新型承压堵漏技术在吐哈盆地 L356井的应用

新型承压堵漏技术在吐哈盆地 L356井的应用
王广财;胡刚;李德寿;杨荣奎;李俊;杨万成;蔡文军
【摘要】在吐哈盆地台北凹陷鄯善弧形构造带侏罗系三间房组下部地层勘探开发钻井过程中，恶性井漏频繁发生，严重影响了丘陵油田的开发上产效果。

针对该区块恶性漏失问题，通过对井漏漏失规律的分析，研发了一种新型承压堵漏技术，该技术利用不同粒径的不规则刚性封堵剂的边缘效应，在裂缝中挂住架桥，大颗粒架桥，小颗粒逐级填充；复配各种弹性材料和可变形的材料进一步封堵，在近井壁形成一层致密的隔层，阻止裂缝的继续扩延，展现了新型堵漏材料的封堵能力，从而提高地层承压能力。

通过室内试验，利用JHB‐Ⅱ高温高压堵漏试验仪，开展动态模拟堵漏试验，结果可承压6M Pa。

新型承压堵漏技术提高了地层承压能力，在L356井的成功应用，为该区块恶性井漏堵漏技术提供借鉴作用，具有良好的推广应用价值。

【期刊名称】《长江大学学报（自然版）理工卷》
【年(卷),期】2016(013)002
【总页数】5页(P56-60)
【关键词】恶性井漏;承压堵漏;承压能力;吐哈盆地;L356井
【作者】王广财;胡刚;李德寿;杨荣奎;李俊;杨万成;蔡文军
【作者单位】中石油吐哈油田分公司工程技术研究院，新疆鄯善838202;中石油吐哈油田分公司工程技术处，新疆鄯善838202;中石油吐哈油田分公司生产运行处，新疆鄯善838202;中石油吐哈油田分公司工程技术研究院，新疆鄯善838202;中石油吐哈油田分公司工程技术研究院，新疆鄯善838202;中石油吐哈油田分公
司工程技术研究院，新疆鄯善838202;中石油吐哈油田分公司工程技术研究院，新疆鄯善838202
【正文语种】中文
【中图分类】TE28
[引著格式]王广财,胡刚,李德寿,等.新型承压堵漏技术在吐哈盆地L356井的应用[J].长江大学学报(自科版) ,2016,13 (2):56～60.
目前,吐哈盆地随着钻探领域的拓展以及新老油田的进一步开发,裂缝发育地层、破碎性地层、窄(负)安全密度窗口地层等钻探工作越来越多[1,2]。

在这些地层钻井时常常出现持续性井漏、漏溢同层、井壁坍塌等难题。

这些难题出现的主要原因是地层承压能力低,低承压地层钻井难题已成为吐哈油田目前钻井及钻井液研究领域中的一项瓶颈技术[3,4]。

因此,开展承压堵漏技术[5～9]是安全、快速、高效钻井研究领域的一个方向。

L356井是位于吐哈盆地丘陵油田L3区块的一口开发采油直井,钻井目的是提高西山窑油藏下油组储量动用程度和采油速度,减缓油田产量递减。

设计井深3266m,地质分层情况见表1。

1)丘陵油田已注水开发多年,地层压力系统发生了变化,导致异常高压或低压,原始地层压力较低的层段极易发生漏失。

2)三间房组下部地层砂泥岩互层,存在断层带,纵向裂缝发育,在诱导裂缝作用下扩张引起钻井液漏失。

3)钻进过程中,地层漏速极快,易失返,漏失量大,堵漏材料难以滞留堆集在漏层内入口附近,堵漏钻井液冲稀后,难以凝结固化,或使凝结强度大大降低,从而使堵漏失败。

4)堵漏剂形成的填塞层不能承受井内流体和地层流体压差,承受缝面岩石的闭合应力,易被压破,导致堵漏失败。

3.1 承压堵漏原理
新型承压堵漏材料利用不同粒径的不规则刚性封堵剂和各种堵漏材料复配而成,在
刚性封堵剂和惰性材料架桥、填充的基础上,弹性材料和可变形材料进一步封堵,在
近井壁形成一层致密的隔层,阻止裂缝的继续扩延,展现了新型堵漏材料的封堵能力,从而提高地层承压能力[10]。

3.2 承压堵漏材料特性
1)新型承压堵漏剂新型承压堵漏剂按照颗粒粒径从大到小依次分类为XD-1(1.5～
3mm)、XD-2(0.75～1.5mm)、XD-3(0.4～0.75mm)、XD-4(0.2～0.4mm)、
XD-5(0.074～0.2mm),大部分呈正六面体颗粒状、不规则的非球形物质,由于边缘
效应,容易在裂缝中挂住架桥,大颗粒架桥,小颗粒逐级填充,才能够快速地形成填塞层。

2)惰性材料惰性材料有核桃壳、云母片等,它们在堵漏过程中卡住漏失通道的“喉道”,起“架桥”作用,变缝为孔,变大孔为小孔。

3)弹性材料弹性材料有棉籽壳、锯末等,它们在堵漏浆液中起悬浮作用,在形成的堵塞中它们纵横交错,相互拉扯,因此又被称为“悬浮拉筋剂”,将填塞层紧紧地连在一起,大大增强了滤饼的强度,所以形成的填塞层在漏失缝隙中很难移动,增加填塞层的牢固性。

4)变形填充材料变形填充材料有超细碳酸钙、单封、沥青等,它们在通道中起“填充”作用,各级颗粒填充剩余空间,使漏失通道由小变无,在近井壁形成致密泥饼。

3.3 室内评价试验
利用JHB-Ⅱ型高温高压堵漏试验仪(该仪器最高工作压力15MPa)进行了室内堵漏模拟试验,试验采用(1～5)mm×35mm×70mm人造缝板,试验温度80℃,慢慢加压至7.5MPa,循环,测量1h滤失量,泄压后,拆开封板观察堵漏材料封堵情况,如图1、
2所示,试验结果如表2所示。

从试验结果可以看出,新型承压堵漏剂XD系列起到骨架作用,与弹性材料紧紧连在
一起,增强封堵牢固性,填充材料可降低滤失量,根据不同宽度的裂缝,随着固相含量越高,封堵裂缝的宽度越大,封堵效果越来越好。

其中配方1能有效封堵1～2mm封板,而对于3mm封板,当压力加至4.5MPa时全部崩漏;配方2能有效封堵2～
4mm封板;配方3能有效封堵3～5mm封板,且承压能力大于7.5MPa。

L356井的井深结构为Ø273.1mm×501.02m+Ø241mm×3266m,钻井液体系为
普通聚磺钻井液体系。

4.1 前期漏失情况
该井二开钻至2301m时因地层承压能力低发生恶性漏失,井口失返;先后采用降密度、提黏度、综合堵漏、打水泥堵漏、雷特堵漏等多种堵漏方式,单、双阀尔钻至2807m起钻,下钻过程遇阻划眼,分别在2307、2400和2807m处发生恶性漏失;
采用打水泥、综合堵漏、雷特堵漏均未见明显效果,无法继续钻进。

共漏失泥浆1421.77m3,损失时间278.33h(表3)。

4.2 现场施工技术措施
4.2.1 堵漏措施分析
L356井为典型的泥岩砂岩互层,因断层的作用,形成破裂带,容易导致井漏的发生[11～13]。

前期采用降密度、综合堵漏、打水泥堵漏、雷特堵漏等多种措施多次
堵漏均未成功,分析认为前期堵漏失败的原因有堵漏材料粒径复配不合理,起下钻扩、刮、划井眼导致堵漏失败。

因此,需要使用不同粒径的粗细不规则的承压堵漏材料,
进入裂缝深处进行封堵。

4.2.2 堵漏技术方案
采用新型承压堵漏技术,停钻静止堵漏8h。

堵漏浆配方如下:清水+8%膨润土
+0.1%Na2CO3+ 5%单封+5%综合堵漏剂+15%超细碳酸钙+0.1%XD-
1+0.2%XD-2+0.5%XD-3+5%XD-4+ 10%XD-5。

室内动态模拟堵漏试验结果如表4所示。

新型承压堵漏钻井液体系能有效封堵1～5mm裂缝,在承压6MPa的
条件下,稳压60min无压降,完全满足现场施工需求。

4.2.3 现场施工措施
1)合理确定新型承压堵漏钻井液体系的粒度和固相含量分布,确保堵漏剂有效含量,
以提高堵漏效果。

2)配制60m3新型承压堵漏钻井液,打入井筒52m3,替浆15m3,将新型承压堵漏钻井液连续替至漏失层段。

3)关闭封井器,采用低泵冲、单阀,少量多次的方法进行蹩压作业。

4)观察立管压力、套管压力和挤入量,直至井筒内新型承压堵漏钻井液全部替完。

立管压力和套管压力稳压60min,压降小于0.2MPa。

施工数据如表5所示。

4.3 现场应用情况
2014年10月12日,下光钻杆进行承压堵漏,蹩压13次,共挤入新型承压堵漏钻井
液21.77m3,套压3.5MPa,稳压60min无压降,起钻,静止堵漏8h。

2014年10月14日,下钻到底,单、双、三阀逐级开启循环,无漏失,继续钻进至2809.12m,进尺2.12m,长拉至1997m,下钻到底大排量循环,仍未见漏失,恢复正常钻进,说明堵漏成功。

堵漏前后钻井参数如表6所示。

1)新型承压堵漏技术成功地解决了L356井的恶性井漏难题,提高了侏罗系三间房组、泥脖子组和西山窑组地层承压能力,为后续钻进打下了坚实的基础。

2)新型承压堵漏材料粒径复配考虑了各种刚、弹、不同粒径颗粒以及细目数的超钙、单封、土粉和大分子聚合物之类的材料,是承压堵漏技术的关键点。

3)新型承压堵漏施工工艺采用低泵冲,少量多次,间歇式关井承压,取得了良好的应用效果。

4)新型承压堵漏技术在L356井的成功应用,为该区块恶性井漏堵漏技术提供了借鉴作用,具有良好的推广应用价值。

【相关文献】
[1]丁红,巩小雄,杨玻,等.吐哈探井防漏堵漏技术探讨[J].钻采工艺,2007,30(5):153～155.
[2]张彦平,田军,赵志强,等.波纹管堵漏技术在吐哈油田L7-71井的应用[J].石油钻采工
艺,2005,27(1):20～22.
[3]徐同台,刘玉杰,申威,等.钻井工程防漏堵漏技术[M].北京:石油工业出版社,1997.
[4]王广财,熊开俊,张荣志,等.吐哈油田恶性井漏堵漏技术研究与应用[J].长江大学学报(自科
版),2014,11(2):102～104.
[5]刘金华,刘四海,陈小锋,等.承压堵漏技术研究及其应用[J].断块油气田,2011,18(1):116～118.
[6]刘四海,崔庆东,李卫国.川东北地区井漏特点及承压堵漏技术难点与对策[J].石油钻探技
术,2008,36(3):20～23.
[7]王悦坚.塔河油田恶性漏失堵漏与大幅度提高地层承压技术[J].钻井液与完井液,2013,30(4):33～36.
[8]王贵,蒲晓林.提高地层承压能力的钻井液堵漏作用机理[J].石油学报,2010,31(6):1009～1012.
[9]邱元瑞,李家库,胡勇科,等.新型承压堵漏技术在冀东油田南堡3-20井的应用[J].石油地质与工程,2013,27(6):138～141.
[10]任茂,苏俊霖,房舟,等.钻井防漏堵漏技术分析与建议[J].钻采工艺,2009,32(3):29～31.
[11]李家华,陈文武,公学成,等.丘陵-鄯善交界区域三间房组地层划分及砂体展布特征研究[J].石油天然气学报(江汉石油学院学报),2010,32(2):186～190.
[12]董凤娟,孙卫,贾自力,等.不同流动单元储层特征及其对注水开发效果的影响——以丘陵油田三间房组储层为例[J].地质科技情报,2010,29(4):73～77.
[13]朱玉双,孙卫,梁晓伟,等.丘陵油田陵二西区三间房组油藏注水开发动态特征[J].石油勘探与开发,2004,31(4):116～119.。