高强度堵漏技术在KES1103井的应用

李 龙，尹 达，黄 超，宗世玉，张 蝶

1中国石油集团工程技术研究院有限公司 2中国石油塔里木油田分公司

0 引言

井漏是库车山前区块钻井过程中常见的井下复杂情况之一，不仅损失钻井时间、消耗大量堵漏和钻井液材料、影响地质录井，而且引起井塌、卡钻、井喷，甚至导致井眼报废等事故复杂，是制约勘探开发的首要工程技术难题，造成重大经济损失[1- 6]。

KES1103井设计井深为6 610 m，目的层为白垩系巴什基奇克组。该井采用六开井身结构设计，其中盐上地层(一开、二开)采用水基钻井液体系，盐层及盐下地层(三开至六开)采用高密度油基钻井液体系。该井井漏基本涵盖了山前地区常见的井漏类型：卡盐底井漏、裂缝发育地层井漏、套管鞋井漏、中完固井井漏等，且同一开次包含两套或多套地层压力系统并存，全井筒提高承压能力困难，漏点不易确定，堵漏施工难度大[7- 8]。

1 地质工程概况

KES1103井依次将钻遇新近系康村组、吉迪克组、古近系苏维依组、库姆格列木群、白垩系巴什基奇克组、巴西改组、舒善河组、亚格列木组。钻井过程中面临的主要难题为：新近系康村组、吉迪克组地层胶结疏松，易掉块，造成井径扩大；古近系库姆格列木群盐膏层易蠕变，造成阻卡，并且存在盐间薄弱层，易发生井漏；舒善河组发育薄砂层及泥岩中可能裂缝发育，易发生井漏；亚格列木组以砂砾岩、细砂岩、含砾细砂岩为主，局部夹薄、中层泥岩，易发生井漏、溢流、卡钻等事故复杂；白垩系巴什基奇克组裂缝发育，地应力较强，易发生井漏、溢流及卡钻等风险。

该井三开至六开采用油基钻井液钻至6 770 m完井。期间共计发生井漏30次，累计漏失油基钻井液5 028 m3，累计损失时间2 577.04 h，井漏情况如表1所示。

表1 KES1103井油基钻井液钻进期间漏失情况统计

2 三开盐膏层承压堵漏技术

2.1 三开井漏情况

三开钻进至井深3 525 m，地质预计进入盐层底部，进行卡层作业，钻进至井深3 551 m完钻，换钻头扩眼至该井深时发生井漏(钻井液密度2.37 g/cm3，出口失返)，层位为库姆格列木群下泥岩段。该层段多次堵漏施工后中完，固井期间也发生了井漏。

2.2 三开井漏原因分析

2.2.1 过高井底压力压穿盐下底板泥岩隔层

使用Ø431.8 mm钻头扩眼至井深3 351 m，虽未钻穿盐层，但盐底泥岩隔板层较薄，过高的液柱压力引起盐底隔板被压穿，发生恶性漏失。

2.2.2 固井期间井漏

下套管后固井，环空间隙小，为保证顶替效率需要采用大排量，导致循环压耗高，同时井底堵漏施工后承压能力不足，导致固井期间漏失严重。

2.3 三开井漏施工

2.3.1 高酸溶沉降隔离堵漏

三开井段井漏为卡盐底井漏，采用高酸溶沉降隔离法进行堵漏施工，以保证中完作业顺利进行。使用刚性颗粒堵漏剂(GT系列)配制堵漏浆，泵入井底，待刚性颗粒自然沉降，在井底形成“塞子”，沉淀隔离封堵井底漏层。堵漏配方：油基基浆+10%GT- 2+15%GT- 3+20%GT- 4，总浓度45%左右。采用该堵漏工艺后循环不漏，但地层承压无法满足中完作业要求，下步采用油基钻井液桥浆堵漏工艺，以提高地层承压能力。

2.3.2 油基钻井液桥浆堵漏

采用刚性颗粒堵漏剂复配核桃壳配制堵漏浆，堵漏配方：油基基浆+2%GT- 1+4%GT- 2+5%GT- 3+5%GT- 4+2% SQD- 98(中粗)+2%SQD- 98(细)+3%核桃壳(粗)+ 3%核桃壳(中粗)+0.5%锯末+0.2% 纤维，总浓度26%左右。三开井段使用该堵漏工艺施工，最终地层承压能力6 MPa，稳压15 min不降，达到固井施工要求。

3 四开断层堵漏技术

3.1 四开井漏情况

四开井段钻进至井深5 538.64 m时发生井漏(钻井液密度1.83 g/cm3，漏速26.7 m3/h)，该段地层层位为舒善河组，岩性为红褐色泥岩。

钻进至井深5 585.28 m时发生井漏(钻井液密度1.83 g/cm3，漏速81.6 m3/h)，该段地层层位为亚格列木组，岩性主要为褐色粉砂岩、红褐色泥岩、褐色含砾中砂岩等。自5 585.28 m发生井漏至四开固井结束，钻井施工过程中频繁发生井漏。

3.2 四开井漏原因

3.2.1 亚格列木组地层缝洞发育

井深达到5 584 m后地层欠压实程度逐渐增加，地层孔隙逐渐增大，缝洞发育较好。钻井液相对密度偏高，钻遇缝洞发育易漏地层段而发生井漏。

3.2.2 固井期间井漏

本开次将套环悬挂后回接改为一次性下入，固井期间采取正注反挤施工，导致固井期间井漏严重。

3.3 四开井漏施工

舒善河组处理井漏通过采用静止堵漏、降排量等措施，恢复钻进，并顺利钻穿该层位。亚格列木组处理井漏分为降密度恢复钻进、桥浆堵漏恢复钻进、固井水泥浆堵漏三个阶段。

3.3.1 降低钻井液密度

四开钻井至5 585.28 m发生井漏，地质判断进入亚格列木组，逐步降低钻井液密度1.83↘1.80↘1.75↘1.73↘1.70↘1.68 g/cm3。由于有1 cm左右砾石掉块返出，钻进时挂卡严重，为保证井下安全，将钻井液密度重新提高至1.70 g/cm3，但钻进新地层仍频繁发生井漏，降低钻井液密度已经无法满足治漏的要求，需要采用油基桥浆堵漏工艺。

3.3.2 油基段塞堵漏

漏速≥3 m3/h，配制段塞堵漏浆堵漏。堵漏配方：油基基浆+3%GT- 1+7%GT- 2+5% GT- 3+3%SQD- 98，总浓度10%～18%。亚格列木组井段井漏主要以该堵漏措施为主，既可有效控制井漏，又可减少周期损失。

3.3.3 油基停钻桥浆堵漏

漏失严重时配制堵漏浆停钻堵漏。配方：油基基浆+5%GT- 1+5% GT- 2+3%GT- 3+5%GT- 4+4%SQD- 98(细)+5%SQD- 98(中粗)+2% 核桃壳(细)+1%锯末+0.5%棉籽壳，总浓度30%左右。

4 五开盐膏层承压堵漏技术

4.1 五开井漏情况

五开开钻钻井液密度2.05 g/cm3，钻进至井深6 002.11 m(钻井液密度2.05 g/cm3，漏速9.6 m3/h)及6 030～6 039 m(钻井液密度1.91 g/cm3，漏速3.6 m3/h)发生井漏，该段地层层位为库姆格列木群，采用降低钻井液密度及油基桥浆堵漏措施后恢复钻进。钻进至井深6 060 m时，出现褐色含盐泥岩，为保证井下安全需要提高钻井液密度，因地层压力系数差较大，后续提高密度钻进过程中频繁发生井漏。

五开钻进至6 558.59 m发生井漏(钻井液密度2.19 g/cm3，出口未返)，该段地层层位为库姆格列木群，岩性为褐色泥岩，判断进入目的层。

4.2 五开井漏原因

4.2.1 地质预测不准

地质判断下部地层不会出现盐膏层，钻进井深6 000.6 m提前中完，实际钻进至井深6 060 m时出现褐色含盐泥岩。为保证盐膏层安全钻井，钻井液密度由1.83 g/cm3提高至2.0 g/cm3，并逐渐提高至2.19 g/cm3，导致后续施工过程中频繁发生井漏。

4.2.2 多套压力系统并存

五开上部砂岩段(6 002～6 059 m)薄弱层承压能力较弱，该段地层当量密度在1.9～2.01 g/cm3之间，难以承受平衡盐层蠕变所需的压力。

4.2.3 井深6 558.59 m漏失

漏失原因为过高井底压力压穿盐下底板泥岩隔板层。

4.3 五开井漏施工

为了提高库姆格列木群砂岩地层的承压能力，保证钻井施工过程中具有足够的液柱压力来平衡地层压力，采取以下堵漏措施：

4.3.1 油基钻井液桥浆堵漏

堵漏配方：油基基浆+4%GT- 1+8%GT- 2+10%GT- 3+3%SQD- 98(细)，总浓度25%左右。由于缺乏遇油膨胀堵漏剂等油基钻井液专用堵漏材料，该层段经多次油基桥浆堵漏施工效果均不佳，因而考虑采用水基钻井液桥浆堵漏工艺。

4.3.2 水基钻井液桥浆堵漏

堵漏配方：2%GT- 3+4%GT- 2+2%GT- 1+2%SQD- 98(中粗)+2%SQD- 98(细)+10%核桃壳(中粗)+4%核桃壳(细)+8%核桃壳(粗)+1%锯末+1%棉籽壳+0.1%纤维，总浓度36%左右。使用桥堵措施后，6 030～6 040 m漏层承压能力明显提高，钻井液密度提高至2.0 g/cm3，但还达不到中完下套管要求。

4.3.3 高失水快强箍堵漏

堵漏配方：清水18 m3+0.075%羧甲基羟乙基胍胶+8%BDF- 410+高密度重晶石粉40 t。采用快强箍堵漏施工后，配合上次水基桥浆堵漏，钻井液密度由2.0 g/cm3提升至2.25 g/cm3。

五开井段先后经过5次堵漏，治漏效果明显，最终将密度提高至2.25 g/cm3，满足中完下套管要求。

5 六开目的层堵漏技术

5.1 六开井漏情况

六开钻进至井深6 770.0 m完钻，钻揭目的层巴什基奇克组212 m(未穿)。六开开钻钻井液密度为1.85 g/cm3，钻进过程及固井期间发生井漏8次。

5.2 六开井漏原因

5.2.1 目的层录压能力低

库姆格列木群组下泥岩段岩性以含膏泥岩、膏质泥岩、泥岩为主，夹薄层—中厚层状泥质粉砂岩、膏质细砂岩，薄弱地层承压能力低，高密度条件下易发生压裂性漏失。

5.2.2 高角度裂缝发育易引发诱导性裂缝性井漏

巴什基奇克组岩性以砂岩为主，裂缝极其发育，且裂缝大多为高角度裂缝、垂直裂缝、开启裂缝，钻进过程中遇裂缝性地层而引起井漏。

5.3 六开井漏施工

六开井段井漏为盐底井漏，堵漏施工的目的是为了保证后期中完作业顺利进行。根据六开井段施工要求，采取以下堵漏措施：

5.3.1 雷特桥堵堵漏

堵漏配方：油基基浆+8%NTS- M(粗：中粗=5：3)+2%NTS- C+4%GT- MF+5%GT- 1+5%GT- 2+8%GT- 3+5%GT- 4+0.3%纤维，总浓度36%左右。

5.3.2 降低钻井液密度

六开开钻钻井液密度为1.85 g/cm3，钻进至井深6 562 m密度降至1.80 g/cm3↘1.76 g/cm3↘1.75 g/cm3，井漏得到缓解。

通过桥堵堵漏和降密度措施，井漏得到解除。

6 结论及建议

KES1103井采用油基钻井液钻进期间发生多次井漏，基本涵盖了山前区块常见的井漏类型。基于本井堵漏实践与经验，针对山前井地质特征，提出以下治漏措施：

(1)盐底卡层井漏处理措施：采用高酸溶沉降隔离堵漏工艺，以高密度刚性颗粒为主配置堵漏浆，泵入井内，自然沉降隔离封堵井底漏层；若地层承压无法满足中完作业要求，采用油基钻井液桥浆堵漏工艺，以提高井底承压能力；若井底承压能力仍然无法满足固井要求，采用高失水快强箍堵漏工艺，在井底形成高强度“塞子”，隔离井底漏层。

(2)盐间多套压力系统并存地层井漏处理措施：采用油基桥浆堵漏工艺，应尽量使用抗高温、高强度的油基钻井液专用堵漏材料，若多次油基桥浆堵漏施工效果不佳，建议采用水基钻井液堵漏工艺；针对套管鞋处井漏或近套管处井漏，快强箍堵漏及水基钻井液桥浆堵漏效果明显优于其它堵漏工艺，建议采用水基桥浆堵漏工艺或高失水快强箍堵漏工艺。

(3)微裂/缝裂缝发育地层井漏处理措施：针对间断微小漏失，直接泵入油基段塞堵漏浆至井底，快速封堵裂缝；漏失严重时，停止钻进，起钻至安全井段，配堵油基堵漏浆进行停钻堵漏；针对微裂缝发育地层井漏，尽量使用随钻堵漏或段塞堵漏，可有效减小钻井成本及周期损失。