泌阳凹陷注聚区防漏堵漏技术

郑文武(中石化华北石油工程有限公司技术服务公司，河南 郑州 450006)

0 引言

河南油田为完成产能建设，重点开展老区精细化开发。泌阳凹陷为重点开发老区，经过多年注水、注聚开采，随着注水注聚量增大、层位增加、面积扩大，尤其是下二门工区已出现连通串层、地层压力紊乱，问题突出、复杂频发，施工难度增大。已钻井由承压堵漏情况看，部分井经多次承压，地层承压能力始终较低，如下浅8C1井、下F5-232X1井、下T5-223X1井等，多次承压堵漏后当量钻井液密度仅为1.45～1.55 g/cm3，其原因一是上部破裂压力低，要承压更高难度大；二是堵漏剂粒径、成分还需根据下二门地层裂缝和孔隙大小重新复配。且在同一比重下，部分井同时出现出水和井漏，如下T5-111X2井经承压堵漏后比重分别在1.45 g/cm3、1.52 g/cm3钻进期间既涌又漏。

1 泌阳凹陷下二门区块地质特征描述

1.1 储层特征

泌阳凹陷注聚区下二门油田H2 Ⅳ油组储层物性较好，从孔隙度和渗透率直方图可以看到(如图1所示)，各流动单元孔隙度变化区间较小，主要分布在20%～26%之间，平均孔隙度为23.04%；各流动单元渗透率主要分布在500～2500×10-3μm2之间，平均为1170×10-3μm2。层系小层平面渗透率值变化较大，西部及北部区域渗透率高，渗透率达到2.5 μm2以上，西南方向的渗透率则逐渐降低，最低0.3 μm2左右[1]。

1.2 沉积特征

下二门油田H2 Ⅳ油组岩性复杂，以含砾细砂岩为主，非均质较严重，主要矿物成分为石英、长石、岩屑，胶结物以泥质为主，胶结类型以孔隙型为主，颗粒以次圆为主。

1.3 开发历程

下二门油田H2 Ⅳ油组1978年9月投产以来，至今已有近四十年的开采历史。其中水驱阶段经历了合采稳产、细分综合调整、井网加密完善等三个阶段，进行了井网一次和井网二次加密完善调整，同时实施了分采、分注等完善注采结构调整措施，至2004年注聚结束。

1.4 地质特征总结及存在难题

泌阳凹陷注水(聚)区是河南油田重点开发的老区，区块内井网密集，井间距小，由于经过多年注水、注聚开采，已进入高含水开发后期，地层压力紊乱。并存在以下问题：(1)注聚井多，地层压力紊乱。由于长期注水注聚，局部区域地层产生异常高压，超设计钻井液密度，这是导致多口井发生大量出水复杂的主要原因；(2)胶结类型以孔隙型为主，涌漏同存，堵漏难度大。产层中既存在高压层，又有易漏层。发生出水压井时，极易诱发易漏层漏失，常出现开泵循环漏失，停泵出水的现象。下T5-233C1井由于压力过大，出水量超200 m3/h，无法堵漏。下浅8C1井连续三次堵漏，耗时12.7天，仍无法有效封堵漏层；(3)存在异常高压气层，井控风险高。泌阳凹陷注聚区存在异常高压气层，压井后上部地层发生井漏，下涌上漏，无安全密度窗口，正常施工困难，大大增加了施工的井控风险。下浅8C1井和下F5-232X1井，可燃气体检测最高值达到100%。

2 地层压力预测技术研究

图1 下二门H2Ⅳ油组孔隙度、渗透率直方图

由于采用注水(聚)保持地层压力，因此，单相渗流只在一定时间的局部区域出现，油水两相渗流则更为普遍。利用油藏工程公式预测地层压力的方法，而停注泄压部分则主要是结合现场的停注规范。此方法应用起来方便快捷，缺点是与数值模拟比较起来精度要差一点。此方法根据渗流理论，在了解区块的基本参数，基于压力叠加原理，当注水(聚)多井投产时，地层中任一点的压力等于每口井单独产生时，在该点形成的油水、两相渗流的压力预测表达式为：

式中：f=O或w，采油井取“-”，注水井取“+”；Pm为n口井同时投产在M点形成的压力(MPa)；Re为供给边缘到井区中心的平均距离(m)；Rw为井底半径；Ri为i井到M点的距离(m)；Pwi为地层原始压力(MPa)；Qi为i井的产量，生产井取“+”，注水井取“-”(m3/d)；μ为原油黏度(mPa·s)；K为油层渗透率(μm2)。

3 漏失机理研究

3.1 漏失压力研究

下二门注聚区施工井中，有数口井因溢流后压井发生不同程度井漏。根据前期施工井数据统计分析研究：漏失压力(上部原始地层承压能力)：1.30～1.40 g/cm3，地层承压能力较弱。漏失程度：漏速6～48 m3/h，属于小漏-中等漏失。主要复杂井漏失情况如表1所示[2]。

表1 主要复杂井漏失情况

3.2 漏失层位研究

3.2.1 录井资料分析

以施工井下T5-223X1的上部地层为研究对象，开展岩性特征分析，根据录井现场采样分析，上部地层以砂泥岩互层为主，成岩性差，砂岩主要以砾状砂岩为主，存在多组大段砂岩层，砂样物性好，分析为易漏失层位。

3.2.2 测井资料分析

根据对录井岩屑的分析，判断上部地层井漏的地质因素主要是地层松软承压能力差，并且砂岩层物性好的原因。渗透率是指在一定压差下，岩石允许流体通过的能力。是表征土或岩石本身传导液体能力的参数。其大小与孔隙度、液体渗透方向上孔隙的几何形状、颗粒大小以及排列方向等因素有关，而与在介质中运动的流体性质无关。利用测井方法，对油层上部井段，主要是物性良好的600 m以下的砂岩层进行物性定量分析。通过多口井钻测录资料综合分析，油层上部地层漏失层主要集中在：600 m至油顶。

4 高效承压堵漏技术

结合区域复杂井特点和情况分析，制定了采取“承压防溢”为主，“堵漏治溢”为辅的技术思路。在现有堵漏剂配方上，根据高效承压封堵理论，采用钢性颗粒+弹性颗粒+纤维的复配方法，优选刚性颗粒浓度，并调整颗粒级配。钢性颗粒首先在孔喉或裂缝狭窄处稳定架桥，形成承压封堵层的骨架；纤维材料和钢性颗粒弹性颗粒共同作用，形成致密网架结构，提高承压堵漏层整体结构稳定性。

5 现场应用

5.1 油藏工程法地层压力预测技术

地层压力预测技术及高效承压堵漏技术在泌阳凹陷下二门工区2口井进行了现场试验，所属地层深度范围1 032～1 525m。采用油藏工程方法预测压力下T5-363、下T6-239井目的层地层压力及平均压力系数，拟合率在95%以上，具体如表2，表3所示。

表2 下T5-363井目的层的平均压力及平均压力系数

表3 下T6-239井目的层的平均压力及平均压力系数

油藏工程方法预测压力符合率如表4所示。

表4 油藏工程方法预测压力符合率

5.2 防漏堵漏技术应用

通过先期地层压力预测技术，指导选择合适钻井液密度钻开油层；优化高效承压堵漏浆配方，采取粗中细复配，进行承压堵漏，有针对性的提升上部薄弱地层承压能力。通过油藏工程法地层预测技术及高效承压堵漏技术的应用，两口井均以1.45 g/cm3钻开油层，直至完钻井不涌不漏，单次平均提升当量密度0.30 g/cm3，单井钻井周期缩短21.65%，复杂(故障)时效降低38.72%，为今后在该区块的防漏堵漏作业提供了依据。

6 结语

(1)泌阳凹陷下二门区块多年注水(聚)，地层压力紊乱，上部地层承压能力低，易发生井漏、出水等复杂。

(2)采用油藏工程计算方法预测地层压力，完成了2口井的压力预测试验，拟合率均在95%以上。

(3)针对安全窗口密度窄，漏涌同层复杂，优选出高效承压堵漏配方，单次承压能力提升0.30 g/cm3，复杂(故障)时效降低38.72%，解决了下二门区块涌漏同层问题。