井漏预防及处理技术在涪陵地区的应用*

程　铭，夏宏南，白　凯，张文泽

（油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏研究室，长江大学石油工程学院，湖北武汉430100）

工程师园地

井漏预防及处理技术在涪陵地区的应用*

程铭，夏宏南，白凯，张文泽

（油气钻井技术国家工程实验室防漏堵漏研究室，长江大学石油工程学院，湖北武汉430100）

在钻井施工作业中，井漏严重影响着钻井速度、建井质量和效益，是钻井工程的头号隐患。井漏是最为常见的事故之一，一旦发生井漏会降低钻井速度，增加钻井成本。本文给出有关井漏的预防及处理措施，并以涪陵地区龙马溪组几口代表井为例给出有关处理措施在该地区的应用。最终得出结论，该地区对于非失返性可采用常规方法控制钻井液密度及随钻封堵进行防漏堵漏，对于失返性漏失采用复配复合桥接浆堵漏具有良好的效果。

天然裂缝；漏失预防；龙马溪组；桥接堵漏；复合堵漏

井漏一直以来是钻井过程中最为棘手的事故之一，如何能够有效地预防和处理井漏始终是不可避免的热门研究。可能发生漏失的地层有高渗透性地层、孔融性地层、裂缝及破裂地层与诱导地层[1]。

对于井漏的预防首先要了解该地层的地质构造与漏失机理，针对其漏失特性给出最为合适的预防措施。文中主要以龙马溪组为着手点对各种堵漏方法及效果进行对比，最终得出控制钻井液密度，采用低粘切强封堵钻井液随钻封堵进行防漏堵漏，具有良好的效果。

1　龙马溪组地层地质结构与漏失机理

1.1地质构造

该地区龙马溪组以泥岩为主。上部为深灰色泥岩；中部岩性为灰色粉砂岩与灰-深灰色泥质粉砂岩；下部主要为炭质泥岩，灰黑色页岩，灰黑粉砂质泥岩。龙马溪组易发生漏失，漏失主要原因为天然性与诱导性裂缝发育[2]。

1.2漏失机理

涪陵工区页岩气井井漏主要以天然开放性微裂缝、裂缝、诱导裂缝漏失为主；漏失具有漏失层位多、漏失压力低、承压能力低、易重复漏失等特性，尤其是裂缝发育区块漏失层段多、漏失量大，处理难度高

（1）天然开放性裂缝漏失天然裂缝是在地应力作用下形成的，其在地层中的分布和发育不均匀，且其形态、倾角、缝长、缝宽、表面粗糙度、充填及张开程度差异性较大。钻井过程中，当钻井液液柱作用于井壁地层的动压力超过地层裂缝内流体压力，并且井壁与裂缝系统连通时，即可发生天然裂缝性漏失。

图1　岩心（龙马溪组）Fig.1Center of the rock group（Longmaxi group）

（2）诱导裂缝性漏失诱导裂缝包括两个方面：（1）外力大于地层岩石破裂压力造成岩石破碎所形成的诱导缝；（2）外力造成闭合裂缝的重新开启所形成的诱导缝。

钻井过程中以下几种情况容易造成诱导裂缝性漏失：

（1）钻遇高压油气层或压井作业时，工作液密度过高压裂低压地层而发生漏失；

（2）下钻、下套管时下放速度过快或是在钻头和扶正器泥包的情况下猛提猛放钻具，造成压力激动，将地层压裂而发生漏失；

（3）工作液切力过高，以及开泵过猛造成瞬时压力激动，将地层压裂产生漏失；

（4）井筒内工作液动压力促使天然裂缝开启而发生漏失。

2　井漏预防技术

结合涪陵地区龙马溪组的结构特征与漏失特性后给出如下防漏技术方案：

（1）增强钾基聚合物钻井液体系的防塌抑制性能，在确保井壁稳定的前提下控制转化浆钻井液密度，同时优化钻井液流变性能，降低循环压耗。

（2）提高钻井液封堵能力，在转换浆中加入5%的随钻封堵剂（类型：刚性粒子）和其它封堵材料（类型：沥青类变形粒子）[3]。

（3）钻至同平台邻井漏失层段前50m进行防漏预处理，加入随钻堵漏剂防漏。

（4）优化钻井参数，精细操作，严格执行前述钻井工程防漏措施，降低循环压耗，避免压力激动。

（5）长水平段水平井钻井过程中，钻井液循环当量密度较高，需要低粘切强封堵钻井液体系、随钻封堵进行防漏[4]。

表1　焦页11HF井、23HF井同平台防漏效果对比Tab.1Jiaoye 11 HF well,23 HF well leakproof effect compared with platform

从表1中数据对比可以看出，防漏技术方案实施后，同平台对比，防漏效果明显。处理井漏应坚持以预防为主、防堵结合的原则，尽量避免因为人为因素导致井漏。从防漏施工情况分析，控制钻井液密度，采用低粘切强封堵钻井液体系、随钻封堵进行防漏，具有良好的效果。

3　井漏处理技术

因现阶段适用于油基钻井液体系的封漏材料较少，堵漏工艺技术尚未成熟，严重漏失井堵漏成功率低。目前，龙马溪组地层漏失处理主要方法为：

（1）钻进过程中发生井漏时，首选高浓度复合桥接浆堵漏方案。漏速小于50m3·h-1，原钻具堵漏；漏速大于50m3·h-1，起钻下入钻杆钻具进行专堵。

（2）根据漏失量确定复合桥接堵漏浆配方，堵漏浆浓度一般15%～40%，以复合堵漏剂（粗、中粗、细）、核桃壳（粗、中粗、细）、云母片、QS-2、纤维、随钻堵漏剂等复配。

（3）采用降低钻井液密度方法发生漏失后，一般先起钻至上部井段，分段小排量循环，降低钻井液密度，调整钻井液流变性能，随后进行堵漏作业。

（4）随钻堵漏发生渗透性漏失，以各种粒径刚性堵漏材料为主，复配其它填充型堵漏材料随钻堵漏[5]。

（5）复合堵漏对严重漏失，采用桥接堵漏浆、凝胶复合堵漏浆堵漏。

图2　核桃壳Fig.2Walnut shell

图3　单封Fig.3Single seal

图4　复合堵漏剂Fig.4Composite plugging agents

图5　QWY酸性暂堵剂Fig.5QWY acid temporary plugging agent

4　堵漏成功方案

以焦页9-2HF井为涪陵地区代表井，该井共发生二次井漏，分别在2010.1m、2103.94m。

第一次井漏：复合钻进至2010.1m时发生失返性漏失。为保证井下安全，采取上下小幅度活动钻具，简单向井内灌入一定量的泥浆维持液面高度。

成功堵漏措施：配置堵漏浆10m3（配方：复合III型堵漏剂：0.5t，棉籽壳：100kg，锯末：0.5m3，橡胶粒：300kg，单封：1t，核桃壳0.5～1mm：1t。浓度34%，密度1.25g·cm-3）。下钻至井底进行堵漏作业，正注堵漏浆7.6m3，替入17.5m3泥浆静止观察，间断吊灌环空，吊灌泥浆7.61m3，高架槽返出泥浆。起钻更换光钻杆，下光钻杆至603.09m时开始返浆，返浆至正常。

第二次井漏：定向钻进至2103.94m时，坐岗发现液面下降。测得初始漏速9.12m3·h-1，最大漏速82.68m3·h-1。小排量注堵漏浆9.5m3，整个注替过程中，高架槽无泥浆返出。

成功堵漏措施：配置堵漏浆150m3（配方：核桃壳0.5～1mm：7.5t；FD-1：7.5t；FD-2：7.5t；刚性C型堵漏剂：7.5t；核桃壳3～5mm：3t；浓度22%，密度1.25g·cm-3）。下钻至2103.78m，正注堵漏浆，正注堵漏浆7.78m3时高架槽返出泥浆。

5　总结

涪陵工区页岩气井井漏主要以微裂缝、裂缝、诱导裂缝漏失为主；漏失具有漏失层位多、漏失压力低、承压能力低、易重复漏失等特性，尤其是裂缝发育区块漏失层段多、漏失量大，处理难度高[6]。

从堵漏施工情况分析，对非失返性漏失，可以通过控制钻井液密度及随钻堵漏、桥接堵漏作业，实现安全钻井；位于构造边缘破碎带、断层附近井发生的失返性漏失，堵漏成功率明显下降，此时采用复合桥接堵漏进行复配调试取得良好效果。

［1］蒋希文.钻井事故与复杂问题［M］.石油工业出版社，2002.

［2］周贤海,臧艳彬,陈小锋.涪陵页岩气田井漏现状与技术对策［J］.江汉石油职工大学学报,2015,（3）:16-19.

［3］陈星星.涪陵页岩气田防漏堵漏技术应用研究［J］.探矿工程（岩土钻掘工程）,2015,（3）:11-14.

［4］谭希硕.涪陵页岩气水平井钻井液防渗漏技术［J］.承德石油高等专科学校学报,2015,（1）:10-13.

［5］郑力会,张明伟.封堵技术基础理论回顾与展望［J］.石油钻采工艺,2012,（5）:1-9.

［6］王志刚.涪陵页岩气勘探开发重大突破与启示［J］.石油与天然气地质,2015,（1）:1-6.

Application of preventive and treatment technology about lost circulation in fuling area*

CHENG Ming，XIA Hong-nan，BAI Kai，ZHANG Wen-ze
（Leakage Protection&Sealing Technology Laboratory,Oil and Gas Drilling National Engineering Laboratory,Institute of Petroleum Engineering,Yangtze University,Wuhan 430100,China）

Lost circulation in drilling construction work serious influence the speed，quality and efficiency,It's the top of hidden troubles.Lost circulation is one of the common accident,once lost circulation happen can reduce the speed of drilling and increasing drilling cost.Several representative wells about formation of LongMa in FuLing area as an example and given the application of prevention and treatment measures in this region.Eventually come to conclusion,for no loss return,could use conventional methods to control density of drilling fluid and plugging while drilling,for loss return could use bridged hybrid mud with composite materials to plugging and obtaining good results.

naturl fracture；longma formation；bridge plugging；composite plugging

TE2582

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20161168

2016-06-24

湖北省协同创新中心基金“涪陵地区页岩气优快钻井集成技术应用研究”（No.HBUOG-2014-1）

程铭（1990-），男，黑龙江省双鸭山人，硕士研究生，主要从事连续油管相关研究工作。

夏宏南（1962-），男，石油工程院教授，主要从事岩石力学、井下工具、深井钻井和防漏堵漏的研究工作。