渤海灣盆地防漏堵漏工作研究

摘" " 要：隨著石油勘探開發的不斷深入，開發區塊的地質愈加復雜，現場施工的防漏堵漏工作越來越受到重視。以渤海灣盆地葵花島構造KT1井為研究對象，在簡要介紹KT1井井身結構、地層分層數據的基礎上，分別給出目標井二、三、四井段具體的防漏堵漏措施及現場堵漏方案，而后論述了現場井漏的預防及堵漏的流程，并對有關注意事項進行了較為深入的討論。最后指出，在鉆探開發前，需結合地層特性及井身結構對易漏地層進行精確分析，選擇合理的鉆井液配比，充分做好防漏堵漏工作；在鉆井施工過程中，需注意壓力、排量等參數的變化并及時進行調整，同時做好堵漏預案，以便在漏失初期能夠采取有效的堵漏方案，從而降低井漏的影響。

關鍵詞：渤海灣盆地；鉆井防漏；堵漏方案；現場施工

Techniques of lost circulation prevention and plugging in Bohai Bay Basin："Taking KT1 well as an example

LIU Tao， HUANG Lianlu， YANG Jinlong， YU Jianli， YU Qinghe， LI Hua

Drilling Branch of China Petroleum Offshore Engineering Company Limited， Tianjin 300451， China

Abstract：In deeper oil exploration， geological conditions of fields under development become increasingly complex， and more attention is paid to lost circulation prevention and plugging in on-site construction. Taking the KT1 well drilled in Kuihuadao of Bohai Bay Basin as an example， this paper gives a brief introduction of the well structure and stratigraphic layer data to show specific lost circulation prevention and on-site plugging measures and plans for number two， three， and four target well intervals.Then， lost circulation prevention andplugging process in on-site constructionis summarized with further discussion on the corresponding precautions. It is pointed out that a series of work should be carried out. Before drilling， precise analysis should be conductedon layers prone to leakagewith consideration of the formation′s characteristics and wellbore′s structure to obtain a proper drilling fluid formula. During drilling， attention should be paid to parameters such as pressure and flow rate， and adjustments should be made in time. At the same time， a lost circulation prevention plan should be prepared so that effective prevention measures can be taken at the early stages of lost circulation to minimize the influence of leakage.

Keywords：Bohai Bay Basin; drilling leakage prevention; pluggingplan; on-site construction

近年來，我國石油需求量與日俱增，隨著石油的開采，國內常規儲層產量日益減少[1-2]。為了解決上述問題，開始對非常規以及海上油氣進行勘探開發。隨之而來的是開采難度逐漸增加，地質愈加復雜，極易在鉆井工作中出現井漏事件，造成卡鉆甚至井壁坍塌等事故。另外鉆井液一旦漏入地層，將對儲層造成嚴重損害，降低產量，同時封堵漏失裂縫也需花費大量時間和材料[3]，產生巨額費用[4-6]。因此必須降低井漏事件發生概率，做好井漏預防工作[7]。為此，本文以渤海灣盆地KT1井為例，從鉆前井漏預防和現場施工流程等方面，探究了鉆井過程中防漏堵漏的方法和流程，以期為鉆井過程中的井漏控制提供借鑒和參考。

1" " 井區概況

KT1井井深5 835 m，位于渤海灣盆地遼河坳陷灘海東部葵花島構造帶，其主要鉆井目的為預探葵花島構造帶潛山的含油氣情況。該井井深結構及地質情況如圖1、表1所示。

由圖1可知，KT1井分為四個開次，其中二開井段對應深度為1 605～3 810 m，主要為東營組地層，其中，東營組一段1 650 m和東營組三段2 906 m可能鉆遇斷層而發生漏失，需要提前做好防漏堵漏工作；三開井段鉆遇沙河街組和中生界小嶺組地層，其主要為深灰色、褐灰色泥巖地層，易坍塌掉塊，同時在中生界4 417 m左右可能鉆遇斷層，鉆井過程中既要防漏又要維持井壁穩定，面臨窄密度窗口安全鉆進問題；四開對應地層為古生界地層，為主要目的層，主要由海相碳酸鹽巖組成，包括灰巖、白云質灰巖、灰質白云巖等，含少量泥云巖和灰質泥巖薄層，該灰巖地層是防漏重點井段，預計全井段存在高壓、超高壓層，情況復雜，要注意防噴、防漏、防塌、防卡。通過以上分析可知，鉆遇地層極有可能發生漏失事故，需要采取相應的措施進行防漏堵漏。

2" " 目標井具體防漏堵漏措施

通過對鉆遇地層的分析可知，二開至四開均有可能發生井漏，需要對其采取相應的防漏堵漏措施，本文以上述各個開次為對象，對每個開次進行相應的分析。

2.1" " 二開井段

二開井段主要是防止在鉆進至東營組一段1 650 m和東營組三段2 906 m左右可能會鉆遇斷層而產生漏失，因此在鉆遇斷層前，提前在井漿中加入0.1%～1%隨鉆堵漏劑，以提高地層的承壓能力，減小井漏發生的可能性。另外，一旦發生漏失，需要盡快測定漏失速度，并根據漏失速度的大小采取相應的堵漏措施。

在確定合適鉆井液密度的同時，要保持鉆井液具有較強的抑制性，增強鉆井液的封堵、防塌能力，嚴格控制濾失量。保持鉆井液中氯化鉀的含量不低于5%，胺基聚醇的含量不低于1%，并加大級配細目鈣和白瀝青等封堵性材料的加量，以增強鉆井液的封堵、防塌能力，在井壁形成致密的泥餅，控制API濾失量≤5 mL、高溫高壓失水FLHTHP≤15 mL，有效減少濾液進入地層。使用的二開井段鉆井液性能及配方如表2、表3所示。

2.2" " 三開井段

沙河街組深灰色、褐灰色泥巖地層易坍塌掉塊，鉆進中需要控制井漿中有機鹽含量不低于15%（質量分數），維持白瀝青、低滲透和細目鈣等封堵材料的含量不低于2%，以便在井壁形成致密的泥餅，增強鉆井液的封堵防塌能力；控制API濾失量≤3 mL、FLHTHP≤12 mL，有效減少濾液進入地層，按照配方補充不同級配細目鈣、低滲透劑等封堵防塌材料，同時控制合適的鉆井液密度，保證井眼穩定。另外，在中生界4 417 m左右可能會因鉆遇斷層而產生井漏，因此在鉆遇斷層前需提前在井漿中加入隨鉆堵漏材料，以提高地層的承壓能力，減小井漏發生的可能性；此外每次提高鉆井液密度不超過0.02 g/cm3，控制好加重劑的加入速度，盡可能控制在較低的密度，防止人為發生漏失；一旦發生漏失，需盡快測定漏失速度，并根據其大小采取相應的堵漏措施。設計的三開井段鉆井液性能與配方如表4、表5所示。

2.3" " 四開井段

四開井段對應地層為古生界，主要為海相碳酸鹽巖，包括灰巖、白云質灰巖、灰質白云巖等，含少量泥云巖和灰質泥巖薄層。該層為主要目的層，容易發生井漏，在開鉆前配制新漿時，有機鹽含量按設計下限設計，同時全程開啟離心機，嚴格控制鉆井液密度，鉆井液中及時補充級配細目鈣、白瀝青等封堵材料，并維持封堵材料有效含量，其中細目鈣含量在2%以上，加強封堵性能。在設計密度范圍內，使用有機鹽來提高鉆井液的密度，在保證鉆井液較強抑制性的同時，維持較低的固相，保護油氣層，進一步控制鉆井液的濾失量，防止泥巖水化膨脹，做好潛山地層的防漏、防噴、防塌工作。若儲層段發生漏失，則使用可酸溶的堵漏材料進行堵漏，避免對儲層造成永久性的堵塞傷害。設計的四開井段鉆井液性能與配方如表6、表7所示。

3" " 現場井漏的預防及處理流程

3.1" " 井漏的預防

3.1.1" " 合理的井身結構

由于地層的孔隙、漏失、破裂壓力有較大的差別，同一裸眼段中如果地層的孔隙壓力大于漏失壓力或破裂壓力，可使用高密度的鉆井液平衡地層壓力，但如果地層存在漏失通道，則極有可能會發生井漏，所以合理的井身結構是預防井漏的首要條件。目標井三開、四開井段設計的井身結構，主要就是考慮到古生界和元古界灰巖地層易發生井漏的因素，綜合考慮了鉆井風險而采用的井身結構。

3.1.2" " 壓力調整

發生井漏的根本原因是井筒內外壓力不均，井筒內液體壓力大于地層流體壓力，達到一定程度后就會產生井漏，因此在鉆井過程中要實時監測壓力變化，預防井漏的發生。在目標井鉆進過程中，采用相應的措施降低井筒里鉆井液的激動壓力，提高地層的承壓能力，從而可有效防止井漏的發生。

鉆井中鉆井液流變性能差，井眼凈化效果不理想，導致循環壓耗過大；起下鉆、下套管速度過快，導致壓力激動，是造成井漏的主要原因之一[8-9]。通過選用合理的鉆井液密度，達到近平衡壓力鉆井；調整鉆井液流變性能，采用合理的鉆井參數，在振動篩返砂不理想的情況下，采用倒劃眼短起攜巖，以達到凈化井眼的效果，降低鉆井液的環空壓耗；控制起下鉆、下套管速度，特別是長時間靜止后開泵的速度，以減小壓力激動，從而預防井漏。

地層的漏失壓力還取決于地層特性，可采用人工的方法封堵井筒的漏失通道，增大鉆井液進入漏失層的流動阻力，由此提高地層的承壓能力，以達到預防井漏的目的[10]。根據地質提示，古生界和元古界為潛山灰巖地層，這種地層容易發生井漏，因此該井段鉆井使用無黏土相鉆井液體系。

綜上所述，在現場鉆進過程中，主要采取以下防漏措施：第一，鉆進過程中鉆井液密度調整平穩，注意坐崗觀察，保持合理的鉆井液密度；第二，保持合適的鉆井液動切力、靜切力，保證井眼清潔，降低環空的ECD（鉆井液的當量循環密度）；第三，進入易漏地層前，在井漿中加入隨鉆堵漏材料，提高鉆井液的封堵能力，在壓差的作用下，堵漏材料進入漏層，提高地層的承壓能力；第四，在進入地質提示的斷層前，適當增加短起下鉆次數，保持井眼通暢，進入斷層后加強坐崗，密切觀察流量返出與鉆井液池液面變化，一旦發生井漏則按漏失速度采取相應堵漏措施。

3.2" " 堵漏流程

在目標井鉆進過程中發生漏失后，采用以下方法進行堵漏作業：第一步隨鉆堵漏；第二步靜止堵漏；第三步采用橋接堵漏和復合凝膠堵漏；第四步采用膠質泥漿+水泥漿復合堵漏，也是橋接與復合凝膠堵漏的一種互補，在破碎漏失地層可以起到護壁作用，使用于非目的層；第五步采用攔截式堵漏工具堵漏，是將灌滿水泥漿的攔截袋用鉆桿送到大漏點位置，堵住大裂縫[11]。對于大溶洞漏失，上述方法無效時，考慮海水強鉆，穿漏層后下套管封固，具體流程如下[12]：其一，分析發生井漏的原因，確定漏層位置、類型及漏失程度；其二，進行科學的施工設計、精心施工；其三，如果條件允許，強鉆一段，確保鉆穿漏層；其四，下鉆至漏層頂部，堵漏時活動鉆具，防止卡鉆，將堵漏漿的2/3泵入地層，進井筒內；其五，憋壓試漏時要緩慢進行，壓力一般不超過3 MPa，避免造成新的誘導裂縫。

3.3" " 堵漏注意事項

由于井下情況復雜，堵漏時操作不當就會造成堵漏失敗，甚至加劇漏失，造成地層污染以及經濟損失，因此在堵漏操作時，需要尤其注意以下幾點：第一，分析漏層性質，判斷漏失井段，根據漏失速度大小制定堵漏漿量及濃度、顆粒級配比例。第二，根據具體情況確定鉆具的下入深度，一般在漏層頂部10～100 m位置；注替擠排量一般根據具體情況，采用單泵或雙泵，憋壓壓力一般為0.5～5 MPa[13]。第三，按照配制量、堵漏劑加入的增量，通過加重泵加入泥漿，調整泥漿性能，使密度與井漿一致，調節黏切，通常黏度控制在40～60 s左右（需配制的濃度越高，黏度則宜低，但應保證堵漏劑不漂浮）。第四，根據堵漏劑的性質及顆粒級配，按順序加入，加完材料后，堵漏漿體系應均勻穩定。第五，替漿時檢查各上水罐閘門，嚴防竄漏，并作記錄，數據應準確無誤。第六，因堵漏材料顆粒級配與地層漏失通道不匹配而導致的封門現象，可通過間隙關擠的方法進行解決。第七，堵漏施工原則上不允許原鉆具帶鉆頭堵漏，鉆具在裸眼中要處于活動狀態，防止卡鉆，計量應準確無誤，控制好憋壓壓力，防止憋壓過大導致堵漏失敗或憋漏地層。

基于上述研究，結合工程實際，總結出如圖2所示的井漏處理流程樹，可對鉆井堵漏工作提供一定的指導。

4" " 結束語

分析了區塊地層情況，結合井身結構，給出了防漏措施和堵漏流程，分析了主要注意事項，可為現場堵漏工作提供一定的借鑒。

1）在鉆探開發前，需結合地層特性及井身結構，對易漏地層進行精確分析，選擇合理的鉆井液配比，充分做好防漏堵漏工作。

2）在鉆井施工過程中，需注意壓力、排量等參數的變化并及時進行調整，同時做好堵漏預案，使其能夠在漏失初期采取有效的堵漏方案，以降低井漏的影響。

3）結合具體研究區域，通過分析現場施工過程中井漏的預防，以及相應的堵漏流程，對鉆井過程中的堵漏防漏工作進行了梳理，可為現場堵漏工作提供一定的參考和借鑒。

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作者簡介：

劉" " 濤（1983—），男，四川成都人，高級工程師，2007年畢業于西南石油大學應用化學專業，現從事鉆井液技術及管理工作。Email：liut@cnpc.com.cn

編輯：林" " 鮮