常规堵漏方法在塔河油田托普台区块易漏层位的堵漏运用

2016-02-24张海军

西部探矿工程 2016年7期

关键词：起钻塔格排量

张海军，彭　勇

（中石化西南石油工程有限公司重庆钻井分公司新疆指挥部，新疆轮台841600）

常规堵漏方法在塔河油田托普台区块易漏层位的堵漏运用

张海军*，彭勇

（中石化西南石油工程有限公司重庆钻井分公司新疆指挥部，新疆轮台841600）

钻井过程中的井漏是井筒内钻井液或其他介质（固井水泥浆等）漏入地层孔隙、裂缝等空间的现象。井漏是钻井工程中常见的井下复杂情况，多数钻井过程都有不同程度的漏失。严重的井漏会导致井内液柱压力下降，引起井壁失稳、诱发地层流体涌入井筒发生溢流、井喷等复杂情况，影响正常钻井。井漏的原因通常是井筒内液柱压力大于地层压力、地层孔隙大、渗透性好、存在溶洞、裂隙等。钻井措施不当也会引发井漏，如开泵过猛、下钻速度过快引起压力激动压漏地层。塔河油田托普台区块普遍存在二叠系、柯坪塔格组，以上地层多发井漏，给钻井生产带来风险及损失，但为了揭开下部油气层，又不得不钻穿二叠系及柯坪塔格组，所以规避井漏给钻井带来的风险是该区块钻井期间的重点，也是难点。

塔河油田；托普台；二叠系；柯坪塔格组；井漏；堵漏；固井

1　井漏的危害及堵漏的意义

新疆塔河油田托普台区块普遍存在二叠系、柯坪塔格组地层多发井漏，给钻井生产带来风险及损失，但为了揭开下部油气层，又必须钻穿二叠系、柯坪塔格组地层，所以规避井漏给钻井带来的风险是该区块钻井期间的重点，也是难点。

井漏对钻井施工造成极大的危害，主要表现在以下几个方面：（1）增加泥浆成本。堵漏要消耗大量的泥浆材料，说一口井大部分泥浆材料都漏掉了，一点也不过分。（2）耽误施工进度。井漏到无法继续时，必须停下来进行堵漏，少则几个小时，多则几天甚至几个月。（3）诱发井下事故。常规桥浆堵漏泥浆失水大、固相含量高，如果润滑性跟不上，就有可能发生钻具与井壁粘附卡钻。（4）造成井塌、井喷事故。井漏使井内液面下降，液柱压力降低，使得液柱压力不能平衡较高地层压力，发生井喷，导致井塌甚至卡钻，如果处理不当，还会导致部分井段或全井段报废，造成巨大的经济损失。（5）影响地质资料的准确性。井漏后，取不到随钻砂样，对地层就无法准确鉴别。（6）损害目的层。大量泥浆进入产层，泥浆加重剂重晶石会对油气层造成严重损害。为了安全高效的进行钻井施工及油气的开采，发生井漏后往往会采取堵漏的方式来保证井内安全。

2　常规堵漏方法在托普台区块的运用

以TP325井和TP337X井为实例，分别对该区块易发井漏层位进行堵漏施工详解。

2.1实例一：TP325井二叠系堵漏

TP325井于2012年8月13日13：00下Ø127mm光钻杆，后进行二叠系堵漏施工作业，做地层承压验堵，满足工程施工要求不低于8MPa（8.3MPa降至7.9MPa），于8月14日21：00起Ø127mm光钻杆完，共耗时56h（折合2.33d）。

2.1.1基本数据

（1）二叠系井段：4598～4851m，段长253m。岩性：深灰、灰绿色英安岩下部夹少量黑色玄武岩，横向、纵向裂缝较发育，易漏、易破碎、易垮塌。承压堵漏井段4569.17～4862.65m，段长293.48m。

（2）上层套管有关数据：Ø244.5mm套管，管鞋下深4569.17m，套管内径222.52mm。

（3）地破试验：三开钻进至井深4576.01m，做地破试验，泥浆泵打压至17MPa，地层破裂，破裂压力17MPa，渗漏压力14.5MPa，泥浆密度1.30g/cm3，地层破裂当量泥浆密度1.68g/cm3。

（4）堵漏钻柱结构：铣齿接头+Ø127mm光钻杆。

（5）井眼数据：套管内容积3.88m3/100m，套管环空容积2.61m3/100m，Ø127mm钻杆内容积0.916m3/ 100m，4862.65m钻杆内容积 44.54m3，裸眼容积3.84m3/100m（井径扩大率5%），裸眼容积11.28m3。

（6）钻进泥浆性能：密度1.34g/cm3，粘度45s。

2.1.2TP325井二叠系堵漏前概况

在二叠系钻井过程中，钻进至4728.94～4735.38m钻速变快并发生渗漏，最高漏速11.7m3/h，平均漏速5.08m3/h，持续时间3h，随后采取降低排量钻进，控制泥浆漏失量；井深4857.80～4858.10m钻进过程中多次发生渗漏，井深4891～4892m钻进时漏失3.2m3；钻井过程中有少量地层剥蚀掉块，二叠系钻进及起钻共漏失18.45m3。钻穿二叠系20m以后，直接起钻为做地层承压试验。

2.1.3TP325井二叠系堵漏施工

二叠系钻进期间发生漏失，漏失泥浆量不多，揭开漏层时的漏失速度也不大，说明地层存在裂缝，裂缝发育较好，但是裂缝不大。因此现场优先考虑桥浆堵漏作业，提高地层承压能力：采用中小颗粒为主、大颗粒为辅，浓度30%左右的堵漏浆封堵二叠系地层，进行承压堵漏。

（1）堵漏浆配方：密度1.34g/cm3基浆40 m3+润滑剂1桶+3%核桃壳（细）×1.0t+2%核桃壳（中粗）×0.8t +1%核桃壳（粗）×0.5t+3%SQD-98（细）×1.2t+2% SQD-98（中粗）×0.8t+1%SQD-98（粗）×0.5t+2%果壳（细）×1.0t+2%CXD×1.0t+2%蛭石（细0.25～0.71mm）×1.0t+0.5%锯末（细）×0.25t+2%PB-1×1.0t+ 4%QS-2×2.0t+3%土粉×1.0t+8%3H×3.0t。共加入14.05t堵漏材料，配置浓度30%堵漏泥浆。

（2）堵漏施工过程：下Ø127mm光钻杆到底，首先开泵通水确保钻具水眼畅通，然后泵入堵漏浆24.6m3，顶替井浆42m3，替浆后钻具内预留堵漏浆2m3，再将套管起钻至套管内，关井从环空打压憋压挤堵。本次憋压挤堵共泵入井浆12.7m3，泄压前立压8.0MPa，泄压回吐泥浆0.8m3，共挤入堵漏泥浆12.1m3，挤堵效果很好。开井静止候堵2h后循环泥浆，下钻至井底循环筛出井筒内剩余堵漏浆。

2.1.4TP325井二叠系堵漏小结

本井承压堵漏一大特点：地层裂缝发育较好，但裂缝不大，地层吃入量较大，地层共吃入堵漏浆17.91m3。从堵漏结果来看，地层承压能力提高到8MPa，井底当量泥浆密度提高到1.51g/cm3。本次堵漏配方合适，堵漏效果很好，满足后续钻井施工要求。堵漏中几个关键点：（1）堵漏施工过程中，间断泵入井浆，将环空内堵漏浆压入地层，地层能缓慢吃入堵漏浆而压力缓慢上升，力求让地层尽可能多的吃入堵漏浆，但是注意控制好排量，在地层突然发生破裂（即压力由升到降），这时应立即停泵，防止瞬间泵入量过大，人为造成地层裂缝延伸、增大，影响堵漏效果。（2）中间挤注时，间隔一段时间。每次泵入堵漏浆停泵后，压力均比之前高，说明吃入难度在增加，堵漏浆封堵裂缝产生效果，达到承压堵漏的要求。（3）由于堵漏浆配方中含有3H，在憋压堵漏后，开井静停2h，一方面是等待堵漏材料膨胀，另一方面是等待地层缝隙自行闭合，这一步骤是必须要做的，然后筛出堵漏浆，做地层承压试验一次成功。

2.2实例二：TP337X井柯坪塔格组堵漏

TP337X井钻遇柯坪塔格组复杂地层，多次发生井漏，严重影响钻井生产，如何快速有效地堵漏成功，是本井取得巨大效益的前提。

2.2.1基本数据

（1）井眼尺寸：Ø215.9mm。

（2）上层套管有关数据：Ø244.5mm套管，管鞋下深：4811.94m。

（3）井浆性能：密度1.36g/cm3，粘度62s。

（4）地质情况：柯坪塔格组地层岩性为灰色细粒砂岩，深灰，绿灰色泥岩，根据现场情况，综合分析判断漏失层位是塔塔埃尔塔格组与柯坪塔格组地层的砂岩。

2.2.2TP337X井柯坪塔格组井漏情况

（1）2013年12月28日15：00下常规钻具至井深5918m（距井底0.3m）开泵循环，15：51井口突然失返，漏失泥浆5.6m3，起钻简化钻具下入光钻杆堵漏；

（2）2014年1月9日5：30下钻到底恢复钻进，16：30钻进至井深5927.67m，18：27划眼循环处理井下掉块时发生井漏（立压19.5MPa，排量22L/s），18：35立压下降（19.5MPa↘19.1MPa），出口槽流量减小（45.5%↘29.8%），漏失泥浆4.4m3，18：45降排量至10L/s观察，出口返浆较小，漏失泥浆4.7m3。

2.2.3TP337X井柯坪塔格组堵漏施工

2.2.3.1第一次堵漏施工

2013年12月28日15：51下钻至5918m循环，井口突然失返，漏失泥浆5.6m3，起钻简化钻具下入光钻杆进行堵漏。柯坪塔格组循环发生漏失说明环空泥浆失水增稠，循环阻力增大压漏地层，属开启性井漏，地层自身承压能力低，漏层裂缝发育，但裂缝不大。因此现场优先考虑桥浆堵漏：选用中小颗粒堵漏材料为主（封堵）、大颗粒堵漏材料为辅（架桥），浓度30%左右的堵漏浆封堵柯坪塔格组地层，进行承压堵漏。

（1）堵漏钻柱结构：Ø 127mm DP×3432.15m （9.16L/m）+Ø139.7mmDP×2359.05m（11.04L/m）+ Ø127mmHWDP×121m（9.26L/m）。

（2）堵漏浆配方：密度1.35g/cm3井浆60 m3+3%细核桃壳×2.0t+2%中细核桃壳×3.0t+5%中细SQD-98× 3.0t+4%CXD×2.5t+3%蛭石（细）×2.0t+4%PB-1× 5.0t+3%云母×2.0t+5%3H×2.0t，堵漏浆浓度29%。

（3）堵漏施工过程：下钻至井深5917m，注入浓度29%的堵漏浆40m3，返浆0.5m3后出口失返，初始排量10L/s，立压0MPa，注入17m3后，提排量至13L/s，立压升至5.6MPa，后下降至2.5MPa；替井浆50m3，井口未返浆，初始排量13L/s，立压2.5MPa，注入28m3后提排量至18L/s，立压8MPa，后缓慢降至4.5MPa。起钻至套管内静停堵漏2h，循环验漏时发生井漏失返，第一次堵漏失效。考虑到泵注堵漏泥浆后起钻至井深4705m时灌浆2.3m3，环空灌满；分析认为静停堵漏2h的时间太短暂，堵漏材料未充分膨胀、地层裂缝也未开始闭合，继续静停侯堵10h后，1月2日下光钻杆至井深4700m、5300m、5650m、5918m分段循均无漏失。

（4）地层承压试验：起钻至井深4760m，做地层承压试验，井深5918m，套管鞋井深4811.94m，关井泥浆泵打压至8.2MPa，稳压30min，无压降，泥浆密度1.36g/cm3，套管鞋处当量密度1.54g/cm3，井底当量密度1.50g/cm3，堵漏成功。

2.2.3.2第二次堵漏施工

2014年1月5日13：51钻进至井深5923.98m，钻时加快，出口流量突然变小，发生井漏；立压由20MPa降至19.7MPa，泵冲上涨6冲，排量由27.7L/s升高至29.8L/s，钻压由16t很快降至12t，随后采取将排量钻进，以充分揭开漏层；14：00钻进至井深5924.04m，再次发生井漏，出口返浆量非常小，漏失密度1.36g/cm3泥浆19.4 m3，14：05降排量观察，排量由29.8L/s降至13.8L/s，漏失1.36g/cm3泥浆3.4m3，出口返浆量较小，15：00因井漏地层剥落掉块，起钻阻力太大，带泵起钻甩出7根单根，出口返浆量较小，漏失1.36g/cm3泥浆2.7m3，18：00起钻至井深4700m（吊灌泥浆9.1m3），20：00静止观察（补浆0.2m3），22：00循环观察液面（排量由13.8L/s升至27.6L/s发生漏失，后又降至13.8L/s，漏失1.36g/cm3泥浆8m3），24：00起钻至井深4100m（吊灌泥浆6.9m3），共计漏失1.36g/cm3的泥浆49.7m3。

分析第2次井漏情况，初步判断地层破碎、裂缝发育、地层的破裂压力低，承压堵漏施工过程中，地层的吃入量大，决定选用桥浆+3H承压堵漏：加大堵漏泥浆注入量，加大堵漏材料粒度，提高堵漏泥浆浓度；用粗粒材料架桥、中颗粒为辅、纤维堵漏剂和小颗粒为主进行封堵。

（1）堵漏钻柱结构：Ø 127mm DP×3432.15m （9.16L/m）+Ø139.7mm DP×2359.05m（11.04L/m）+ Ø139.7mm HWDP×128m（9.26L/m）。

（2）堵漏浆配方：密度1.35 g/cm3井浆60 m3+2%核桃壳（细）×1.5t+2%核桃壳（粗）×1.5t+5%SQD-98（粗）×3.0t+3%SQD-98（细）×2.0t+8%CXD×5.0t+3%蛭石（细）×2.0t+4%PB-1×2.5t+3%云母×2.0t+6%3H× 3.0t+2%锯末×1.0t+1%棉子壳×1.0t+QS-2×3.0t，总浓度35%左右。

（3）堵漏施工过程：下至井深5800m、5200m处分2次注入堵漏泥浆，分别泵入25.5m3、22.5m3，起钻至4400m关井憋压多次挤注堵漏泥浆，立压从0↗12.4MP，累计挤入6.8m3、憋压候堵30min后泄压，地层回吐泥浆1.2m3。

（4）静停候堵2h再循环验漏无漏失。

（5）地层承压试验：井深5927.67m，套管鞋井深4811.94m，泥浆泵打压至8.4MPa，稳压30min，无压降，泥浆密度1.36g/cm3，套管鞋处当量密度1.54g/cm3，井底当量密度1.50g/cm3，堵漏成功。

2.2.4TP337X柯坪塔格组堵漏小结

柯坪塔格组地层破碎，裂缝发育，在揭开新地层后会继续发生漏失，地层吃入量比较大，但是裂缝不大。从堵漏效果看，本井柯坪塔格组堵漏已满足施工要求。堵漏中几个关键点：

（1）挤堵施工过程中，间断泵入井浆，将环空内堵漏浆压入地层，地层能缓慢吃入堵漏浆、压力缓慢上升，力求让地层尽可能多的吃入堵漏浆，但是注意控制好排量，防止泵入量过大，造成地层裂缝延伸、增大，影响堵漏效果。

（2）中间挤注时，间隔一段时间。每次泵入堵漏浆停泵后，压力均比之前高，说明吃入难度在增加，堵漏浆在地层中产生效果，达到承压堵漏的要求。

（3）揭开新漏层后，可采取适当降低钻进排量，尽量多揭开漏层再进行堵漏施工，缩短堵漏次数节约堵漏时间。

2.3固井施工前，进行堵漏

针对TP337X井前期柯坪塔格组发生多次井漏这一情况，分析判断下套管时发生井漏可能性非常大，为了能够顺利完成该井三开套管作业，进行全裸眼封堵提高井筒承压能力。

2014年1月31日下光钻杆至井底，期间配制浓度22%堵漏浆100m3，打堵漏浆92m3，封堵全裸眼井段4811.94～6796m，段长1984.06m，起钻至井深4400m，分多次共挤注1.8m3后承压至11.4MPa，稳压40min，压降0.5MPa，泄压回吐1.3m3承压成功。最终在下套管过程中未发生漏失，且在固井过程中也未发生漏失，最终该井油层套管固井质量评优，为后续油气开采提供良好井筒条件。