渤中34某區塊深部地層井漏處理配套工藝

陳建宏，付建民，孫曉飛，韓雪銀，張玉強，周小童

中海油渤海油田渤中34作為渤海油田的中流砥柱，實現其區塊內優快鉆井，縮短投資回報周期具有重要戰略意義。但該油田地質條件較為復雜，井漏等復雜情況時有發生，嚴重制約生產時效。當前該進入綜合調整階段，規避井漏帶來的風險以及減少因井漏帶來的經濟損失等問題愈發突出。為此，提出多種處理井漏配套工藝，取得了良好應用效果。

渤中34某區塊是一個被斷層復雜化的背斜構造，受郯廬斷裂強烈的右旋張扭活動影響，油田范圍內斷層非常發育。根據區塊范圍內斷層發育規模及特征可分為兩大類：一類為通至海底的斷層，結合區域研究成果和相鄰區塊斷層在淺層的發育情況，分析認為油田范圍內5條斷層（F1、F2、F3、F4、F5）均可能斷至海底；另一類為次生斷層，該類斷層發育規模小且絕大部分斷層活動時期短，未能溝通海底。

實際作業中，往往一口井穿越多個斷層；同時地層承壓能力低，泥漿比重窗口窄，隨著井深增加，循環壓耗也隨之增加，極易發生漏失。該區塊因井漏造成的非生產時間約占總非生產時間的13%。該區塊斷層裂縫性漏失具有漏失層段分布廣、漏失位置深、堵漏難度大、堵漏時間長等特點；同時該區塊地層較為脆弱，容易在鉆進、倒劃眼等過程中因憋壓發生漏失。

1　隨鉆堵漏技術

地層中固有的致漏裂縫和非致漏裂縫均會因為井內壓力過大導致漏失和誘導裂縫的發生，只要使裂縫開啟并對其迅速進行封堵，消除其水力尖劈作用，就能解決漏失的問題。隨鉆堵漏是一種主動致漏并自動堵漏的逐漸發展動態過程。誘導裂縫開啟擴大到致漏開度，“隨鉆封堵”迅速形成致密裂縫封堵帶，控制或阻止形成漏失通道（擴張），隨鉆提高地層承壓能力，防止或阻緩井漏[1]。

1.1　優選堵漏材料

常規堵漏材料封堵漏失通道后與地層的結合力不夠，往往會發生反復漏失的情況。隨鉆防漏堵漏材料需要具備以下特點：①與易破碎地層有較強膠結能力，提高原始層理縫隙的抗壓性，降低誘發裂縫的尺寸；②在井壁內外形成良好的“屏蔽層”（泥餅屏蔽及堵漏材料屏蔽），以阻隔壓力傳遞；③封堵材料自身必須具備較高的抗壓強度和適當的壓縮性；④與鉆井液具有較強配伍性；⑤尺寸要適宜，能順利通過篩網，不影響鉆井液循環[2]。

1.2　堵漏材料實驗數據

PF-SZDL作為新型隨鉆堵漏材料，其各項指標均滿足要求，并且在渤海灣已用較為成熟使用經驗。表1、表2、表3為PF-SZDL實驗數據[3]：

表1　隨鉆堵漏材料配伍性實驗

表2　隨鉆堵漏材料承壓實驗

表3　隨鉆堵漏材料滲透實驗

從表1可以看出，隨鉆堵漏材料與鉆井液配伍性較好，對鉆井液性能基本沒有影響。

從表2可以看出，加入PF-SZDL的鉆井液，砂床擊穿壓力明顯增加，且加量越大與擊穿壓力呈線性關系。

從表3可以看出，基漿濾液全部滲透，加入PFSZDL材料之后，濾液侵入深度隨加量增加而減少。說明井壁泥餅一旦含有PF-SZDL材料，經形成了一層保護膜，阻止濾液浸入地層。

2　漏失深井固井關鍵技術

該區塊部分深井出現漏失現象后，通過采取隨鉆堵漏、靜止堵漏等多手段配合，成功實現斷層封堵或者漏速明顯減小。但固井期間，受井底壓力波動、流體沖刷能力增強等原因，再次漏失風險極大。采取科學合理防漏、堵漏方法，是實現漏失井固井成功關鍵所在。

2.1　優選纖維水泥漿

惰性纖維均勻分散在水泥漿里,通過漏失段時可在漏失層內形成一種惰性纖維網狀物,使循環得到恢復；在漏失處形成網狀橋堵，有助于產生所需的濾網和相應濾餅。

通過動態裂縫堵漏儀的反復模擬測試，優選出白色集束型纖維B62和顆粒級配堵漏材料B69[4]。推薦加量:B62為0.4%～0.5%，B69為2%～3%。

纖維水泥漿不受溫度、水泥漿密度限制，具有極高配伍性。在配灰罐內被添加進水泥漿中,由于它的惰性,它對水泥漿的稠化時間及抗壓縮強度不會產生影響，能在大多數水泥漿配方中使用[5]。同時，由于它的易分散性而不會導致混漿罐或注灰管線的堵塞。分別模擬不同實驗條件下堵漏材料B62、B69對水泥漿性能影響，如表4、表5。

表4　堵漏材料B62對水泥漿性能影響

表5　堵漏材料B69對水泥漿性能影響

2.2　采用經濟型漂珠水泥漿體系

該區塊生產井開發政策不同,各套目的層壓力系數差別較大,高低壓儲層共存，為防止固井及候凝過程發生漏失,保證水泥返高，考慮使用低密度水泥漿體系。渤海主要低密度水泥漿體系為漂珠水泥體系，并在此基礎上升級成經濟型漂珠水泥漿，其成本較常規漂珠水泥漿降低25%，且性能一致，稠化曲線良好[6]。

經濟型漂珠水泥封固強度更好，提升儲層保護能力，延長油井壽命，獲取更多經濟價值。此外混配好的經濟型漂珠水泥漿稠度值低，可泵送性能更好，使井下更為安全。該體系基礎性能滿足要求，在不同溫度段稠化時間可調，各個溫度段抗壓強度比較高，常規漂珠水泥漿與經濟型漂珠水泥強度實驗結果，如表6所示。

表6　常規漂珠水泥漿與經濟型漂珠水泥承壓能力

通過表6數據看出，該體系基礎性能滿足要求，在不同溫度段稠化時間可調，各個溫度段抗壓強度比較高。

2.3　優化前置液設計

前置液分為沖洗液和隔離液。沖洗液在固井中的主要作用之一是有效沖洗井壁和套管壁的鉆井液和疏松泥餅，提高水泥漿和它們之間的膠接強度。而隔離液的具有懸浮固相顆粒的功能，對低壓、漏失層作用時通過改變礦物表面潤濕性、其中的固相顆粒的封堵作用等作用，阻止或延緩濾液進入巖層孔隙，從而防止井塌，抑制井漏。

對于已發生漏失的深井，鉆井液密度高，取消沖洗液，采用高密度雙作用隔離液，使得前置液既能平衡地層壓力，又能高效清洗和隔離黏稠鉆井液[7]。雙作用隔離液采用堵漏隔離液SealBond Spacer和SealBond Plus，同時在堵漏隔離液中加入纖維堵漏劑，防止雙作用隔離液流經漏失層位時發生漏失。與幾乎所有類型的鉆井液體系及水泥漿外加劑均相容。雙作用隔離液性能都比較穩定，無明顯增稠現象，具有很強的相容性。

3　工程技術措施

對于存在漏失風險或者已經發生漏失的深井，因地制宜，多種工程技術手段配合實施防漏、堵漏方案，確保堵漏強度，提高漏失井的生產時效。可采取如下措施：

1）在滿足井控要求前提下，控制鉆井液密度，并做好鉆井液的固控工作，防止因溶解巖屑過多而漲密度。在鉆遇斷層井段需要提高鉆井液密度時,采取“緩慢多次”加重原則，避免因為加重不勻產生的壓力激動。

2）防止水眼堵塞。加入隨鉆堵漏材料后，鉆井液中固相顆粒增加，減少激動壓力。

3）使用隨鉆堵漏鉆井液鉆遇易漏地層和滲透性地層時，適當降低排量、泵壓、鉆速和起下鉆速度，防止激動壓力過大造成井漏，同時適當提高鉆井液黏度、切力，降低濾失量，降低井漏風險。

4）為降低下套管回流阻力和對地層的回壓，下套管前根據漏失情況可適當降低鉆井液密度及切力，提高流動性，確保套管下到位后能順利開泵。

5）控制套管下放速度。套管進入裸眼段后，加強觀察并記錄鉆井液返出情況。

4　實例應用

4.1　隨鉆堵漏技術現場應用

B8井完鉆井深3 639m，設計完鉆層位沙河街組。Φ221.0mm井眼鉆進至3 212m處鉆遇斷層并發生漏失，測量漏速10m3/h。立即控制鉆井參數，降低排量及轉速，并逐步加入PF-SZDL使其含量達到并維持1.5%，進一步鞏固鉆井液泥餅質量，降低失水，并提高地層的承壓能力，漏速逐漸降低至0.7m3/h。緩慢開泵并控制，防止激動壓力過大，同時加密測量鉆井液性能及泥漿池體積均無明顯變化，后續下入Φ177.8mm油層尾管及固井期間均未發生漏失，隨鉆堵漏成功。

4.2　漏失井尾管固井現場應用

A35井的設計井身結構為：Φ546.1mm井眼×Φ457.2mm套管+Φ406.4mm井眼×Φ339.7mm套管＋Φ311.2mm井眼×Φ244.5mm套管＋Φ221.0mm井眼×Φ177.8mm尾管。Φ221.0mm井眼裸眼段長879m，鉆進至3 175m時發生失返性漏失，采取多種堵漏措施，漏失速度明顯減小。Φ177.8mm生產尾管下到位后，監測仍有漏速1.5m3/h。為防止固井期間更大發生漏失，采取多重防漏手段。現場使用雙隔離液，主要添加劑SealBondSpacer+SealBond Plus+PCW20L+PC-X60L；同時根據油頂位置地層壓力系數及封固層位要求，使用漂珠水泥全井段封固，調整固井液柱當量比重，適當減小壓穩系數至1.06，確保不壓漏地層；同時水泥中加入3%纖維防漏。尾管固井過程順利，并在尾管掛封隔器坐封后洗出水泥混漿約6m3。測CBL固井質量顯示，水泥返高至尾管掛頂部，漏失層井段及主要油層、水層封固質量優良。

5　結論

1）隨鉆堵漏技術不需要專門設備，堵漏工藝簡單，堵漏成功率高，有利于提高作業時效，滿足“降本增效”要求。

2）隨鉆堵漏鉆井液性能穩定,有效改善泥餅質量，提高漏失井段承壓能力，配伍性好，值得推廣應用。

3）漂珠水泥漿密度低，強度高，成本低，性能易維護，適用于存在漏失風險的深井。

4）該配套技術已在渤中34某區塊應用10余口調整井，作業過程順利，生產時效明顯提高，檢測固井質量全部合格，為后續作業奠定了技術基礎。

參考文獻：

[1]李家學,黃進軍,羅平亞,等.隨鉆防漏堵漏技術研究[J].鉆井液與完井液,2008,25(3):25-26.

[2]張 斌,黃進軍,李家學.隨鉆防漏堵漏技術的研究與應用[J].重慶科技學院學報(自然科學版),2010,12(5):70-71.

[3]羅宇維,朱江林,熊紹春,等.高溫高壓水力尖劈裂縫堵漏固井技術研究及其應用[J].中國海上油氣,2017,29(3)：59.

[4]苗海龍,陳俊生,卜 平.滲透性地層隨鉆堵漏技術的研究和應用[J].天津科技,2013,36(5):69-70.

[5]余婷婷,鄧建民,李 鍵,等.纖維堵漏水泥漿的室內研究[J].石油鉆采工藝,2007,29(4):70.

[6]郭玉樹.經濟型漂珠水泥漿體系的現場應用[J].石化技術,2016,23(6):83.

[7]袁會敏.適于泥頁巖地層的封堵性隔離液體系研究[D].青島:中國石油大學(華東),2014.