中等井漏風(fēng)險和低井漏風(fēng)險3個等級。此外，針對漏失堵漏處理困難的問題，提出了避鉆建議［4］。不同井漏風(fēng)險條件下的鉆井應(yīng)對措施為：針對漏失風(fēng)險較高的裂縫或火山通道等，采取避鉆措施；針對漏失風(fēng)險中等或較低的裂縫，降低鉆進(jìn)，提前準(zhǔn)備PF-SZDL、PF-SEAL等，采取堵漏材料或提前配置堵漏漿等應(yīng)對措施（表1）。

表1 不同井漏風(fēng)險條件下的鉆井應(yīng)對措施Tab.1 Drilling countermeasures under different lost circulation risk conditions

2.2 鉆井液性能控制

經(jīng)過統(tǒng)計分析，S油田在勘探階段共有8口井發(fā)生漏失，由于高鉆井液密度引發(fā)的井漏占一半。參考地層三壓力預(yù)測及鄰井資料，在確保安全作業(yè)前提下，采用低密度鉆井液鉆進(jìn)預(yù)防井漏。

根據(jù)地層三壓力預(yù)測的坍塌壓力系數(shù)及鄰井鉆井液密度，綜合確定每個地質(zhì)層位的最低鉆井液密度：建議明化鎮(zhèn)組1.15 g/cm3，館陶組1.18 g/cm3，東營組1.22～1.30 g/cm3（圖1）。

圖1 S-1井三壓力曲線Fig.1 Well S-1 triple-pressure curve

鉆進(jìn)過程中撈取巖屑樣，觀察是否存在泥巖掉塊，密切關(guān)注鉆井參數(shù)、背景氣、單根氣、后效氣和氣竄速度，根據(jù)井壁穩(wěn)定情況決定是否需要調(diào)整鉆井液密度；提高鉆井液封堵性，使用強(qiáng)抑制鉆井液體系有效封堵來降低平衡地層坍塌壓力所需的鉆井液靜液柱壓力，在滿足井眼清潔的前提下，合理優(yōu)化鉆井液流變性，降低鉆井液黏切，減少循環(huán)阻力及壓耗［5］。

2.3 ECD精準(zhǔn)預(yù)測與控制技術(shù)

制訂精確的隨鉆ECD控制方案；在滿足井眼清潔的條件下，以模擬最大ROP鉆進(jìn)，實測ECD與模擬ECD對比，動態(tài)反演巖屑濃度和摩擦系數(shù)；當(dāng)巖屑濃度達(dá)到3%、實測ECD與模擬ECD差達(dá)到0.03 sg時，降低ROP；控速鉆進(jìn)若無改觀，采取停止鉆進(jìn)、循環(huán)、倒劃眼短起下等措施，達(dá)到破壞巖屑床、提高巖屑返出效率的目的，最終降低ECD。對于311.15 mm井眼，控制巖屑濃度＜3%時，ROP 100～110 m/h、排量4 700 L/min、泵壓8～19 MPa；對于215.9 mm井眼，設(shè)計非水平井ROP 110～150 m/h、排量2 600～2 900 L/min、泵壓15～19 MPa，水平井ROP 50～70 m/h、排量2 100 L/min、泵壓13～14 MPa。

3 高承壓堵漏技術(shù)

高承壓堵漏技術(shù)是以抗高溫高壓的層片狀架橋顆粒（高承壓片狀樹脂系列堵漏劑）為主的橋堵類堵漏技術(shù)，不同級配的層片狀顆粒嵌入裂縫、微裂縫漏層中架橋、卡喉，小顆粒材料配合其他固相顆粒充填，以實現(xiàn)漏失地層封堵的目的，相當(dāng)于提高了地層破裂壓力梯度、延伸加寬了鉆井液密度安全窗口［7］。

結(jié)合高承壓堵漏的特點及堵漏效果，當(dāng)隨鉆堵漏、橋接堵漏無法實施有效封堵時，可使用高承壓堵漏。一般來說，采用高承壓堵漏的情況有惡性漏失、下步鉆遇異常高壓地層需對上部井段提承壓、斷層式漏失，特別適用于常規(guī)堵漏劑不能起作用的嚴(yán)重漏失情況。S油田鉆遇惡性斷層或斷層破碎帶后，超過一半的井發(fā)生失返性漏失，而常規(guī)堵漏泥漿封堵效果差，受承壓能力弱，易發(fā)生復(fù)漏，所以采用高承壓堵漏技術(shù)。

高承壓堵漏材料以層片狀堵漏劑（高承壓片狀樹脂系列堵漏劑）為主，輔以顆粒、細(xì)顆粒和纖維堵漏劑。高承壓堵漏漿的濃度主要由漏層性質(zhì)、漏速等決定，一般濃度為21%～25%。堵漏漿配漿量通常根據(jù)承壓井段長度進(jìn)行調(diào)整。一般將鉆具下至漏層頂部30～100 m位置，如果井況復(fù)雜，則可適當(dāng)放寬深度范圍，適當(dāng)降低泵入排量，盡量減少泥漿的損失；蹩壓壓力一般為3～8 MPa，需根據(jù)現(xiàn)場施工要求選取合理的蹩擠壓力，既要保證堵漏施工要求，又要確保井下安全條件。

4 現(xiàn)場應(yīng)用與效果

4.1 現(xiàn)場應(yīng)用實例

S油田S-7井（井眼241.3 mm井段）鉆進(jìn)至2 071⊥1 948 m發(fā)生井下漏失，當(dāng)時排量2 200 L/min（ECD：1.27 g/cm3）,立即降低排量至1 000 L/min，瞬時達(dá)漏速60 m3/h，直接短起至1 720 m，期間循環(huán)池加入PF-SZDL+PF-SEAL，漏速逐步降至10 m3/h，繼續(xù)短起至直徑273.1 mm套管內(nèi)，靜態(tài)漏速降至0，然后開泵測試，1 000 L/min排量不漏，下鉆至井底，期間監(jiān)測不漏，繼續(xù)鉆進(jìn)至2 119⊥1 993 m，排量1 200 L/min，再次發(fā)生漏速，監(jiān)測漏速100 m3/h，起鉆更換簡易鉆具進(jìn)行堵漏，后強(qiáng)鉆至井深2 252 m，排量500 L/min，漏速12 m3/h。為滿足下部施工要求，采用高承壓堵漏。

4.2 現(xiàn)場應(yīng)用效果

本次堵漏施工共配制堵漏漿72 m3，入井64 m3，分多次擠注，擠入地層25.9 m3，泄壓返出1.4 m3，最終承壓至3.6 MPa，穩(wěn)壓10 min，壓降0.15 MPa，分段循環(huán)到底，排除完堵漏劑后，提鉆井液密度至1.22 g/cm3,液面穩(wěn)定。

5 結(jié) 論

①參考地層三壓力預(yù)測及鄰井作業(yè)鉆井液密度，在確保安全作業(yè)前提下，低密度鉆井液鉆進(jìn)是預(yù)防井漏的主要手段。

②積極開展鉆前地質(zhì)風(fēng)險預(yù)測，梳理鄰井井漏情況分析，盡量避開斷層和破碎帶，若無法避開，則軌跡盡量選擇在同相軸連續(xù)性好的地層，以降低井漏風(fēng)險。

③壓堵漏施工提鉆井液密度后，對比地層，漏失壓力密度窗口變窄，易發(fā)生壓裂性漏失；后期鉆進(jìn)過程中需操作平穩(wěn)，減少壓力，調(diào)整好泥漿性能。前期發(fā)生漏失后，漏失量較大，由于地層延伸性打開，漏失通道暢通，堵漏材料架橋困難，給后續(xù)承壓增加了困難。