渤中34某区块深部地层井漏处理配套工艺

陈建宏，付建民，孙晓飞，韩雪银，张玉强，周小童

中海油渤海油田渤中34作为渤海油田的中流砥柱，实现其区块内优快钻井，缩短投资回报周期具有重要战略意义。但该油田地质条件较为复杂，井漏等复杂情况时有发生，严重制约生产时效。当前该进入综合调整阶段，规避井漏带来的风险以及减少因井漏带来的经济损失等问题愈发突出。为此，提出多种处理井漏配套工艺，取得了良好应用效果。

渤中34某区块是一个被断层复杂化的背斜构造，受郯庐断裂强烈的右旋张扭活动影响，油田范围内断层非常发育。根据区块范围内断层发育规模及特征可分为两大类：一类为通至海底的断层，结合区域研究成果和相邻区块断层在浅层的发育情况，分析认为油田范围内5条断层（F1、F2、F3、F4、F5）均可能断至海底；另一类为次生断层，该类断层发育规模小且绝大部分断层活动时期短，未能沟通海底。

实际作业中，往往一口井穿越多个断层；同时地层承压能力低，泥浆比重窗口窄，随着井深增加，循环压耗也随之增加，极易发生漏失。该区块因井漏造成的非生产时间约占总非生产时间的13%。该区块断层裂缝性漏失具有漏失层段分布广、漏失位置深、堵漏难度大、堵漏时间长等特点；同时该区块地层较为脆弱，容易在钻进、倒划眼等过程中因憋压发生漏失。

1　随钻堵漏技术

地层中固有的致漏裂缝和非致漏裂缝均会因为井内压力过大导致漏失和诱导裂缝的发生，只要使裂缝开启并对其迅速进行封堵，消除其水力尖劈作用，就能解决漏失的问题。随钻堵漏是一种主动致漏并自动堵漏的逐渐发展动态过程。诱导裂缝开启扩大到致漏开度，“随钻封堵”迅速形成致密裂缝封堵带，控制或阻止形成漏失通道（扩张），随钻提高地层承压能力，防止或阻缓井漏[1]。

1.1　优选堵漏材料

常规堵漏材料封堵漏失通道后与地层的结合力不够，往往会发生反复漏失的情况。随钻防漏堵漏材料需要具备以下特点：①与易破碎地层有较强胶结能力，提高原始层理缝隙的抗压性，降低诱发裂缝的尺寸；②在井壁内外形成良好的“屏蔽层”（泥饼屏蔽及堵漏材料屏蔽），以阻隔压力传递；③封堵材料自身必须具备较高的抗压强度和适当的压缩性；④与钻井液具有较强配伍性；⑤尺寸要适宜，能顺利通过筛网，不影响钻井液循环[2]。

1.2　堵漏材料实验数据

PF-SZDL作为新型随钻堵漏材料，其各项指标均满足要求，并且在渤海湾已用较为成熟使用经验。表1、表2、表3为PF-SZDL实验数据[3]：

表1　随钻堵漏材料配伍性实验

表2　随钻堵漏材料承压实验

表3　随钻堵漏材料渗透实验

从表1可以看出，随钻堵漏材料与钻井液配伍性较好，对钻井液性能基本没有影响。

从表2可以看出，加入PF-SZDL的钻井液，砂床击穿压力明显增加，且加量越大与击穿压力呈线性关系。

从表3可以看出，基浆滤液全部渗透，加入PFSZDL材料之后，滤液侵入深度随加量增加而减少。说明井壁泥饼一旦含有PF-SZDL材料，经形成了一层保护膜，阻止滤液浸入地层。

2　漏失深井固井关键技术

该区块部分深井出现漏失现象后，通过采取随钻堵漏、静止堵漏等多手段配合，成功实现断层封堵或者漏速明显减小。但固井期间，受井底压力波动、流体冲刷能力增强等原因，再次漏失风险极大。采取科学合理防漏、堵漏方法，是实现漏失井固井成功关键所在。

2.1　优选纤维水泥浆

惰性纤维均匀分散在水泥浆里,通过漏失段时可在漏失层内形成一种惰性纤维网状物,使循环得到恢复；在漏失处形成网状桥堵，有助于产生所需的滤网和相应滤饼。

通过动态裂缝堵漏仪的反复模拟测试，优选出白色集束型纤维B62和颗粒级配堵漏材料B69[4]。推荐加量:B62为0.4%～0.5%，B69为2%～3%。

纤维水泥浆不受温度、水泥浆密度限制，具有极高配伍性。在配灰罐内被添加进水泥浆中,由于它的惰性,它对水泥浆的稠化时间及抗压缩强度不会产生影响，能在大多数水泥浆配方中使用[5]。同时，由于它的易分散性而不会导致混浆罐或注灰管线的堵塞。分别模拟不同实验条件下堵漏材料B62、B69对水泥浆性能影响，如表4、表5。

表4　堵漏材料B62对水泥浆性能影响

表5　堵漏材料B69对水泥浆性能影响

2.2　采用经济型漂珠水泥浆体系

该区块生产井开发政策不同,各套目的层压力系数差别较大,高低压储层共存，为防止固井及候凝过程发生漏失,保证水泥返高，考虑使用低密度水泥浆体系。渤海主要低密度水泥浆体系为漂珠水泥体系，并在此基础上升级成经济型漂珠水泥浆，其成本较常规漂珠水泥浆降低25%，且性能一致，稠化曲线良好[6]。

经济型漂珠水泥封固强度更好，提升储层保护能力，延长油井寿命，获取更多经济价值。此外混配好的经济型漂珠水泥浆稠度值低，可泵送性能更好，使井下更为安全。该体系基础性能满足要求，在不同温度段稠化时间可调，各个温度段抗压强度比较高，常规漂珠水泥浆与经济型漂珠水泥强度实验结果，如表6所示。

表6　常规漂珠水泥浆与经济型漂珠水泥承压能力

通过表6数据看出，该体系基础性能满足要求，在不同温度段稠化时间可调，各个温度段抗压强度比较高。

2.3　优化前置液设计

前置液分为冲洗液和隔离液。冲洗液在固井中的主要作用之一是有效冲洗井壁和套管壁的钻井液和疏松泥饼，提高水泥浆和它们之间的胶接强度。而隔离液的具有悬浮固相颗粒的功能，对低压、漏失层作用时通过改变矿物表面润湿性、其中的固相颗粒的封堵作用等作用，阻止或延缓滤液进入岩层孔隙，从而防止井塌，抑制井漏。

对于已发生漏失的深井，钻井液密度高，取消冲洗液，采用高密度双作用隔离液，使得前置液既能平衡地层压力，又能高效清洗和隔离黏稠钻井液[7]。双作用隔离液采用堵漏隔离液SealBond Spacer和SealBond Plus，同时在堵漏隔离液中加入纤维堵漏剂，防止双作用隔离液流经漏失层位时发生漏失。与几乎所有类型的钻井液体系及水泥浆外加剂均相容。双作用隔离液性能都比较稳定，无明显增稠现象，具有很强的相容性。

3　工程技术措施

对于存在漏失风险或者已经发生漏失的深井，因地制宜，多种工程技术手段配合实施防漏、堵漏方案，确保堵漏强度，提高漏失井的生产时效。可采取如下措施：

1）在满足井控要求前提下，控制钻井液密度，并做好钻井液的固控工作，防止因溶解岩屑过多而涨密度。在钻遇断层井段需要提高钻井液密度时,采取“缓慢多次”加重原则，避免因为加重不匀产生的压力激动。

2）防止水眼堵塞。加入随钻堵漏材料后，钻井液中固相颗粒增加，减少激动压力。

3）使用随钻堵漏钻井液钻遇易漏地层和渗透性地层时，适当降低排量、泵压、钻速和起下钻速度，防止激动压力过大造成井漏，同时适当提高钻井液黏度、切力，降低滤失量，降低井漏风险。

4）为降低下套管回流阻力和对地层的回压，下套管前根据漏失情况可适当降低钻井液密度及切力，提高流动性，确保套管下到位后能顺利开泵。

5）控制套管下放速度。套管进入裸眼段后，加强观察并记录钻井液返出情况。

4　实例应用

4.1　随钻堵漏技术现场应用

B8井完钻井深3 639m，设计完钻层位沙河街组。Φ221.0mm井眼钻进至3 212m处钻遇断层并发生漏失，测量漏速10m3/h。立即控制钻井参数，降低排量及转速，并逐步加入PF-SZDL使其含量达到并维持1.5%，进一步巩固钻井液泥饼质量，降低失水，并提高地层的承压能力，漏速逐渐降低至0.7m3/h。缓慢开泵并控制，防止激动压力过大，同时加密测量钻井液性能及泥浆池体积均无明显变化，后续下入Φ177.8mm油层尾管及固井期间均未发生漏失，随钻堵漏成功。

4.2　漏失井尾管固井现场应用

A35井的设计井身结构为：Φ546.1mm井眼×Φ457.2mm套管+Φ406.4mm井眼×Φ339.7mm套管＋Φ311.2mm井眼×Φ244.5mm套管＋Φ221.0mm井眼×Φ177.8mm尾管。Φ221.0mm井眼裸眼段长879m，钻进至3 175m时发生失返性漏失，采取多种堵漏措施，漏失速度明显减小。Φ177.8mm生产尾管下到位后，监测仍有漏速1.5m3/h。为防止固井期间更大发生漏失，采取多重防漏手段。现场使用双隔离液，主要添加剂SealBondSpacer+SealBond Plus+PCW20L+PC-X60L；同时根据油顶位置地层压力系数及封固层位要求，使用漂珠水泥全井段封固，调整固井液柱当量比重，适当减小压稳系数至1.06，确保不压漏地层；同时水泥中加入3%纤维防漏。尾管固井过程顺利，并在尾管挂封隔器坐封后洗出水泥混浆约6m3。测CBL固井质量显示，水泥返高至尾管挂顶部，漏失层井段及主要油层、水层封固质量优良。

5　结论

1）随钻堵漏技术不需要专门设备，堵漏工艺简单，堵漏成功率高，有利于提高作业时效，满足“降本增效”要求。

2）随钻堵漏钻井液性能稳定,有效改善泥饼质量，提高漏失井段承压能力，配伍性好，值得推广应用。

3）漂珠水泥浆密度低，强度高，成本低，性能易维护，适用于存在漏失风险的深井。

4）该配套技术已在渤中34某区块应用10余口调整井，作业过程顺利，生产时效明显提高，检测固井质量全部合格，为后续作业奠定了技术基础。

参考文献：

[1]李家学,黄进军,罗平亚,等.随钻防漏堵漏技术研究[J].钻井液与完井液,2008,25(3):25-26.

[2]张 斌,黄进军,李家学.随钻防漏堵漏技术的研究与应用[J].重庆科技学院学报(自然科学版),2010,12(5):70-71.

[3]罗宇维,朱江林,熊绍春,等.高温高压水力尖劈裂缝堵漏固井技术研究及其应用[J].中国海上油气,2017,29(3)：59.

[4]苗海龙,陈俊生,卜 平.渗透性地层随钻堵漏技术的研究和应用[J].天津科技,2013,36(5):69-70.

[5]余婷婷,邓建民,李 键,等.纤维堵漏水泥浆的室内研究[J].石油钻采工艺,2007,29(4):70.

[6]郭玉树.经济型漂珠水泥浆体系的现场应用[J].石化技术,2016,23(6):83.

[7]袁会敏.适于泥页岩地层的封堵性隔离液体系研究[D].青岛:中国石油大学(华东),2014.