红河油田井眼漏失预防与处理钻井液技术

红河油田井眼漏失预防与处理钻井液技术

【摘要】红河油田位于鄂尔多斯盆地天环坳陷南部。受地质构造因素影响，钻井过程中频繁发生程度不同的井眼漏失，严重影响安全钻井。本文提出了解决各种地层井眼漏失的预防和处理工艺，上部地层的静止堵漏和桥浆堵漏工艺，以及下部含水层裂缝性井眼漏失应用特种凝胶复合快干水泥堵漏技术，现场都取得良好效果。

【关键词】井眼漏失桥堵特种凝胶堵漏含水层裂缝性漏失红河油田

红河油田位于鄂尔多斯盆地天环坳陷南部。受地质构造因素影响，钻井过程中频繁发生从漏速小于3m3/h的渗透性漏失到失返的水层裂缝性漏失，严重影响安全钻井。针对红河油田地质条件复杂极易井漏的情况，钻井过程中，采取以“防漏为主，堵漏为辅”的技术思路。小型漏失采用提高粘切静止堵漏和桥接堵漏的方式，大型复杂井漏采用特种凝胶复合水泥浆等特殊堵漏方式。

通过分析井漏的地质和工程因素，提出了井眼漏失的预防和处理工艺技术，并在现场五口井上成功应用，有效解决了红河油田的井眼漏失技术难点。

1 井漏分析

根据已钻井资料，地层裂缝发育、地层承压能力低，极易发生各种类型的井眼漏失，主要可分为第四系黄土层井漏、砂岩层渗透性井漏、裂缝/裂隙井漏等三种类型的井眼漏失。

1.1 上部井段井漏分析

上部井段为第四系黄土层，岩性主要为灰黄色粘土层与棕色砾石层呈不等厚互层。地层欠压实，胶结极差，底部含砾。深度在100-350m不等。黄土层严重缺水且裂缝/裂隙发育，易发生井漏。同时，钻井液粘切偏低，钻速较快，岩屑在环空快速堆积、架桥，造成环空当量密度增加等因素，加剧井漏发生机率。

1.2 下部井段井漏分析

下部井段为白垩系、三叠系地层，砂岩发育，特别是洛河组和直罗组以大段砂岩为主，易发生渗透性井漏；地层纵向裂缝/裂隙分布于整个地层，其中砂岩类多为平直状裂缝，裂缝宽、延伸长，泥岩类具有较强弹性和韧性，裂缝/裂隙呈不规则状，宽度不一、大小不均，均易发生裂缝性漏失；白垩系洛河-宜君组地层含裂缝发育的地下水层，易发生恶性井漏。

2 预防工艺技术

（1）上部井段。黄土层井段可通过提高钻井液粘度、加入1-2%环保型防漏

堵漏剂、1-2%增粘护壁剂等措施来实现预防井漏。

（2）下部二、三开井段。1）钻至白垩系地层前，加入颗粒尺寸在1mm以内的防漏材料，屏蔽封堵宽度在1mm以内裂缝的同时，提高地层承压能力；2）根据预告的地层压力，确定合理的钻井液密度，实现近平衡钻井，同时，在满足安全钻井前提下，控制钻井液密度在低限；3）保证井眼良好净化前提下，尽可能调低粘度切力，特别是静切力，最大限度降低环空的循环当量密度，防止诱导性井漏；4）对上部承压能力低的志丹群井段采用先期承压预堵工艺技术，采用以2mm以内的细颗粒为主的堵漏材料，高承压、间歇关挤堵，人为提高地层抗压能力。

3 堵漏工艺技术

3.1 堵漏技术思路

小型漏失采用提高粘切静止堵漏和桥接堵漏的方式；存在上下压力异常井段，可通过先期承压预堵措施，提高上部地层承压能力；微裂缝井眼漏失可采取DTR桥堵方式；大型和恶性井漏可采取桥堵、水泥浆、柴油-膨润土水泥浆和特种凝胶复合水泥浆堵漏等工艺。

3.2 主要堵漏工艺技术介绍

3.2.1 堵漏工艺技术之一：DTR堵漏技术

DTR高失水堵漏剂既具有高失水堵漏性能，又能部分酸溶，有利于保护油气层。堵剂配成的浆液进入漏失井段后，在压差作用下，迅速失水，浆液中的固相组分聚集、变稠，形成滤饼，继而压实，填塞漏失通道。堵剂的滤失量越大，滤失速度越快，堵塞的形成也就越迅速。若在堵剂中混配一定量的颗粒状惰性材料，可以封堵较大的漏失通道。

3.2.2 堵漏工艺技术之二：特种凝胶复合快干水泥浆堵漏技术

特种凝胶溶液具有与水不相溶、高粘度、良好的剪切稀释能力和粘弹性、能与其它固体材料（如桥塞粒子、水泥、坂土……）混合而不影响其特性等独特性能。特种凝胶堵漏材料进入漏层能自动停止流动，并充满漏失裂缝、溶洞空间，形成能隔断地层内部流体与井筒流体的“凝胶段塞”。

特种凝胶堵漏材料复合快干水泥浆堵漏技术是在特种凝胶后跟注快干水泥浆。特种凝胶起到阻隔地层流体、减缓漏失速度作用，其后的快干水泥封固井壁，解决恶性井漏，在对付含水层以及喷漏同层的漏失问题更是具有独到之处。

4 应用案例

HH37P77井是一口开发水平井，设计井深3141.74m；垂深：2054.97m。

2012年10月4日螺杆钻进至井深1004.42m（地层：洛河-宜君组，岩性：中砂岩与褐色泥岩）发生失返性井漏。分析可能钻遇含水的大裂缝，裂缝连通性好，漏层即水层。

现场堵漏情况：自1004.42m发生井漏后，共进行22次专项堵漏。由于井漏时井内钻具带有螺杆，为了避免大颗粒材料堵塞钻具水眼，两次尝试采用浓度为8%的高粘切小粒径堵漏浆和浓度为10%的高粘切复合堵漏浆进行静止，未见效果。起钻，下入光钻杆，采用浓度分别为16%、20%、26%和34%的桥浆复合堵漏，最大颗粒直径为7mm，无效。清水强钻至井深1030.15m，采用浓度为22%的桥浆+膨润土+石灰堵漏、浓度为31%的桥浆+膨润土+麦糠+水泥堵漏、狄塞尔堵漏、投砖块、泥球堵漏，效果不明显。最终采用浓度为2%的特种凝胶+水泥浆堵漏，获得成功。

5 几点认识

（1）红河油田地质构造复杂，钻井过程中井眼漏失发生频繁，有针对性的进行综合防漏堵漏技术，对于安全钻井意义十分重大。

（2）上部地层的静止堵漏和桥浆堵漏工艺现场应用十分有效。

（3）特种凝胶复合快干水泥堵漏技术在解决含水层裂缝性井眼漏失中具有一定效果，下一步将进一步完善其工艺。