隨鉆膠凝防滲漏技術在滴西5井區井的應用

蘇敏 安斌 高峰

摘要：滲漏是鉆井中普遍存在的問題，滲漏造成鉆井液消耗量大，維護補充量大，成本上升;隨著滲漏量的增大，井壁穩定的風險增大，井壁周圍泥餅增厚，井眼變小，提下鉆阻卡嚴重，還易發生卡鉆、井漏、井塌等井下復雜事故。鉆井中的滲漏問題在滴西區塊尤為突出，滲漏量一般是正常消耗量的0.5-1倍，給鉆井工程作業帶來很多井下不安全因素，造成巨大經濟損失。侏羅系及以上地層（砂巖、砂質泥巖夾砂巖、含礫砂巖及煤層）主要是孔隙性滲漏，也是該區域滲漏比較嚴重的井段。三疊系、三疊系（脆性泥頁巖）主要是裂縫性滲漏。并在DX1858井使用，該井無滲漏，取得良好的效果。

關鍵詞：滲漏;隨鉆凝膠;技術

一、區塊簡介

滴西5井區是克拉美麗氣田區塊之一，其中白堊系、侏羅系、三疊系所鉆遇主要地層及巖性自上而下地層為三工河組（JS）下部為砂質泥巖夾砂巖;中部為大套細砂巖;上部為湖湘泥巖。八道灣組（JS）下部為夾煤的塊狀含礫砂巖;中部為深灰色泥巖;上部為厚層狀砂巖夾泥巖及煤層。白堿灘組（Tb）：灰色、深灰色粉砂質泥巖、泥巖夾灰色泥質粉砂質砂巖克拉瑪依上亞組（TK）：灰色泥質粉砂巖、泥巖及粉砂質泥巖。為了減少滴西18井區頻繁滲漏，提高鉆井速度，降低鉆進成本，開展了凝膠防漏技術原理分析，通過此種隨鉆凝膠防滲漏技術的使用，大幅度減少該地區的滲漏，為優質快速鉆井、降低成本提供技術支撐。

二、工程簡介

一開采用?444.5mm鉆頭鉆至井深409米下入?339.7mm套管至井深408.22 米。二開采用?311.2mm鉆頭鉆至井深2970米下入?244.5mm套管至井深2969米。三開采用?215.9鉆頭鉆至井深?3550?米。

三、滴西5區塊的技術難點

1、表層地表疏松，易竄漏和垮塌，臨井出現惡性漏失垮塌。

2、白堊系、侏羅系以灰色粉、細砂巖、礫砂巖及砂質泥巖為主，且地層膠結疏松、滲透性極好，極容易發生漏失，且漏層跨度大，鉆井液切力稍大或開泵激動壓力稍大等，都可能與滲漏轉變為惡性漏失且漏層難以找到。

3、二疊系梧桐溝組褐色泥巖易垮塌防卡鉆。

4、石炭系以中性、酸性次火山巖、火山碎屑巖夾泥巖、砂礫巖沉積。

裂縫發育良好，易漏。要合理使用密度。

四、對DX1858井滲漏原因的分析及封堵措施

DX1858井滲漏層為主要是白堊系、侏羅系，該層為巖性以灰色粉、細砂巖、礫砂巖及砂質泥巖為主，且地層交接疏松。單純是粉、細砂巖一般只是輕微滲漏，不會造成大的漏失，但是對粉、細砂巖、礫砂巖同存地層，這種滲漏可能因為開泵過猛等激動壓力造成大的漏失。DX1858井由于裸眼長，跨在白堊系、侏羅系、三疊系之間，恰好粉、細砂巖、礫砂巖同存，極易因為密度使用不合理或開泵及下鉆產生的激動壓力由滲漏變為大的漏失。為此，能夠解決長裸眼且粉、細砂巖、礫砂巖同存的地層承壓能力是解決漏失的關鍵。

通過對膠凝劑的復配試驗研究，發現其在低剪切及高剪切條件下粘度都很高，且顆粒尺寸很到有彈性。可以利用此特性來隨鉆封堵滲漏，從而提高地層承壓能力，來解決滲漏問題。

五、隨鉆膠凝防滲漏技術原理分析

① ?膠凝劑具有較強的抑制性和封堵能力，溶于水后成膠狀。采用控制膠凝劑一定的加量，配合鉆井液中原有固相顆粒或人為加入一定量細顆粒堵漏劑，利用凝膠堵漏劑分子之間、膠凝劑與鉆井液中固相顆粒之間在低剪切速率或靜止狀態下，能形成能形成高粘度的凝膠體，其粘度達幾萬（1～3萬）mPa·s，高速梯度下能剪切變稀，既保證正常鉆進的需要，又實現膠凝劑和鉆井液中固相顆粒在井壁附近孔隙和微裂縫里停駐，形成高切力、高粘度和高彈性的膠凝物，來阻止滲漏。

1、隨鉆凝膠防滲漏配方及室內評價

原井漿配方：4%坂土+0.2%NaCO+0.2%

NaOH+0.7%SP-8+0.5%JB66

試驗配方：

1）、井漿+1%膠凝劑 ?25°攪拌3小時

2）井漿+2%坂土 ???????25°攪拌3小時

3）井漿+2%坂土+1%ZL ??25°攪拌3小時

4）將3）靜止1小時后 ?25°測其性能

5）將3）泥漿高速攪拌15分鐘 ?25°測其性能

試驗后性能如下：

通過試驗3）、4）、5），我們可以發現使用井漿+8%坂土+1%ZL的配方，泥漿對外來剪切力敏感，高速剪切時?600較高，低剪切時仍能保持一個很好的值，同時使用此配方增加了泥漿中有用彈性大顆粒的量。為更好配伍，在以上配方在加入1%磺化瀝青干粉或石灰石粉，增加泥漿中的剛性顆粒，故此我們確定復配膠凝隨鉆堵漏的配方：井漿+2%坂土粉+1%膠凝劑+1%磺化瀝青干粉（石灰石粉）

2、復配膠凝隨鉆堵漏的特點

1）、低剪切速率或靜止狀態形成分子間連接（交聯）。其粘度達幾萬Mpa.s，高速梯度下能剪切變稀，仍具有較高的粘度，粘度可達100-50Mpa.s。復配凝膠堵漏具有剪切稀釋能力，具有強度、結構、切力、粘度和彈性。

2）、能有效擠走地層水，不與地層水相溶，可流動（走），但能留下來排擠地層水，去占據水空間。其它堵劑卻要與地層水混溶（相溶）而變稀，易流走，占據不了水空間。

3、復配膠凝隨鉆堵漏的原理

利用漏失壓差或人為輕蹩壓擠堵液，有意讓其漏失，進入漏失層后，占據地層水空間，并還能向地層深處繼續進入一段距離，但不會無限制地流走;隨著過程進行或時間延長，漏速隨之降低，3-5小時后，此堵液在漏失層表現為結構強、粘度大（幾萬Mpa.s）、強度大、切力大，最終堵住漏層;其它堵劑卻要與地層水混溶（相溶）而變稀，結構弱、粘度小、強度小、切力小，易流走，占據不了水空間。

此堵液停下來后，其粘度、切力、強度、結構力等能足以抵抗循環壓力。

4、復配膠凝隨鉆堵漏的范圍

1、針對漏失位置不好確定（或確定不準）的堵漏;

2、針對粉、細砂巖、礫砂巖及砂質泥巖的滲透性、微裂縫性、溶洞性、破碎性地層;

3、針對由于地層不整合接觸而產生的微裂縫漏失

4、針對地層疏松引起的滲漏

由于凝膠封堵微裂縫后具有一定的承壓能力，超過承壓能力繼續漏失

六、在DX1858井的應用

DX1858井在二開后，鉆遇白堊系、侏羅系，地層以粉、細砂巖、礫砂巖及砂質泥巖為主。在井深600m、850m、1048m、1175m、1367m、1546m、1734 m、1980 m、2450 m、2650m滲漏嚴重，滲速達2-3m/h。對此采取停泵，配制復配膠凝隨鉆堵漏漿。配方為：井漿+2%坂土粉+1%膠凝劑+1%天然瀝青干粉。配制20?m到30?m，以20-25L/S的排量注入井內，當堵漏漿到井底時瞬間加大排量，返出井口時停掉振動篩，使復配膠凝隨鉆堵漏泥漿再循環一周，同時控制鉆時在每米10到15min，鉆進40-50 m后恢復原來鉆進參數。

通過此種隨鉆復配膠凝堵漏技術的使用，有效的解決了白堊系和侏羅系的滲漏問題。為此該井二開沒有因為漏失而影響鉆井速度，優質快速的鉆完設計井深，提前設計工期11天。

應用隨鉆凝膠防滲漏技術有效的減少滴西地區鉆井中的滲漏問題，保證了井下安全，提高鉆井時效，降低成本。

應用隨鉆凝膠防滲漏技術有效的減少了DX1858井滲漏問題，井漏復雜時率降至1.43%，平均滲漏量由6.85m/100m降為3.24m/100m，降幅為52.7%。提高了鉆井速度，降低了鉆井液成本。

經濟效益：共節約費用60.22萬元

① 平均復雜時率由7.58%降至1.43%，減少復雜時間4.66天，節約費用31.22萬元：

節約費用=日費*節約時間=6.7×4.66=31.22萬元

② 平均滲漏量由6.85m/100m降為3.24m/100m，減少鉆井液滲漏失153.45方，平均井漏量減少209.1方，節約費用29萬元：

節約費用=減少漏失量*配制費=362.55方×0.08萬元/方=29萬元

結束語

⑴ 主要是封堵地層孔隙和微裂縫滲漏。

⑵ 嚴格按配方配制坂土漿、膠凝、磺化瀝青干粉順序加入，并在鉆進中隨時補充。

⑶ 采用聚合物包被劑、降濾失劑進一步調整鉆井液性能。

⑷ 鉆進中膠凝劑和鉆井液固相顆粒在微裂縫處聚結成膠團封堵孔隙和裂縫，阻止鉆井液的進一步漏失。

⑸在鉆遇白堊系、侏羅系時，控制好鉆時控制好鉆時是很重要的，每個單跟控制在20-30分鐘。同時堅持每200-250米短提一次。