孤島區塊淺地層水侵應對鉆井技術

劉軍富

（山東省東營市河口區渤海鉆井總公司技術發展中心，山東 東營 257200）

1 淺地層水侵對鉆井的影響

1）注水井、注聚井關井泄壓過程中，地層壓力處于不斷變化的狀態，因而發生溢流關井后，地層壓力難以確定，很難算出壓井所需要的鉆井液密度。2）地層出水對鉆井液污染嚴重，尤其是地層水中Na+、Ca2+、Mg2+等含量較高，導致鉆井液性能發生很大變化，處理難度大。3）地層出水、出聚往往能引起井噴、井漏，卡鉆等事故或復雜情況并發。出水后，鉆井液密度急劇降低，濾失量增大，濾餅受到破壞，造成井壁不穩，地層坍塌，加重后鉆井液流變性、潤滑性變差，井底壓差增大，極易發生壓差卡鉆事故；地層出聚合物后，泥漿粘度急劇上升，鉆進時容易憋泵，上提鉆具遇卡，下放遇阻。4）發生溢流出水后，若處理不及時，易引起井涌或井噴，循環加重后易引起井漏或噴漏同時存在的復雜情況。5）在完井電測時，出水、出聚井段易發生遇阻、遇卡現象。6）固井候凝時，水泥在初凝階段析出游離態的水，造成液柱壓力降低，出水井段易發生溢流出水現象，影響了固井質量。

2 孤島區塊淺地層水侵情況

2018年1月至12月，孤島油區發生淺地層水侵的施工井共計15口，主要分布于孤島區塊中字號區域。

2.1 2018年孤島區塊淺地層水侵情況統計

中34-斜40、中33-斜40、中14-斜616、中12-平517、中12-平515、中16-平515、中30-斜檢20、中28-斜更524、中19-斜816、中11-斜516、中18-平521、中31-平539、中33-平539、中34-平539、中12-斜檢3011

2.2 孤島區塊淺地層水侵特點分析

1）孤島油區淺地層水侵區塊主要集中在中字號井，且區域分散，淺地層水侵隨機性較強，難以精確定位。2）出水井段主要集中在井深300-600米范圍內。3）淺地層水侵后，鉆井液密度需提至1.30-1.50g/cm3左右方可平衡地層出水。4）出水地層淺，若發生水侵，給地面施工反應的時間極短，危害性更大。5）淺地層水侵多為污水，污水礦化度高，成分復雜，對鉆井液性能影響較大，調整困難，造成成本增加。6）孤島油區所有施工井都采用泥漿不落地，泥漿需外運，沒有大循環池，若發生淺地層水侵，給處理水侵帶來了極大的困難。

3 淺地層水侵應對鉆井技術優化

3.1 工程技術措施優化

1）注水井停注：注水井的停注全面落實到位，二開前所有關聯注水井現場確認，做到300米內必須停，500米內重點關注，1000米內關注；鉆進施工過程中每天巡視一次。2）技術人員做技術施工方案過程中重點查閱設計及臨井井史，對于發生淺地層水侵可能性較高的井，向甲方申請，在出水點前100米提前提高鉆井液比重，壓穩地層，避免地層出水。3）加強全員井控安全意識，發生水侵溢流時，能夠做到各司其職，高效快速的處理復雜。4）對于淺地層水侵的施工井，起鉆要控制好速度，嚴格按要求灌好泥漿，防止因抽吸或者灌漿不及時再次發生溢流；所有起下鉆及接單跟過程中，振動篩返砂口專人觀察。5）孤島油區地層造漿嚴重，加之淺層高密度鉆進，為保證井眼暢通，增加短起下次數，要求200米左右搞短起下一次，且長短結合。6）對于可能發生淺地層水侵的井，與甲方協商，條件允許的前提下變更工程設計，用一開套管封隔出水層，以減少二開施工 困難。

3.2 鉆井液技術措施優化

1）固控設備：固控設備的安裝標準較普通井更加嚴格，特別是振動篩所用篩布目數不低于100目，且不存在漏砂子現象。2）加重前控制好基漿性能，充分使用好所有固控設備，保證基漿密度不高于1.12g/cm3，加重采用混重漿或者通過加重漏斗的方式，禁止直接向循環罐中吹灰。3）鉆井液加重后，在上部軟泥巖地層鉆進，加足聚合物膠液，保證鉆井液的抑制性，盡力控制巖屑分散侵入鉆井液，降低造漿層對鉆井液性能的影響，防止鉆進中鉆井液稠化，固相偏高，打出“問題”井眼。4）鉆井液性能以預防維護為主，同時加密處理次數，淺層高密度鉆進，鉆井液極易出現稠化現象，通過處理劑調節，保證鉆井液具有良好的流動性。5）鉆井液加重后，振動篩、除砂器隨鉆井泵全程使用，長短起或全程起下鉆后刮拉下的泥餅會對鉆井液產生較大影響，第一時間使用離心機清除一周，及時清除掉鉆井液中有害故鄉的含量。6）淺層高密度鉆進，極易出現沾卡現象，在保證鉆井液清潔的前提下，及時補充潤滑劑，保證鉆井液具有良好的潤滑性。7）孤島區塊采用鉆井液不落地技術，存在泥漿拉運不及時的難題，當鉆井液性能不合格且無法調整時，停鉆循環短起下等待，禁止盲目鉆進，防止糊井眼造成起下鉆困難。

3.3 壓井工藝優化

上部地層松軟，淺地層水侵后壓井過程中需要注意下幾點：1）孤島區塊出水層的滲透性較好，地層出水量大，關井壓力較低，一般采用工程師法壓井。2）根據井下壓力和出水程度，選擇合適的壓井密度和壓井速度。逐步加重平衡井下壓力，嚴防加重不均、速度過快而壓漏地層。3）淺地層水侵時鉆井液未處理、不成型，加重時采用混重漿的方式，保證石粉的充分水化，防止因加重造成糊井眼。4）淺層鉆井液懸浮力差，節流循環過程中保證鉆具在井內的活動范圍，防止因沉砂發生卡鉆。

3.4 淺地層水侵后的油氣層保護

孤島區塊淺地層水侵后，全井高密度鉆進，若鉆井液性能維護不到位，造成鉆井液中的有害固相含量較高，進入目的層后，鉆井液中固相顆粒進入油氣層，且由于鉆井液密度高，進入油氣層的流體的含量也高，這些都會對油氣層造成損害；針對以上情況，施工過程中注意以下幾點：1）在保證壓穩出水層的前提下，盡量降低鉆井液的密度，鉆進過程中禁止盲目將鉆井液密度提的過高。2）進入目的層前調整鉆井液性能，保證鉆井液各項性能合格，特別是固相含量，性能不合格，不盲目鉆進。3）孤島區塊通常設計非滲透處理劑、承壓堵漏劑等封堵性材料，進目的層前提前加入該材料，增強地層的承壓能力，保護油氣層。

4 總結與認識

通過對上述技術的研究與應用，鉆井速度逐步有效加快，材料成本有所降低，取得了一定的經濟效果，已初步形成了孤島地區淺地層水侵井鉆井液應對技術。在以后的施工中注重以下幾點的落實，以保井下安全：1）孤島區塊由于淺地層水侵的井越來越多，分布區域也越來越廣，出水不確定性增加，要求孤島區塊一開前就應該儲備重泥漿和重晶石粉，停注水井。2）加強全員井控意識，真正將坐崗落到實處，發生水侵，及時發現及時處理。3）注水井停注落實做到零放過，鉆進過程中堅持每天巡視落實，防止出現注水井偷開現象，特別是冬季施工。4）鉆井液比重高，靜液柱壓力大，下鉆下套管要注意返泥漿情況，開泵時排量由小到大，避免井漏情況的發生。5）淺地層水侵后全井高密度鉆進，增加短起下次數，保證井眼通暢。