盐井施工中刘家沟地层漏失及堵漏技术

韩 金，李宝泰

(陕西省一九四煤田地质有限公司，陕西 铜川 727000)

0 引言

井漏是钻井过程中常见的复杂情况，处理不好就会造成更严重的后果，处理井漏应该有针对性，关键是采取的措施是否能适应地下的实际情况。在陕北区域钻井施工的钻井队都知道，刘家沟地层是一个典型的大漏层，尤其是刘家沟底部更是极易发生井漏，如何更好的预防和控制好这段地层的漏失，是该地段钻井施工必须解决好的问题。

1 盐井施工井漏情况及其分析

陕北佳县地区已经施工的7口盐井均在刘家沟组底部发生漏失，且钻井液漏失量基本一致。

1.1 JZ3井井漏情况

JZ3井于9月20日7∶00二开开钻至10月4日8∶30分井深钻至1 750.50 m(地层为刘家沟组底部)前，上部正常钻进施工，泥浆正常消耗量未见异常。钻至1 750.50 m时井口钻井液失返，钻井液漏失量8 m3。发生井漏时钻井液参数：比重1.10 g/cm3，粘度37 s，失水量11 mL。快速上提钻具，现场重新调配钻井液，继续下钻钻进，顶漏钻进6 m，钻井液漏失45 m3，在顶漏钻进期间井口一直未有钻井液返出。再次配置钻井液，采用单向压力封堵剂配浆并注入井底，随后起钻。停钻12 h后，即10月5日10∶00下完钻，循环钻井液，井口钻井液正常返出。继续观察循环罐内液面，观察1 h液面为下降。10月16日16∶00井深2 537 m进入马家沟地层，开始调配饱和盐水钻井液，当加盐30 t，钻井液比重由原1.10 g/cm3提高到1.19 g/cm3时井口钻井液失返，加盐使井内钻井液比重升高，井内产生的液柱压力大于漏层处的地层压力，导致井口钻井液失返。10月17日调配钻井液，采用堵漏材料进行堵漏，循环钻井液井口正常上返，钻井液漏失量为“0”；10月17日晚21∶00继续向钻井液中加入盐，当钻井液比重升高到1.19 g/cm3时再次发生井漏。因上部刘家沟地层漏失承压能力低，造成井内盐水泥浆无法达到饱和，对后期施工造成严重影响。

1.2 JZ4井井漏情况

JZ4井于11月28日8∶00二开开钻至12月7日8∶40分井深钻至1 782.00 m前，上部正常钻进施工，泥浆消耗量未见异常。钻至1 782.00 m(地层为刘家沟组底部)时井口钻井液失返，钻井液漏失量5 m3，漏失时钻井液参数：比重1.10 g/cm3，粘度38 s，失水量9 mL。快速上提钻具，未对钻井液进行处理，直接起钻。现场井队长、技术员讨论结果，决定采用水泥浆对该地层进行堵漏。于12月8日14∶00开始进行水泥浆堵漏施工，钻具下至1 580 m，用水泥浆25 m3，封固段长550 m，水泥浆平均比重1.75 g/cm3，前5 m3水泥浆中加入速凝剂。待水泥候凝24 h后，12月10日16∶00下钻探水泥塞面在1 480 m，开始扫水泥塞，钻至井深1 821 m时停止钻进，关井做承压试压，最大被压6 MPa，稳压5.5 MPa。继续施工钻进，至井深2 570 m开始调配饱和盐水泥浆，总共加盐55 t，钻井液达到饱和，钻井液比重1.28 g/cm3。后续正常施工钻进。邻近井佳探2井、JZ5井在钻遇刘家沟漏层时，均采用水泥浆堵漏方法，都取得了明显的效果。

1.3 漏失情况分析

从以上施工井实例分析，刘家沟地层井漏原因主要为地质因素。刘家沟地层承压能力低、存在大量的天然裂缝。从岩芯可以看出：①刘家沟地层底部存在天然裂缝，主要以垂直裂缝为主，并极为发育，在压差作用下，裂缝可以进一步扩张；②刘家沟地层漏失井段一般在其底部；③由于漏层存在裂缝，因此使用聚合物钻井液堵漏，当井内产生的液柱压力大于地层压力时，容易反复出现漏失现象。

2 水泥浆堵漏技术

2.1 根据井漏的实际情况制定相应的措施

漏速较小：漏速小可以满足钻进的话，可以强穿漏层后再进行堵漏(配堵漏泥浆，向地层内挤堵漏泥浆，直到地层能够憋住压为止，在进行静堵)，一定要控制在“0”漏速的情况下再进行下部施工。

漏速较大：漏速大满足不了正常钻进，要先进行堵漏将漏速降到能够满足钻进后，再钻穿漏层。钻穿后要用水泥堵漏。直至把漏速控制在“0”为止。如果井漏不控制住就进行下部施工，泥浆性能将无法保证，容易引起粘卡、沉砂卡、井塌等井下事故。

2.2 加快钻井速度

发生井漏后如果经过堵漏无法将漏失完全堵住(将漏速控制在1 m3/h较为安全)，就要加快钻进的速度尽量减少裸眼的侵泡时间。提高钻井液切力和粘度，既可防止井壁坍塌又可以增强地层承压能力。由于在陕北佳县地区施工较少，对于其地层特性了解的还不够深入，所以提出的观点具有一定的局限性。

3 水泥浆堵漏适用地层和堵漏机理

3.1 水泥堵漏适用地层

水泥浆堵漏适用于泥、砂岩交接面，页岩层里面。当钻井液液柱压力达到地层的破裂压力后，地层产生诱导性裂缝发生井漏，当液柱压力远大于地层压力时可能发生失返性严重漏失，其地层开口尺寸随正压差大小发生变化，延伸方向与地层倾角相关，高角度的漏缝更容易引发严重的，难以处理的井漏。

3.2 水泥浆堵漏机理

当水泥浆注入井眼后，施工人员应记录其失去流动性的时间点。即水泥浆的初凝时间，由于水泥浆配置时间的不同，先进入井眼的水泥浆颗粒水化时间长、井底水泥浆温度较高，其中水化时间长，温度高的水泥浆先进入初凝状态。①当先进入的水泥浆在漏层中形成初凝后，水泥浆在漏层中的流动阻力随之增大。为取得良好的堵漏效果，此时应挤注水泥浆，让更多的高稠水泥进入漏层。随着间断挤注水泥浆和施工时间的增加，初凝水泥浆通过运移和析水，不断聚集实现提前初凝；②在严重漏失井眼中应首先测取静液面，求取漏层压力，保证50%的注入水泥浆留在井眼内，起钻至安全井段以备后续作业。

4 结论

(1)水泥浆堵漏相对泥浆堵漏材料经济成本低，且效果明显，是钻井工程中常用的，行之有效的堵漏方法。

(2)失返性漏失或者反复漏失井，应钻穿漏层后采用挤水泥固井，彻底封固漏层后继续钻井。

(3)认识水泥浆初凝阶段的行为特征，选择水泥浆失去流动性的时机进行堵漏作业，可取得良好的堵漏层效果。

(4)针对漏层特征，调整水泥组分，改变水泥浆初凝的稠度变化，可改善堵漏效果。