定北区块钻井堵漏技术.pdf

第2 3 卷第4 期 2 0 1 3 年 1 2 月 江 汉 石 油 科 技 J I ANGHAN P ET ROL EU M S C I E NC E AND T EC HNOL OGY V0 1 _ 2 3 N o ． 4 I e c ． 2 O1 3 定北 区块钻 井堵漏技 术 李锦 峰 中国石 化江汉 石油管理局钻井二公 司，湖北 潜江 4 3 3 1 2 3 摘要 华北局定北区块中部延长组、刘家沟组是两个 区域漏层 ，下古生界奥陶系风化壳可能有裂缝存 在，马家沟组也可能裂缝及溶洞，在钻进过程中常发生井漏现象，严重影响钻井速度和钻井效益。针对华北 石油局定北区域频繁井漏的问题 ，结合现场堵漏经验 ，对该 区块漏层性质进行 了分析和 归类，对井漏进行预 防和堵漏，通过采取钻探前的井漏预防、钻探 中的井漏预防、完井作业的防漏等 系列措施 ，在钻探过程 中， 做好随钻监测，提高了一次堵漏成功率 ，把 因井漏造成的时间损失降到最低。 关键词 华北局 ；定北；井漏；防漏堵漏技术 1 地层简介 定北区块地处内蒙古 自 治区、宁夏回族自治区 和陕西省的交界部位，主体位于陕西省定边县和宁 夏回族自治区盐池县内，构造上位于鄂尔多斯盆地 伊 陕斜坡 与 天环 向斜 的交界 部位 ，勘 探面 积 8 8 8 ．4 3 k m，古生界天然气资源量1 8 5 3 ． 3 5 X 1 0 sm 。其 地质分层见表1 以定J L 2 2 井地质简表为例 。 2 漏层漏失情况 以下是对定北 l 3 井 见表2 、表3；定J K 1 7 井 见表4；定北2 2 井 见表5；定J L 2 5 井 见表 6等已钻井井漏隋况 的统计数据。 从所钻井的统计数据来看，该地区井漏情况比 较严重 ，而且漏失量 比较大，漏失的层位较多 ，其 中易漏层在延长组底部 、刘家沟组 、奥陶系马家沟 组 ，马家沟组漏失最为严重。 今年是定北探 区发生井漏复杂较为 严重的一 年 ，完钻的 l 2 口探井 中 ，8 口井 发生过不 同程度的 井漏现象。胜利黄河钻井公司承钻的定北1 3 井多次 发生井漏 ，并最终导致卡钻 、填井侧钻 ，且新井眼 也多次出现漏失 ，严重影响了该井的施工进度。 3 井漏预防和堵漏措施 定北区块延长组及刘家沟组底部为成岩作用形 成 的低孑 L 低渗砂岩 ，漏失主要 为渗透一 裂缝性漏 失 。马家沟组 主要是碳酸盐岩类型，漏失主要为裂 缝性漏失。应对井漏坚持 “ 预防为主、防堵结合” 的原则，尽可能避免人为失误而引起井漏的发生。 3 ． 1 井漏预防 3 ． 1 ． 1 钻探前的井漏预防 开钻之前对地质设计和邻井资料分析，根据邻 井施工情况和对漏层的掌握，制订出一套完整的应 对方法，必要时及时与甲方结合，在地面优选井 位 ；若是定 向井 ，调整造斜点 的位置，控制好井 眼 轨迹 ，采用三维绕障技术尽可能避开断层。 3 ． 1 _ 2 钻探 中的井漏预防 钻进易漏层井段前 ，向钻井液中加入2 ％～4 ％ 的不同粒径的随钻堵漏剂，对渗透l生 漏失、产层漏 失可起到边钻边堵的作用，可减缓漏失；钻井液密 度尽可能控制在设计下限，采用近平衡钻井技术 ， 以防止或减少井漏的发生。需要加重钻 井液时，坚 持 “ 连续 、均匀、稳定”的原则 ，以免因密度不均 压漏地层；延长组底部 、刘家沟组底部及马家沟组 钻进过程中，在满足井眼净化的前提下，采用低泵 压 、小排量 2 6 L ／ s 左右 钻进 ，以降低环空压 耗 ，减少激动压力 ；起下钻在经过易漏层时控制速 作者简 介李锦峰 ，男 ，助理工程师 ，现为钻井二 公司陕北分公司5 0 7 8 6 J H钻井队工程技术员。 第4 期 李锦峰 定 北 区块 钻 井堵漏 技 术 3 7 表1 定 1 2 2 井地 层深度预 测表 地 层 系 统 界 系 统 群绢 爵 伴 县 岩 性 简 述 群 、组 段 代号 m 【 m ⋯ ⋯ 新生界第 四系 全新统 白垩系 下统 志丹群 安定组 中统 侏 直罗组 中 生 界 系 中一 下 统 延 安组 上统 延长组 叠 系 中统 纸坊组 下统 上 统 t． 叠 _ L ． 系 卉 生 下 统 界 石 炭 系 和 尚沟组 Q 5 0 5 0 棕黄色散砂层 ，黄土 层。 K 6 10 s 6 。 琶 堑 绿 灰 、 9 2 0 s 0 霸 霎 孳 鑫 细 、 中 砂 岩 ， 4 2 o s o o 蒌 毒 舅 害 警 豢 荤 荔 墨 略 1 6 9 0 2 7 o萑 臭 莲 蓄 琶 詹 喜 等 厚 互 T 2 6 7 0 9 8 0 灰 白、灰绿 色砂岩与 同色泥岩 互层 上部为深灰色泥岩与浅灰 、浅棕色 、灰绿色 T 2 8 5 0 1 8 0 细砂岩呈等厚一 略等厚互层，下部为浅棕色、 浅灰细砂岩与棕、棕褐色泥岩呈略等厚互层。 中上部为棕、棕褐 、紫褐色泥岩与浅棕色呈 T ． 3 0 2 0 1 7 0 等厚 一略等厚互层；下部为浅棕色细砂岩与 棕褐色泥岩呈略等厚互层。 上部为浅棕色细 、粉砂岩与棕褐色泥岩、粉 刘 家 沟 组 2 4 s 2 2 s鬈 雾 曩 蓑 嚣 厚一 略等厚互层。 石 千峰组 上 石盒 子 组 上部紫 、棕红、棕褐色泥岩与浅棕灰、灰褐色 P s 5 2 s 2 8 0军 蓼 誊 薯 蒹 、 曩 糕 厚一 略等厚互层 。 s 645 2。 辏 奎 毒 奄 秦 、 盒 s P ,x 3 s 6 8 。3 5曩 器 喜 量 萑 层 。 孚 盒 盒 2 s 7 。3 0 叁 鋈 霆 嚣 岩 、 山西组 盒 ，s 6 。5 0 驾 灰 禁 蒺 趋 翼 釜 擎 耋 二 层 。 山 2 s 8 o o 4 。 雾 鲁 鋈 喜 砂 岩 ’ 顶部为煤层，其下为浅灰色粗 、中、细砂岩 与深灰色泥岩呈等厚一 略等厚互层，夹多层煤。 c s s 。3 0 喜 簇 苞 簇喜 孳 嚣 呈 嫠 上 统 太 原组 太1 C 3 9 0 0 2 0 上部煤层 ，下部灰黑色泥灰岩。 太1 上邵煤层 ， 邵灰黑色泥灰君。 下古 奥陶系 下统 马家 沟 组 上 部为灰 色含云灰岩 、含 灰云岩 、灰 云岩 、 0, m 4 未 00 穿0 O 0襄 鋈 雾 蓑 答 雪 蒺 喜 雪 灰 色含灰 云岩 。 3 8 江 汉 石 油 科 技 第 2 3 卷 表2 定北1 3 井井漏统计 表3 定北 1 3 井 井漏 统计 侧钻后 度 ，井深时注意分段循环 ，开泵要缓 ， 次提至3 0 L ／ s ，且需避开漏层段循环。 3 ． 1 ． 3完井作业 的防漏 排量由小逐 剂 ，提高地层 的抗破能力。 2 控制套管下放速度且要匀速。 1 下套管前调整钻井液性能，适当降低粘 切 ，向钻井液中J J n Z． 3 ％ ～ 5 ％不同粒径的随钻堵漏 3 下完套管开泵时降低柴油机转速，坚持 先单凡尔开泵循环一周后两凡尔 、三凡尔 ，逐步提 高柴油机转速 ，直到排量提高到正常排量为止，循 第4 期 李锦 峰 定 北 区块 钻 井堵漏技 术 3 9 表4定北 1 7 井井 漏统计 环正常后方可固井施工 。 4 打水泥浆前先替入减轻液，降低水泥浆 与钻井液之间的压力差 。 3 -2 堵漏措施 1 钻遇漏层 ，停止钻进 ，起钻后静止观 察 。 2 漏速 5 m 。／ h ，可继续钻进利用钻屑堵 漏 ，或加入一定浓度的单封和超细石灰石随钻堵 漏 ；继续漏失 ，起 到漏层 以上2 0 m，采用稠浆静止 堵漏 ，静止时间不低于8 h 。 3 漏速 51 5 ，在泥浆中加入适 当的 小颗粒及纤维物质如石棉灰等配制成桥塞，浓度 1 0 ％ ～1 5 ％，静止堵漏时间不低于1 2 h 。 4 漏速 1 5 m 。／ h ， 采用浓度2 0 ％的桥塞；或 ．4 0． 江 汉 石 油 科 技 第2 3 卷 采用单封、高效复合堵漏剂、水泥等几种材料配制 复合堵漏浆；或采用水泥或胶质水泥堵漏。 4 现场应用分析 2 0 1 2 年定北区块 已完井的1 2 口井中，有8 口井 发生 了不同程度的漏失。针对地层漏失特点 ，现场 使用随钻堵漏法 、桥浆堵漏法 、水泥浆堵漏法 、凝 胶堵漏法、复合堵漏法进行堵漏，从中摸索出适合 定北 区块裂缝性漏层 的堵漏方法 ，大大提高了堵漏 成功率，减少了堵漏作业时间，降低了堵漏费用。 4 ． 1 定北1 3 井堵漏施工情况 定北l 3 井是一 口预探井 ，钻进2 9 3 5 ． 7 1 m 时发生 井 漏 ，循 环 罐 钻 井 液 体 积 由1 1 1 ．5 6 m 下 降 至 1 0 2 ． 8 4 m ，漏失8 ． 7 2 m ，漏速3 6 m 3 ／ h 。漏失时钻井液 密度 1 ． 0 7 g ／ c m ，粘度3 5 s ，失水8 m l ，前后多次采用 静止堵漏、桥浆堵漏法堵漏，漏失程度未减缓，采 用注水泥堵漏2 次，漏速降至6 m 3／ h ，后因堵漏时间 过长导致井垮埋钻， 最终填井侧钻。 侧钻后钻进至3 2 1 9 m fl , ，发现漏失，泥浆密度 1 ． 1 g ／ c m 3 ，粘度4 3 s ，泵压 l l MP a ，排量 3 4 L ／ s ，漏 速 3 6 m ／ h ，加入 随钻堵漏 剂 、承压堵漏剂 进行随钻堵 漏 ，效果不明显，漏速为2 8 m ，桥浆堵漏1 0 余次 均失败，遂采用桥浆堵漏与注水泥堵漏综合堵漏的 方法 ，配方如下固体 8 5 ％ 水泥 1 5 ％减轻材料 膨胀剂；液体5 ％ 高温降失水剂 l ％高温缓凝 剂 ，堵漏成功 ，恢复钻进。 4 ． 2 定北1 7 井堵漏施工情况 定北l 7 井钻进井深4 0 2 9 ．5 0 m 出现渗漏现象，当 钻至4 0 8 0 ．5 7 mH ， 漏速增至2 2 m 3／ h ，地层为马家沟 组。漏失时泥浆性能为 密度1 ． 1 5 g ／ c m ，粘度 4 2 s ，失水4 ．6 m l ；因漏失过大而停止钻进，随即采 用桥浆堵漏法堵漏，后漏速降至4 m 3／ h 的情况下抢 钻完进尺，漏速增至2 4 m 3／h ，完成进尺任务后桥浆 堵漏6 次 ，每次堵漏浆打入漏层后不漏，其中有两 次可关井提压至3 ． 4 M P a ， 但下钻至漏点小排量循环 5 0 m in 皆复漏 ，其配方 为 土 粉2 t 单 封2 t H V C M C 0 ． 1 t K P A M 0 ． 1 t 复合堵漏剂2 t 核桃壳 l t 锯末 1 ． 5 t 。采取凝胶堵漏法堵漏一次，配制4 0 m 3胶型 第4 期 李锦峰 定 北 区块钻 井堵 漏技 术 4 1 堵漏浆配方见表7 ，堵漏成功，并承压4 M P a ， 堵漏浆5 m ，且电测、固井施工顺利。 4 ． 3 定北2 2 井堵漏施工情况 挤入 5 认识与建议 定北2 2 井是一 口探井 ，刚进人马家沟组发生漏 失 ，井 深 3 9 5 8 m完 钻 井 深 3 9 5 6 m ，漏 速 为 3 0 m ／ h ，泥浆性能 密度1 ． 1 6 g ／ c m ，粘度4 5 s ，失水 4 ． 7 m l 。后打入堵漏浆 l 5 ，静止不漏 的情况下提 成 压至3 MP a ，挤入堵漏浆3 ． 2 5 1 3 “1 ，恢复钻进 ，至井 深 3 8 6 8 m时 复 漏 ，漏 速 2 4 m 3 ／ h ，泥浆 性 能 密 度 1 ． 1 5 g ／c m’ ，粘度5 2 s ，失水4 ． 6 ml 。后 决定 漏速 在 1 2 m ／ h 以内时抢钻，最终经过4 d 努力完成进尺 ，随 即注入堵漏浆2 0 m ，静止堵漏6 h 后提承压 ，压力最 高提至3 ． 6 M P a ，挤入堵漏浆5 m ，历n 1 ． 5 h 压力降至 0 ． 2 MP a 后开井循环两周不漏 ，起钻电测 。电测完后 发现井复漏 ，虽桥浆堵 漏9 次 ，但效果不佳 ，其间 多次搭配堵漏剂的用量。故再次采用遂采用桥浆堵 漏与注水泥堵漏综合堵漏的方法 ，桥浆配方 土粉 2 t 单封1 ． 5 t H V - C M C O ． 1 t K P A M 0 ． I t 复合堵漏剂 I 型 l t 复合堵漏剂 Ⅲ型 1 t ；水 泥浆配方 固体 8 5 ％水泥 1 5 ％ 减轻材料 膨胀剂 ；液体5 ％高 温降失水剂 1 ％高温缓凝剂，堵漏成功 ，下套管 固 井 l ie n。 1 针对 定北 区块漏层 多 ，漏失 量大 的特 点 ，钻探过程 中，应做好随钻监测 ，预防和及时发 现漏失 ，便于有效判断和确定防漏堵漏技术措施 。 2 对于裂缝性漏失，采用桥浆堵漏时，堵 漏材料粒径小 ， 则堵漏浆进入漏失通道后，滞留能 力差 ，堵漏效果不明显 ；堵漏材料粒径大 ，则容易 在漏层处封 口，堵漏浆进人不到漏层 ，起不到堵漏 效果 ；而静止堵漏法与随钻堵漏法效果甚微。 3 实践证明，凝胶堵漏法及桥浆堵漏与注 水泥堵漏综合堵漏方法治理该区块的裂缝性漏层 比 较理想，提高了堵漏成功率，应加以推广应用。 4该区块泥岩段地层稳定性差 ，所配置 的 堵漏浆必须具有防塌抑制能力 ，严禁新配浆未经防 塌抑制性调整就人井 ，以防诱 发井塌而加重井下复 杂程度。 5 防漏堵漏技术还有待进一步细化和完 善 ，大力提高一次堵漏成功率 ，把因井漏造成的时 间损失降到最低。 编辑胡素梅 Ph y c o s i p h o n i f o r m潜穴对含油气页岩储集层 品质的影响 非常规 致 密气 、煤层 气和 页岩 气 已成 为 日益 重要的能 源。这种 低渗透储 集层 的经济开采主要 依据识别将能获得较高产气量的储集岩区域。现行有效的采气技术高度依赖于储集岩的脆性。改善页 岩 气储集岩的脆性和渗透率是成功开采页岩 气的先决条件。这种脆性地带与泥岩 中增加的石英和 或 碳 酸 盐含 量具 有直接 的联 系。在粘土矿 物含 量较 高的泥岩 中，石英 可能会 集 中，并且会 因海底 生物 的掘 穴活动而重 新分配。 页岩 油气储集岩 中高品质 的孔 隙性 、渗 透性地层可 能呈现 为选择 性富集 石 英颗粒 的粉砂 质和砂质 弯 曲条带状 的形式 ，构成潜穴 晕。 因此 ，颗 粒选择性潜 穴可以改善储 集岩的 存 储 量 、渗 透 率 以及 脆 性 ，从 而控 制 页岩 油 气储 集 层 的存 储 系数 。该 项研 究介 绍 了3 种 不 同 类型 P h y c o s i p h o r m潜 穴 的 三 维 重 建 ， 调 查 了 可 能 由 遗 迹 组 构 形 成 的 流 体 流 动 路 径 。 有 关 P h y c 0 s i p h o n i f o r m潜穴掘穴生物扰动体积法表 明，这类生物扰动层段 中，有关1 3 ％～ 2 6 ％ 的沉积介质孔 隙度和渗透率变得更好。由于生物扰动所形成的石英质条带具有较高的弯曲度，而且纵、横向贯通 ， 因而提高了水平渗透率和垂直渗透率。另外 ，由生物扰动形成的石英结构可能使其他地方的非脆性泥 岩 的脆性 局部性增加 。 摘 自 石 油科技 动 态2 0 1 3 ， No 8