孤岛区块浅地层水侵应对钻井技术

刘军富

（山东省东营市河口区渤海钻井总公司技术发展中心，山东 东营 257200）

1 浅地层水侵对钻井的影响

1）注水井、注聚井关井泄压过程中，地层压力处于不断变化的状态，因而发生溢流关井后，地层压力难以确定，很难算出压井所需要的钻井液密度。2）地层出水对钻井液污染严重，尤其是地层水中Na+、Ca2+、Mg2+等含量较高，导致钻井液性能发生很大变化，处理难度大。3）地层出水、出聚往往能引起井喷、井漏，卡钻等事故或复杂情况并发。出水后，钻井液密度急剧降低，滤失量增大，滤饼受到破坏，造成井壁不稳，地层坍塌，加重后钻井液流变性、润滑性变差，井底压差增大，极易发生压差卡钻事故；地层出聚合物后，泥浆粘度急剧上升，钻进时容易憋泵，上提钻具遇卡，下放遇阻。4）发生溢流出水后，若处理不及时，易引起井涌或井喷，循环加重后易引起井漏或喷漏同时存在的复杂情况。5）在完井电测时，出水、出聚井段易发生遇阻、遇卡现象。6）固井候凝时，水泥在初凝阶段析出游离态的水，造成液柱压力降低，出水井段易发生溢流出水现象，影响了固井质量。

2 孤岛区块浅地层水侵情况

2018年1月至12月，孤岛油区发生浅地层水侵的施工井共计15口，主要分布于孤岛区块中字号区域。

2.1 2018年孤岛区块浅地层水侵情况统计

中34-斜40、中33-斜40、中14-斜616、中12-平517、中12-平515、中16-平515、中30-斜检20、中28-斜更524、中19-斜816、中11-斜516、中18-平521、中31-平539、中33-平539、中34-平539、中12-斜检3011

2.2 孤岛区块浅地层水侵特点分析

1）孤岛油区浅地层水侵区块主要集中在中字号井，且区域分散，浅地层水侵随机性较强，难以精确定位。2）出水井段主要集中在井深300-600米范围内。3）浅地层水侵后，钻井液密度需提至1.30-1.50g/cm3左右方可平衡地层出水。4）出水地层浅，若发生水侵，给地面施工反应的时间极短，危害性更大。5）浅地层水侵多为污水，污水矿化度高，成分复杂，对钻井液性能影响较大，调整困难，造成成本增加。6）孤岛油区所有施工井都采用泥浆不落地，泥浆需外运，没有大循环池，若发生浅地层水侵，给处理水侵带来了极大的困难。

3 浅地层水侵应对钻井技术优化

3.1 工程技术措施优化

1）注水井停注：注水井的停注全面落实到位，二开前所有关联注水井现场确认，做到300米内必须停，500米内重点关注，1000米内关注；钻进施工过程中每天巡视一次。2）技术人员做技术施工方案过程中重点查阅设计及临井井史，对于发生浅地层水侵可能性较高的井，向甲方申请，在出水点前100米提前提高钻井液比重，压稳地层，避免地层出水。3）加强全员井控安全意识，发生水侵溢流时，能够做到各司其职，高效快速的处理复杂。4）对于浅地层水侵的施工井，起钻要控制好速度，严格按要求灌好泥浆，防止因抽吸或者灌浆不及时再次发生溢流；所有起下钻及接单跟过程中，振动筛返砂口专人观察。5）孤岛油区地层造浆严重，加之浅层高密度钻进，为保证井眼畅通，增加短起下次数，要求200米左右搞短起下一次，且长短结合。6）对于可能发生浅地层水侵的井，与甲方协商，条件允许的前提下变更工程设计，用一开套管封隔出水层，以减少二开施工 困难。

3.2 钻井液技术措施优化

1）固控设备：固控设备的安装标准较普通井更加严格，特别是振动筛所用筛布目数不低于100目，且不存在漏砂子现象。2）加重前控制好基浆性能，充分使用好所有固控设备，保证基浆密度不高于1.12g/cm3，加重采用混重浆或者通过加重漏斗的方式，禁止直接向循环罐中吹灰。3）钻井液加重后，在上部软泥岩地层钻进，加足聚合物胶液，保证钻井液的抑制性，尽力控制岩屑分散侵入钻井液，降低造浆层对钻井液性能的影响，防止钻进中钻井液稠化，固相偏高，打出“问题”井眼。4）钻井液性能以预防维护为主，同时加密处理次数，浅层高密度钻进，钻井液极易出现稠化现象，通过处理剂调节，保证钻井液具有良好的流动性。5）钻井液加重后，振动筛、除砂器随钻井泵全程使用，长短起或全程起下钻后刮拉下的泥饼会对钻井液产生较大影响，第一时间使用离心机清除一周，及时清除掉钻井液中有害故乡的含量。6）浅层高密度钻进，极易出现沾卡现象，在保证钻井液清洁的前提下，及时补充润滑剂，保证钻井液具有良好的润滑性。7）孤岛区块采用钻井液不落地技术，存在泥浆拉运不及时的难题，当钻井液性能不合格且无法调整时，停钻循环短起下等待，禁止盲目钻进，防止糊井眼造成起下钻困难。

3.3 压井工艺优化

上部地层松软，浅地层水侵后压井过程中需要注意下几点：1）孤岛区块出水层的渗透性较好，地层出水量大，关井压力较低，一般采用工程师法压井。2）根据井下压力和出水程度，选择合适的压井密度和压井速度。逐步加重平衡井下压力，严防加重不均、速度过快而压漏地层。3）浅地层水侵时钻井液未处理、不成型，加重时采用混重浆的方式，保证石粉的充分水化，防止因加重造成糊井眼。4）浅层钻井液悬浮力差，节流循环过程中保证钻具在井内的活动范围，防止因沉砂发生卡钻。

3.4 浅地层水侵后的油气层保护

孤岛区块浅地层水侵后，全井高密度钻进，若钻井液性能维护不到位，造成钻井液中的有害固相含量较高，进入目的层后，钻井液中固相颗粒进入油气层，且由于钻井液密度高，进入油气层的流体的含量也高，这些都会对油气层造成损害；针对以上情况，施工过程中注意以下几点：1）在保证压稳出水层的前提下，尽量降低钻井液的密度，钻进过程中禁止盲目将钻井液密度提的过高。2）进入目的层前调整钻井液性能，保证钻井液各项性能合格，特别是固相含量，性能不合格，不盲目钻进。3）孤岛区块通常设计非渗透处理剂、承压堵漏剂等封堵性材料，进目的层前提前加入该材料，增强地层的承压能力，保护油气层。

4 总结与认识

通过对上述技术的研究与应用，钻井速度逐步有效加快，材料成本有所降低，取得了一定的经济效果，已初步形成了孤岛地区浅地层水侵井钻井液应对技术。在以后的施工中注重以下几点的落实，以保井下安全：1）孤岛区块由于浅地层水侵的井越来越多，分布区域也越来越广，出水不确定性增加，要求孤岛区块一开前就应该储备重泥浆和重晶石粉，停注水井。2）加强全员井控意识，真正将坐岗落到实处，发生水侵，及时发现及时处理。3）注水井停注落实做到零放过，钻进过程中坚持每天巡视落实，防止出现注水井偷开现象，特别是冬季施工。4）钻井液比重高，静液柱压力大，下钻下套管要注意返泥浆情况，开泵时排量由小到大，避免井漏情况的发生。5）浅地层水侵后全井高密度钻进，增加短起下次数，保证井眼通畅。