南海西部高温高压井精细化操作实践

2021-12-28中海石油中国有限公司湛江分公司

内江科技 2021年10期

◇中海石油（中国）有限公司湛江分公司肖平韩成

中国南海蕴藏着大量高温高压油气资源，但南海西部高温高压区块最高压力系数达2.49，温度超过200 ℃，超高温高压给油气勘探开发带来的挑战。钻井过程中极易诱发井壁失稳、恶性漏失、钻具粘卡、井涌、井喷、井下断钻具等事故。南海西部经过多年高温高压钻井实践，摸索出了一系列精细化技术，在南海西部25口高温高压井中得到成功应用，应用最高地层压力2.30，最高地层温度215 ℃，最窄压力窗口0.04，有效解决了高温高压钻井难题。

中国南海蕴藏着大量高温高压油气资源，早期高温高压钻井现场施工存在钻井液性能控制难，窄压力窗口条件下循环压耗高引起的井漏风险，高温高密度下固井质量难保障等问题，通过多年高温高压勘探作业总结摸索，在钻进、起下钻、钻井液、固井、下套管等方面总结出了一套适用于南海西部高温高压井作业的成功经验，并取得较好的实施效果[1]。

1 高温高压作业实践

1.1 钻进期间

高温高压井段作业前管鞋承压是关键，根据预测的最高压力系数附加0.2～0.25以上，若不满足，则需要进行挤水泥提高承压，否则可能在钻遇下部高压地层时出现上漏下喷的复杂情况[1-2]。与地质部门密切沟通，结合邻井资料以及随钻标定充分了解下部地层预测情况；同时把握完钻原则，满足取资料口袋即可完钻，避免揭开高压层出现下喷上漏的情况。钻进期间平稳钻参，做好ECD、涡轮转速、循环温度等参数记录，钻遇异常地层控制快钻时进尺不超过1 m，做好应对压力预测误差的准备。目的层钻进，强化所有专业的井控意识及操作习惯，严格执行坐岗制，交接班必须清楚明白；钻进时监测好钻参，起钻前观察液面，起钻及时灌浆，提前标记好可以关井选用的不同尺寸闸板；做好低泵速试验，填写压井施工单进行防喷演习等井控工作，电测期间做好井筒检测。

1.2 钻井液性能控制于维护

做好高温高压目的层井段泥浆性能维护工作[3]，严格控制搬含，均匀加重，切忌加重过快导致比重不均匀引发井漏。钻进期间保持泥浆具有良好的流变性及封堵，控制好失水，留足加重空间，严格控制ECD附加值不超过0.04，降低井漏风险。电测前调整好泥浆整体性能，同时垫入封闭液，提高裸眼段润滑性、抗温性以及泥饼质量，保障电测作业顺利进行。可能出现微裂隙的地层，做好井漏预防以及处理预案。

1.3 起下钻期间

高温目的层井段下钻分段循环降温，记录对应的深度及温度；起钻前，不允许打重浆；起钻前、起至套管鞋处、起至加重钻杆处，静止观察井筒，如有异常情况，及时汇报并查明原因；起钻过程中连续灌浆，加强对灌浆量的监测并作好灌浆量记录；每次起钻时，检查钻头规径，如外径磨损严重，下钻至井底时注意控制下放速度，防止卡钻，或是开泵划眼下钻到底；起下钻期间钻台随时准备好单根，以防应急情况接单根。目的层井段控制起钻速度，防止抽吸引发井控风险。控制钻具下放速度，避免因压力激动压漏地层。

1.4 下套管期间

下13-3/8''及9-5/8''套管悬重较大，下套管前，做好钻井绞车、大绳、套管工具检查及套管送入管串检查，核实状态及数据满足下套管负荷要求，确保工具安全。水下井口工具检查和保养，并储备足量备件，预接套管挂期间注意保护井口和套管挂密封面，同时防止井下落物。提前检查扭矩监控设备，做好气密扣上扣扭矩监控。连接套管挂期间注意作业衔接，避免静止时间过长，导致套管粘卡。水下井口作业采用补偿器的方式坐挂，作业期间密切关注天气情况，尽量避免恶劣天气下套管，详细记录好潮位及钻具方入，计算好坐挂深度，平稳坐挂。地面井口需要提前计算好悬挂重量，避免压坏悬挂器。

1.5 固井作业

四开9-5/8''套管固井质量对目的层意义重大，关乎能否揭开高压层。通过冲洗液、隔离液、首浆、尾浆、先导浆等措施，同时配合加装扶正器、提高顶替排量、井眼清洁等措施提高固井质量[4]。

尾管固井提高套管整体居中度，优选一体式弹性扶正器，增加摆放数量。合理设计泵注排量，保障环空流体上返速度和泥饼清洗效率。前置液化学助剂软化清除泥饼，链式隔离液顶替，适当降低前置液比重。泵注低比重先导水泥浆，改善界面胶结、防止潜在漏失。优化流体流变性能，提高隔离液、水泥浆摩阻差异。选用高温韧性水泥浆体系，提高浆体膨胀性。合理设计尾管坐挂位置，留足井底口袋，保障尾管旋转功能正常。

1.6 其他方面

（1）表层浅层气作业。预测有浅层气的井，采用领眼小钻具组合钻过疑似浅层气深度，泥浆池配制1.2 sg比重的压井泥浆至少80方。钻进期间，保持平台和拖轮人员海面巡视，水下机器人（ROV）坐在井口附近声呐扫描，若出现浅层气则第一时间启动防浅层气程序。条件允许尽量避开疑似的浅层气和建立正常循环井口通道。

（2）入井钻具保障。做好入井钻具的管理工作，送井的钻具、设备需有检验报告，对入井的钻具、随钻工具及时做好监督及复查工作，并收集所有入井钻具的打捞尺寸图。

（3）目的层井控辅助设备。精细控压钻井技术通过精确控制井底压力在安全密度窗口范围内，有效解决因安全密度窗口窄引起的严重井漏、喷漏同存、漏卡问题等井下复杂[5]，实现复杂地层的安全、快速、高效钻井作业的技术。该技术适用于井壁稳定的各类型井，是深井钻井中窄安全密度窗口、多压力系统、长水平段安全、快速钻进的利器。引入测试放喷管汇流程，地面流程可通过远程气动控制或手动控制动力油咀和油咀管汇进行压力控制释放，压力波动更小，能有效防止压井管线结冰堵塞，可燃气体通过燃烧臂燃烧，为高温高压安全作业提供保障。通过钻井游车顶驱往井内顶替重浆，从环空返出至地面流程，地面流程可通过动力油咀和油咀管汇进行压力控制释放，以达到更好的井控效果。设计的流程简单，井底返出的流体可以经过油气分离器、振动筛和除气器除气，可以连续测量返出流体性能，增加艾普放喷流程的好处：①当平台液动阀发生刺漏时可作为第二道屏障继续实施压井作业；②控制更精细，可远程气动控制和手动控制，压力波动更小，能够实现更快压井和防止压漏地层；③能够有效防止压井管线结冰堵塞；④可燃气体通过燃烧臂燃烧，有效保障平台更加安全。为高温高压安全作业提供保障。

2 应用效果

该做法在南海西部高温高压25口井中得到应用，应用最高地层压力2.30，最高地层温度215 ℃，最窄压力窗口0.04。其中LD-X高温高压井邻井作业期间ECD循环当量附加值0.04 g/cm3～0.1 g/cm3，该井通过建立了基于区域大数据统计的ECD环空分配模型，优化了高温高密度钻井液流变性，创新采用了降ECD复合钻具，实现了低排量下井底ECD精确预测及控制，使高温高压井ECD循环当量附加值降至0.02 g/cm3～0.04 g/cm3，最终避免了钻井钻期间发生井漏的情况。该做法在南海西部高温高压区块作业中已得到推广应用，节约了工程成本，降低了作业风险。