川渝地区井漏现状及治理对策

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沫、 充气流体钻井治漏试验 , 钻井总进 尺 1 367. 17 m, 对治理井漏见到明显效果。对于川渝地区严重 井漏的井, 气体钻井与采用常规钻井堵漏的方法相 比, 可节约大量的处理井漏时间, 钻井时效大幅度提 高。在 4 口现场试验井上 , 用常规钻井、 堵漏的方法 钻井 359. 86 m, 耗时 75 d, 平均日进尺为 4. 80 m, 利 用空气、 泡沫、 充气钻井总钻井进尺 1 367. 17 m, 耗 时 34 d, 平均日进尺为 40. 21 m, 比常规钻井堵漏提 高 7. 4 倍。 2. 微泡沫钻井治漏技术 微泡沫钻井液是一种新型的、 可循环使用的低 密度钻井液体系 , 它为欠平衡钻井、 储层保护、 低压 易漏地层的防漏堵漏提供了一种新的钻井液体系。 与注气泡沫相比 , 微泡沫钻井液具有配制方便、 不需 要地面注气设备、 可循环使用、 成本较低等优点 , 受 到国内外钻井人士 的广泛关注。与常规钻井 液相 比, 微泡沫钻井液具有较低的密度和环空循环压耗 , 能有效降低井下动压力, 起到防漏作用; 同时, 微泡 沫钻井液进入漏层后 , 聚结成# 蜂窝∃ 状的泡沫凝胶 , 对漏失通道产生# 气锁∃ 效应和凝胶封堵, 起到堵漏 的作用。另外, 微泡沫钻井液具有非常好的流变性 和携岩能力, 能有效解决大尺寸井眼的携砂问题。 为解决川渝地区表层严重井漏问题 , 降低井漏 损失 , 提高钻井效率 , 于 2004 年 7 月 25 日在川东北 地区玉皇 1 井开展微泡沫钻井液治漏试验。该井微 泡沫钻井液和微泡沫桥浆在低压易漏表层井段钻进 400 m, 没有因为严重井漏问题而影响钻井工程进
三、 川渝地区井漏治理现状
针对不同的井漏情况, 川渝地区治理井漏的方 法主要有桥浆堵漏、 水泥浆堵漏、 清水强钻、 随钻堵 漏、 桥浆+ 水泥浆复合堵漏等。 ( 1) 井漏治理难度大 , 周期长。在统计的 564 次 井漏中, 处理井漏 910 次 , 单次井漏的平均处理周期 达 30. 09 h 。 ( 2) 治漏方法以桥浆堵漏和水泥堵漏为主。在 治漏次数中, 桥浆堵漏 556 次、 水泥堵漏 155 次、 随 钻堵漏 90 次、 清水强钻 81 次、 其它措施 19 次 , 分别 占统计的 61. 1% 、 17. 7% 、 9. 9% 、 8. 9% 和 2. 1% 。 ( 3) 井漏治理成功率偏低。在统计的治漏方法 中, 桥浆堵漏成功率为 49. 2% , 随钻堵漏为 44. 2% , 水泥堵漏成功率仅为 25. 2% 。尤其是对于 漏速大 于 60m 3 / h 的严重井漏 , 桥浆和水泥浆的堵 漏成功 率仅为 38. 3% 和 20. 9% 。 ( 4) 堵漏材料消耗大。在统计的 556 次桥浆堵 漏中, 消耗桥接类堵漏材料 3 022 t , 平均达 5. 4 t / 次; 在统计的 155 次 水泥浆堵漏中, 消耗堵 漏水泥 3 055 t, 平均达 22. 2 t/ 次。
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钻井工艺
川渝地区井漏现状及治理对策
马光长, 吉永忠, 熊 焰
( 四川石油管理局钻采工艺技术研究院)
马光长等 . 川渝地区井漏现状及治理对策 . 钻采工艺 , 2006, 29( 2) : 25- 27 摘 要 : 川渝地区钻井井漏发生频繁、 类型多、 损失大 , 而且随着重点勘 探区域的 转向 , 井 漏复杂程 度增加 , 治 理难度加大。分析了川渝地区井 漏的工程地质特点、 井漏治理 现状及 治理的 技术难 点 , 提出了要 解决川 渝地区 严 重井漏问题 , 除常规的桥浆堵漏、 水泥浆堵漏和清水强钻外 , 还必须发展气体钻井治漏技 术 ( 包 括空气钻 井、 雾化 钻 井、 泡沫钻井、 充气流体钻井 ) 、 微泡沫钻井治漏技术、 高浓度桥浆随 钻治漏技术以及堵漏工 具等多种 技术的综合 应 用。 关键词 : 井漏 ; 治理对策 ; 桥浆 ; 随钻堵漏 ; 气体钻井
一、 川渝地区井漏的地质特点
四川盆地目前进行勘探开发的油气区域, 是以 砂泥岩和碳酸盐岩相间的沉积区。由于地质条件复 杂, 井漏发生频繁。川渝地区钻井井漏的地质特点 主要有以下几方面: ( 1) 处于褶皱交汇带附近的构造井漏严重。由 于受不同方向强烈构造应力作用, 使断层发育、 地层 破碎严重、 井漏复杂极为突出。如位于大巴山弧形 褶皱带与川渝 东北东向 弧形褶皱 带交汇的 东安 1 井。 ( 2) 在同一构造上的不同部位, 井漏程度不同 , 构造轴部比构造翼部更易井漏。 ( 3) 高陡构造井漏严重。由于造山运动强烈, 高 陡构造地层倾角大 , 地层破碎 , 加之地貌复杂, 相对 高差大, 地表剥蚀严重, 井漏问题十分突出。 ( 4) 纵向上存在多套压力系统。在同一裸眼井 段中 , 出现多压力系统共存, 再加上垮塌等其他复杂
中图分类号 : TE 282 文献标识码 : A 文章编号 : 03
在川渝地区的钻井工程作业中 , 井漏发生频繁 , 类型多 , 井漏造成的损失巨大。特别是近年勘探区 域重点转向地表复杂的山前构造地区以后, 由于受 不同方向强烈构造应力作用, 断层发育、 地层破碎严 重、 井漏复杂程度增加, 治理难度加大。近几年来 , 井漏复杂时率居高不下, 井漏复杂损失时间占钻井 总时间的 5% ~ 8% , 严重制约了钻井工程进度。
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性井漏 , 漏失钻井液及堵漏浆液 1 902 m 3 , 损失时间 121 d, 因堵漏无效, 利用清水强钻导致卡钻而报废; 如鹰 1 井, 嘉陵江 ~ 飞仙关钻遇多处大裂缝井漏 , 漏 失钻井液及堵漏浆液 2 843 m 3 , 损失时间 103 d, 井 漏损失时间占全井钻井总时间的 35. 6% ; 如东安 1 井 , 在 311. 2 mm 井眼段长遇长段低压恶性井漏 , 漏 失钻井液及堵漏浆液 21 059 m , 损失时间 270 d。 目前 , 处理这两类恶性井漏主要有以下工程技术难 点: ( 1) 对于大裂缝、 溶洞恶性井漏, 桥接堵漏材料 根本无法在这类漏失通道中堆积、 架桥形成有效堵 塞 ; 在溶洞、 大裂缝中常存在地层水或积液 , 由于堵 漏水泥受到地层水或溶洞积液置换、 稀释的干扰 , 难 以在近井壁周围凝固形成有效的堵塞隔墙。因此, 在目前技术条件下 , 溶洞恶性井漏的堵漏难度大 , 堵 漏成功率低。 ( 2) 对于长段低压恶性井漏 , 地层十分破碎、 承 压能力低、 漏失层段多、 漏失井段长、 漏失通道对压 力非常敏感等 , 给堵漏及钻井工程带来了很大的难 度。由于这类井漏的漏失通道没有明显的# 喉道 ∃, 桥接堵漏 材料难 以在 漏失通 道中形 成稳定 的 # 架 桥∃ , 加之对压力极为敏感 , 采用桥浆堵漏关井挤压 时 , 除漏失通道开口尺寸将发生变化外, 还容易诱发 形成新的漏失通道 , 致使堵塞不牢, 即使形成暂时堵 塞 , 在后续钻井作业中, 受井筒压力波动的影响, 堵 塞物易于 从漏失通道中# 吐出∃ 来, 造成重 复漏失。 由于漏失层段多, 且各漏失层段的漏失吸收系数不 同 , 即使用水泥浆堵漏 , 施工中大部分堵漏水泥浆进 入较大开口的漏失通道 , 进入较小开口漏失通道中 的堵漏水泥量相对较少 , 甚至有的小漏失通道中可 能没有堵漏水泥浆进入 , 若表层套管下入深度较浅, 堵漏施工时的关井挤压受到限制, 难以从根本上提 高漏失井段的承压能力。 因此, 要解决川渝地区的井漏问题, 除常规的桥 浆堵漏、 水泥浆堵漏技术和清水强钻外, 还必须发展 气体钻井治漏技术、 微泡沫钻井治漏技术、 高浓度桥 浆随钻治漏技术及堵漏工具等多种综合技术。 1. 气体钻井治漏技术 气体钻井治漏技术是利用气体低的流体柱压力 来达到钻穿低压漏失地层的目的, 该项技术主要包 括空气钻井、 雾化钻井、 泡沫钻井、 充气流体钻井。 目前, 这项钻井技术正在国外得到快速发展, 并获得 良好的技术经济效益而受到高度重视。 川渝地区 2002~ 2003 年分别在正坝 1 井、 核桃 1 井、 大天 9 井和矿 2 井 4 口井 上开展了空气、 泡
度 , 表现出了良好的防漏堵漏效果。该井表层井段 使用微泡沫钻井液钻进 10. 5 d, 日平均进尺 38 m, 比川渝地区易漏表层提高 6. 9 倍。 3. 高浓度桥浆随钻堵漏 随钻堵漏是在钻井液中加入浓 度为 3% ~ 6% 的随钻堵漏材料, 进行# 边钻进边堵漏∃ 的方法, 该方 法在对付孔隙性和微小裂缝渗透性漏失具有很好的 效果。对于川渝地区上部表层的严重井漏和长段低 压漏失, 可借鉴该方法 , 在钻井液中加入浓度为 8% ~ 15% 的桥接堵漏材料进行随钻堵漏, 比用桥浆或 水泥堵漏效果更明显。由于高浓度桥 浆随钻堵漏 时 , 钻井液不经过振动筛, 加之钻井液中桥接材料和 钻屑含量高 , 使得钻井液性能差 , 易形成厚滤饼卡钻 等井下复杂 , 因此 , 在应用该项技术时, 要反复划眼 和短程起下钻, 降低厚滤饼带来的卡钻可能性。 玉皇 1 井在 123. 37~ 184. 35 m 井段和 219. 54 ~ 400 m 井段发生严重井漏 , 在微泡沫钻井液中加 入浓度 13% ~ 15% 桥接堵漏材料, 进行高浓度桥浆 随钻堵漏 , 使井漏得到有效控制 , 钻进到井深 400 m 固井时 , 井下无任何阻卡现象, 电测一次到位 , 整个 钻井安全顺利。 总之, 针对川渝地区的严重井漏 , 除应用好现有 的堵漏、 治漏工艺技术外, 应大力应用气体钻井治漏 技术、 微泡沫钻井治漏技术和高深度桥浆随钻治漏 技术等新技术、 新工艺, 达到降低井漏损失 , 提高钻 井效率的目的。
收稿日期 : 2005- 08- 15 作者简介 : 见本刊 2006 年 29 卷第 1 期第 12 页。
二、 川渝地区井漏的工程特点
1. 井漏次数多, 井漏发生率高 2000 年~ 2003 年 , 川东地区钻井 114 口井, 有 61 口井发生井漏, 井漏发生率 53. 5% ; 共发生井漏 564 次 , 平均 9. 2 次 / 口井。 2. 漏失层段多 上部地层以沙溪庙、 自流井、 须家河为主, 分别 发生井漏 101 次、 63 次、 103 次, 占统计 的 18. 0% 、 11. 1% 和 18. 3% ; 中部以嘉陵江地 层为主, 发生井 漏 117 次, 占统计的 20. 7% ; 下部以飞仙关和长兴 地层为 主, 分 别发 生井 漏 34 次、 33 次 , 占 统 计的 6. 0% 和 5. 8% 。 3. 漏失通道 漏失通道以裂缝性漏失和孔隙性漏失为主 , 分 别占统计的 67. 0% 和 23. 4% , 溶洞性漏失只占统计
情况, 往往出现套管层次不够用的情况, 为钻井井身 结构设计带来困难。在一些井的实钻作业过程中, 因塌、 喷、 漏等复杂情况并存。 ( 5) 在山前构造相对高差较大的表层钻井中 , 地 表复杂 , 裂缝、 孔隙、 溶洞发育, 井漏严重。 ( 6) 漏层分布广, 从地表到井深 4 500 m 左右均 存在井漏。统计分析表明, 川渝地区 , 从沙溪庙至茅 口组均存在井漏, 但主要以沙溪庙、 自流井、 须家河、 嘉陵江和飞仙关地层井漏为主。
四、 川渝地区井漏治理对策
对川渝地区钻井工程造成严重影响的井漏主要 是大裂或溶洞恶性井漏和长段 低压恶性井漏 两大 类, 这两类井漏堵漏难度 , 漏失钻井液量多, 损失时 间长。如罗家 3 井, 在井深 2 878 m 钻遇溶洞性恶
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按漏失量统计 , 裂缝性漏失的漏失量占统计的 56. 5% 、 孔隙性漏占 13. 1% 、 溶洞性占 28. 9% 、 其它 占 1. 5% ; 按井漏严重度统计, 严重井漏 ( 漏速
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60
m / h) 占统计的 34. 1% 、 大漏 ( 漏速 60~ 30 m / h) 占 8. 2% 、 中漏( 漏速 30~ 15 m / h) 占 11. 1% 、 小漏 3 ( 漏速 15~ 5 m / h) 占 21. 4% 、 微漏 ( 漏速 ! 5 m 3 / h) 占 25. 2% 。 在统计的 61 口井中 , 共发生井漏 564 次 , 漏失 各类钻井液及堵漏浆液 23. 62 ∀ 104 m 3 , 平均每口井 漏失 3 872 m 3 , 平均每井次漏失 419 m 3 。 5. 井漏损失时间长, 井漏复杂时率高 在统计的 61 口井中 , 井漏共损失时间 27 383 h ( 合 38. 03 个钻机台月) , 平均每口井井 漏损失 449 h, 平均每次井漏损失 48. 4 h 。井漏复杂时率高, 如 罗家 3 井 井 漏 复 杂 时 率 达 33. 4% , 东 安 1 井 75. 8% 、 天东 89 井 25. 08% 。