合4井裂缝性漏失预防与处理技术应用

合 4 井 裂缝漏失预防与处理技术 应用
张静江(中国石化集团中原石油勘探局有限公司培训中心,河南省濮阳市457001)
摘要:合深4井是部署于四川盆地川中古隆起东南斜坡合川-潼南地区高石16井东部清平镇东南潜高圈闭茅口组顶构造高点一口三开制预探定向井,设计井深4655m。上部自流井组地层和深部茅口组地层裂缝发育,钻井过程中共发生九次不同程度的裂缝性井漏,通过采取随钻堵漏、高浓度专项堵漏、MTC堵漏,双液法堵漏等防漏堵漏技术对策,取得良好效果。
关键词:裂缝性地层 中共中央党校防漏 堵漏 技术对策 合4井
合深4井是部署于四川盆地川中古隆起东南斜坡合川-潼南地区高石16井东部清平镇东南潜高圈闭茅口组顶构造高点一口三开制预探定向井,主要目的层为二叠系矛口组,兼探栖霞组、长兴组,设计井深4655m,井身结构:Φ444.5mm×506.00m+Φ311.2mm×3047.00m+Φ215.9mm×4770.00m。
因存在地层裂缝,钻井液密度窗口窄,平衡点难以掌握。钻井过程中先后在上部自流井组地层和深部茅口组地层发生裂缝性井漏,全井漏失量达 900.69 m3,损失时间达355小时。通
过分析井眼漏失的地层特性,采用随钻堵漏、高浓度专项堵漏、MTC堵漏,双液法堵漏等众多防漏堵漏技术对策,取得良好效果,完钻井深4770.00m,建井周期148.42d。
1.漏失特性
1.1Φ311.2mm井眼漏失特性
主要漏失层位在自流井组地层(1418.0--1718.0m),上部井段以灰、紫红泥岩为主夹灰粉砂岩,中部井段为灰细砂岩、粉砂岩与灰、紫红泥岩不等厚互层,下部井段以深灰泥岩、灰黑页岩为主夹薄层灰粉砂岩,地层存在大量的细小裂缝,钻井过程中因裂缝存在易发生裂缝性漏失,因泥岩存在易发生井塌。
1.2Φ215.9mm井眼漏失特性
主要漏失层位在茅口组地层(4233.0--4488.0m),主要岩性为灰岩,上部厚层灰灰岩,深灰含泥灰岩,中部含云灰岩、灰质云岩,下部厚层黑灰灰黑灰岩,含泥灰岩,含云灰岩。灰岩孔洞与裂缝发育,钻井过程中因裂缝存在易发生裂缝性漏失。
1.
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2.1防漏技术对策
⑴强化井壁封堵能力。自流井组珍珠段地层砂层高渗透和细小裂缝发育,茅三段~湄潭组安全钻井液密度窗口窄,气、漏同层,应提前加入随钻堵漏材料。
⑵选择钻井液密度,保持良好流变特性。自流井组井漏与井塌并存,承压能力较弱,地层条件允许的情况下尽可能保持钻井液具有合理的密度和较好的流变性。易漏井段施工中,在保证井下安全的前提下可以先采用较低的钻井液密度,再根据地层的承压能力逐步提高钻井液密度,施工中还要控制流型指数0.3-0.5之间,减少井壁冲刷。
⑶一旦发生井漏,条件允许情况下,尽可能强钻几米,保证漏层被完全钻开。
⑷优化钻井液参数。
<2221米井段氯化钾钻井液体系,具体钻井液配方:0.1%~0.3%NaOH+0.03%~0.1%KPAM+2%~2.5%PAC-LV+0.5%~1%CMC-LV+4%~5%FRH+2.5%~4%FK-10+6%~8%KCL+加重剂(按密度需要)。
>2221米井段钾聚磺钻井液体系,具体钻井液配方:井浆+0.1%~0.3%NaOH+0.03%~0.05%KPAM+0.5%~0.8%PAC-LV+3%~5%RSTF+4%~5%SMP-1+3%~5%FRH+3%~5%FK-10+0.2%~0.3%SP-80+5%~8%KCL+1%~1.5%除硫剂+适量SMT(或TX)加重剂(按密度需要),进入三开3120m以后,可以逐渐将RSTF、SMP-1、FK-10、SP-80增加一定用量,同时加入1%~2%PPL。
施工中控制API失水5ml以内,HTHP失水18ml以内。泥饼要保证致密和光滑,加入1-2%清洁润滑剂和足量的沥青质材料,改善泥饼质量,控制泥饼摩阻系数< 0.1。
⑸加强固控设备,振动筛布200-220目,除砂除泥一体机筛布240目,有效控制钻井液中微固相含量。
⑹控制起下钻速度,防止激动压力与抽吸压力的发生,加强灌浆,保持井筒的液柱压力平衡。
2.2堵漏技术对策
⑴确保材料储备。因本井地处偏远,现场必须储备足够的重浆、加重材料、堵漏材料等。
⑵井漏发生第一时间采取正确的处理措施,正确判断井漏位置,测定漏失速度。建湖县实验初级中学
⑶确定合理的堵漏方案。根据漏失速度和井眼情况等,决定是否起钻更换钻具组合、堵漏浆的配方和用量、挤堵位置和控制压力等,确保有效堵漏。
⑷依据漏失特性,可采取如下堵漏工艺:
a.随钻堵漏法:钻遇预测井漏井深前100米加入浓度为3-15%的随钻堵漏材料。
b.专项高浓度堵漏浆法:配制浓度达30%以上的专项堵漏浆(堵漏浆配方:井浆30m³+5%随钻堵漏剂1.5T,+3%QS 1T+2%FT 0.5T+10%FD 3T+3%FD-1 1T+2%核桃壳(直径0.5-1cm)0.5T)。
c.水泥浆法、MTC法:配制水泥浆或高炉矿渣成分的MTC堵浆,用于裂缝性井漏。
d.双液法:当裂缝性井漏严重,配制稠堵浆作为前置,减缓堵漏浆进入漏层速度,随后跟进水泥浆或MTC浆,以提高堵漏成功率。
⑸承压试验。堵漏操作后下至井底或漏点以下,循环排出井内的堵漏浆,然后进行承压试
验,确定地层的承压能力,为后续施工提供数据支撑。
1.
现场应用
钻井过程中先后在上部自流井组地层和深部茅口组地层发生裂缝性井漏,漏失量达 900.69 m3,损失时间达355小时。其中,自流井组地层发生井漏四次,钻井液密度1.46g/cm3,漏失特性为强渗透性漏失和裂缝性漏失,漏失量达697.1m3,主要采取的堵漏方法有:随钻堵漏法、专项高浓度堵漏浆法、水泥浆法、MTC法、双液法等;茅口组地层发生井漏五次,钻井液密度2.01g/cm3,漏失特性为灰岩裂缝性漏失,漏失量达203.59m3,主要采取的堵漏方法有:专项堵漏浆法等。
案例:三开两次井漏处理
⑴取心钻进至井深4340.70m发生漏失,地层茅口组,密度2.10g/cm3,排量28L/s,漏速15m³/h,割芯起钻,起钻完测得井筒内液面高度在342m。换牙轮常规钻具组合下钻,配制密度2.10g/cm³浓度15%的堵漏浆20m³,配方:原浆20m
泷泽秀明山下智久3+4%FD-4+3%FD-2+1%矿物绒+2%核桃壳(0.5~1mm)+2%随钻堵漏剂+2%FD-1+2%QS。牙轮常规钻具组合下至井底,泵入堵漏浆20m3至井底500m后起钻至3806m逐步提排量循环无漏失,下钻恢复钻进堵漏成功。
⑵钻进4351m发生漏失, 地层茅口组,密度2.10g/cm3,排量26L/s,漏速25m³/h,起钻至3010m。配制密度2.10g/cm³浓度20%的堵漏浆30m³,配方:原浆30m3+4%FD-4+3%FD-2+1%矿物绒+2%核桃壳(0.5~1mm)+4%微裂缝堵漏剂+3%随钻堵漏剂+2%FD-1+2%QS。堵漏浆泵入钻头处下钻至井底,泵入堵漏浆30m3后起钻至技套内静止12h。开泵逐步提排量循环无漏失,下钻到底恢复钻进,堵漏取得成功。
1.
几点认识
⑴裂缝性漏失因其具体裂缝特性不易掌握,钻井过程中的工程防漏措施和先期加入随钻材料的钻井液措施显得尤其重要。
⑵选择钻井液密度方面,合理的钻井液密度可以减少大部分漏失的出现。该井三开主要采用2.07-2.10g/cm3,较设计最高密度低0.08-0.05g/cm3
钻井液部分性能方面,进入三开施工中控制API失水≤4.5ml,并随着井深的增加继续降低,完井前至2-2.4ml,现场施工中控制HTHP失水≤15ml,并逐步从14ml降低至12ml。
⑶因裂缝性漏失常表现为失返性漏失,发生突然,漏失量大,井漏处理中尽可能减缓堵漏浆的漏失速度十分关键,双液法工艺的应用值得推荐。
⑷目前钻进采用螺杆动力工具,要求堵漏剂颗粒采用中细颗粒为主,既要防止堵漏剂堵塞钻具水眼,又要保证堵漏效果。注堵漏浆时如果返浆正常,要考虑关井挤堵,确保堵漏剂进入漏层才能提高堵漏的成功率。每次桥浆堵漏静止时间一定达到12h以上,下钻前计算好体积环空灌浆,观察井口能灌满看到液面且稳定不下降时缓慢开泵,逐渐加大排量到钻进时排量无漏失才能下钻,如果看不到液面,则需重新增加浓度调整配方配制堵漏浆再次施工。
⑸西南偏远地区的钻井应预料到裂缝性井漏发生的可能性,应储备足够的钻井液材料,包括堵漏材料,以保证安全有效钻井。
作者简介:刘亚楠,2011年毕业于东营科技职业学院石油化工专业,钻井液技师,现任中原石油工程有限公司钻井二公司川西项目部钻井液工程师

本文发布于:2024-09-21 14:39:27,感谢您对本站的认可!

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