含泥岩水平裸眼井砾石充填失败原因分析

万 祥，李君宝，和鹏飞，王允海，邓永刚

（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452）

含泥岩水平裸眼井砾石充填失败原因分析

万 祥，李君宝，和鹏飞，王允海，邓永刚

（中海油能源发展股份有限公司工程技术分公司，天津 300452）

渤海地区水平裸眼井逐年增多，通过独立筛管防砂井不同程度出砂。针对此种情况，在出砂井侧钻后或相同层位井采用砾石充填防砂工艺效果显著。有些储层段、泥岩段的缩径和坍塌问题是影响现场施工造成充填失败从而对后期生产造成影响的关键因素。当钻遇泥岩坍塌时，会造成循环压力过高而无法进行充填的严重后果。因此以渤海2口水平裸眼井为例，对砾石充填失败原因加以分析。

水平裸眼井；泥岩；砾石；充填失败；渤海油田

1 作业背景

1）油藏特征。Q油田含油层为明下段，地面原油具有黏度高、密度大、胶质沥青质含量高、含硫量低、含蜡量低、凝固点低等特点，属于重质原油。C油田原油密度大、黏度高、气油比低的特点。

2）井身结构。海6H井采用三开井身结构，水平段为215.9mm井眼，下入139.7mm优质筛管砾石充填完井；海17H1井采用三开井身结构，由海30H井340mm套管开窗侧钻，水平段为215.9mm井眼，下入139.7mm优质筛管砾石充填完井。

3）井眼轨迹。海6H井和海17H1井均为水平裸眼井，井眼轨迹为两段式造斜。海6H井初次造斜点210m，初次造斜终点917m（井斜角53°、方位角353°），二次造斜点1 296m，二次造斜终点1 748m（井斜角90°、方位角317°），完钻深度2 172m（井斜角90°、方位角312°）。海17H1井初次造斜点160m，初次造斜终点450m（井斜角29°、方位角81°），二次造斜点1 170m，二次造斜终点1 828m（井斜角87.6°、方位角97°），完钻深度2186m（井斜角87.5°、方位角96°）。

4）测井解释。海6H井水平裸眼段长度425m，出套管鞋斜厚128m（1 747～1 867m）测井解释为泥岩，1 867～2 160m为油层。海17H1井水平裸眼段长度425m，出套管鞋128m（1 828～1 956m）测井解释为泥岩，其余井段解释为油层。

2 砾石充填情况

1）海6H井砾石充填作业。海6H井采用215.9mm裸眼+139.7mm筛管砾石充填方式完井，充填砾石20/40目陶粒，水平裸眼段全部下入筛管。坐封顶部封隔器，将管柱置于充填位置，在防喷器打开及关闭情况下做循环测试，关闭防喷器：泵入排量2/4/5/6/7bpm，返出排量1.9/3.7/4.7/5.5/6.4bpm，钻杆压力56/180/276/380/508psi；打开防喷器：泵入排量2/4/6/7bpm，返出排量1.9/3.7/5.5/6.4bpm，钻杆压力28/99/204/262psi。砾石充填作业：泵速6.5bpm，砂比0.5ppg，泵压190～240psi。累计泵入20/40目陶粒5 130lbs后泵压突然快速上涨至1 590psi，立即降低排量至4bpm，泵压仍然继续快速上涨至1 615psi，停泵，快速上提管柱至反循环位置，关防喷器，泥浆泵反循环过滤KCL盐水直至返出干净，累计返出陶粒1 448lbs，实际充填陶粒3 682lbs。根据压力情况，采用2bpm和3bpm两个排量进行了6组循环测试，分别进行工具的循环通道、循环漏失情况验证，经过测试发现工具循环通路正常，循环漏失情况较之最初的循环测试没有异常，终止充填作业。

2）海17H1井砾石充填作业。海17H1井采用215.9mm裸眼+139.7mm筛管砾石充填方式完井，充填砾石20/40目陶粒，水平裸眼段全部下入筛管。坐封顶部封隔器，将管柱置于充填位置，防砂泵做循环测试。泵速2bpm，泵压27psi；泵速4bpm，泵压270psi；泵速6bpm，泵压持续上升至800psi，并仍有上涨趋势，停泵。检查确认充填防砂流程及阀门状态正确，重新定位充填位置，防砂泵再次做不同排量循环测试，泵压仍有上涨趋势，停泵。不能够满足充填设计最小排量，放弃充填。

3 原因分析

1）海6H井充填失败原因分析。现场实际作业，压力陡然升高排除设备及流程问题，主要原因为井下工具问题或地层坍塌造成循环路径堵塞。而后现场进行的二次循环测试验证井下工具正常，确定为泥岩水化膨胀造成缩颈甚至坍塌导致循环路径堵塞，从而引起压力陡然升高无法继续充填。

2）海17H1井充填失败原因分析。与海6H井情况基本相同，已排除设备及充填流程问题，且现场后续对循环路径测试也排除了井下工具问题，最后确定为泥岩水化膨胀造成缩颈甚至坍塌导致循环路径堵塞，从而引起压力陡然升高无法继续充填。

4 应对措施

1）在保证与地层配伍的情况下增加钻井液防失水性，增加抑制性，从根本上减小泥岩坍塌可能。

2）防砂管柱到位后，在保证作业前提下尽量减少停泵时间，尽快进行充填作业，保证裸眼段一直有流体流动，减小坍塌可能。

3）使用防泥岩坍塌充填工具，增加备用通道，在泥岩坍塌情况下使用备用通道保证充填作业顺利实施。

[1] 王志刚，李爱芬，张红玲，等.砾石充填防砂井砾石层堵塞机理实验研究[J].中国石油大学学报：自然科学版，2000，24（5）：49-51.

[2] 杨喜柱，刘树新，薛秀敏，等.水平井裸眼砾石充填防砂工艺研究与应用[J].钻采工艺，2009，31（3）：76-78.

Failure Analysis of Gravel Filling with Boulder Horizontal Barehole

Wan Xiang，Li Jun-bao，He Peng-fei，Wang Yun-hai，Deng Yong-gang

The level of open hole in the Bohai area is increasing year by year，and the sand is produced by the independent sieve sand control.In view of this situation，in the sand drill after drilling or the same level of the use of gravel packing sand control effect is significant.The problem of shrinkage and collapse of some reservoir sections and mudstone sections is a key factor influencing the failure of filling in the field and the impact on the later production.When the mudstone collapse，will cause the circulation pressure is too high and can not fill the serious consequences.In this paper，two reasons for the failure of gravel packing were analyzed.

horizontal open hole；mudstone；gravel； filling failure；Bohai oil field

TU457

A

1003–6490（2017）10–0027–01

2017–07–20

万祥（1986—），男，天津人，工程师，主要从事海洋石油钻井技术监督与管理工作。