焦石坝地区中深层防漏堵漏技术研究及应用

2018-06-19梁文利

西部探矿工程 2018年6期

黎亮，梁文利

（中石化江汉石油工程公司页岩气开采技术服务公司，湖北武汉430223）

目前焦石坝地区在中深层（韩家店组、小河坝组）采用钾基聚合物防塌钻井液体系，不能有效解决中深部地层复杂地质条件下的井漏问题，缺乏有效解决方案。因此，开展中深部地层复杂情况，从而为解决复杂情况的对策性研究提供基础，研发出适应地层和钻井工艺要求的防漏堵漏技术。通过本研究可有效降低钻井复杂时效，降低综合作业成本，确保安全钻进。

1 中深层漏失情况统计分析

中深层是指韩家店、小河坝组地层，焦石坝地区在这2个地层钻井过程中，井漏频繁，堵漏次数多，耗时长，成为困扰该地区提速提效的主要矛盾。最近5年焦石坝地区中深层井漏情况统计如表1所示，堵漏情况分析如表2所示。

表1 近5年焦石坝地区中深层井漏情况统计

表2 近5年中深层堵漏情况分析

2 漏失特性分析

（1）井漏发生频繁，承压能力低。焦页XX井钻进中，在2055.8m、2133m、2158m、2223m、2230.54m、2307m等发生漏失，其中第一个漏失点，漏速最大，达到65m3/h，采取桥塞堵漏恢复钻进，后面几个漏失点，漏速不超过10m3/h，采用细颗粒堵漏浆能堵住，但是维持时间不长，采用关井憋压堵漏，不能稳压，造成重复堵漏。

（2）漏失压力低。焦页XX井在进入韩家店组时，钻井液密度降低至1.12g/cm3，钻进至1457m仍然发生漏失，漏速9～20m3/h。

（3）诱导裂缝发育，漏层对液柱压力敏感。焦页XX井等井多井段发生漏失，且在下钻中途循环、下钻灌浆等作业中发生漏失，从堵漏过程等资料分析，裂缝开口尺寸随井筒压力变化明显，地层复漏频率高。

（4）漏层判断难度高。焦页XX井在韩家店组1900～2000m井段发生漏失后，多次桥浆憋压堵漏，仍然发生漏失，由于难以准确判断漏层，最后采用30%堵漏浆，对全裸眼井段进行堵漏，才基本恢复正常钻进。

3 漏失地质特征分析

（1）录井综合分析。以焦页XX井的韩家店小河坝组漏失地质特征进行分析，测录井综合柱状图如图1所示。

图1 录井综合柱状图（焦页XX井）

该井在1779.89m漏失200m3泥浆，通过综合测录井资料分析，得到：岩性特征主要为泥岩、砂质泥岩及少量的泥质粉砂岩互层。电性特征为裂缝发育段声波时差、孔隙度较大，密度较小。

（2）地层剖面特征分析。为了研究清楚地层原因，进行了焦页XX井漏失井地层剖面特征分析，如图2、图3、图4所示。

图2 焦页XX井漏失地层剖面特征

从以上不同漏失井的地层剖面特征分析得知，井位附近没有断层，推测漏失与砂泥岩互层的层理缝有关。

图3 焦页XX-1HF漏失地层剖面特征

图4 焦页XX井5口不同的井漏失地层剖面特征

4 漏失原因分析

4.1 焦石坝岩石矿物分析

通过X射线衍射进行漏失层位的岩石矿物分析，各种岩石矿物含量如表3所示。

4.2 成像测井资料解释分析

通过对漏失层位进行成像测井，研究裂缝倾角及倾向，弄清楚裂缝成因以及类型，如表4所示。

表3 焦页XX井岩石矿物分析

表4 焦页XX井成像测井裂缝解释

由以上分析可知：韩家店组、小河坝组以诱导性漏失为主，韩家店组、小河坝组本来地层没有漏失通道，在由于受到压力激动和提高钻井液密度，造成地层产生裂纹。

5 防漏技术研究

5.1 降低钻井液的密度

二开钻井液密度（尤其是韩家店组、小河坝组地层）降低之后，在预防井漏、减少初始漏失量方面具有良好的效果。

同平台2口井对比分析，比如焦页XX-1HF井，钻井液密度为1.28～1.32g/cm3，漏失量650m3，损失时间7d；而同平台焦页XX-3HF井，将钻井液密度降低至1.14～1.28g/cm3，漏失量0m3，损失时间0d，无漏失、垮塌情况，表明降低钻井液密度具有良好的防漏效果。

5.2 采用胺基硅醇—纳米乳液钻井液技术

5.2.1 钻井液技术特点

（1）低剪切速率粘度高，在井壁表面形成滞流层，阻止钻井液向地层深部侵，弱凝胶在低剪切速率(约7s-1)或静止状态下，能形成分子间弱交联，其粘度达20000mPa·s以上，高速梯度下(约1000s-1)能剪切变稀，仍具有较高的粘度，粘度可达100～50mPa·s，还可以提高带砂能力，防止环空钻屑含量过高，局部密度增加，引发井漏；

（2）高效抑制技术，胺基硅醇抑制剂可以抑制深部硬脆性泥岩地层水化膨胀，降低膨胀压，从而防止微裂缝的开启，为降低钻井液密度提供了良好空间；

（3）纳微米封堵，纳米乳液可以封堵微裂缝，形成内外泥饼，内泥饼渗透率接近于0，阻止钻井液漏失。

5.2.2 胺基硅醇—纳米乳液钻井液技术应用效果

胺基硅醇—纳米乳液钻井液体系在焦石坝地区应用了10口井，该技术的应用效果情况如表5所示。