虎XX井井漏事件分析及启示

彭宁，盛浩，汪涛，贾思航，孙文静，宋竟松

1.中国石油华北油田分公司 技术监督检验处 （河北 任丘 062552）2.中国石油渤海钻探工程有限公司 第一固井分公司 （河北 任丘 062552）3.中国石油渤海钻探工程有限公司 第二录井公司 （河北 任丘 062552）

1 概况

虎XX井是位于冀中坳陷饶阳凹陷孙虎潜山构造带上的一口定向预探井。该井自上而下钻遇的地层为新生界第四系平原组，新近系明化镇组、馆陶组，古近系沙河街组沙三段、沙四段、孔店组，元古界蓟县系雾迷山组，钻探目的为预探虎XX东潜山圈闭含油气情况。孙虎潜山构造带处于冀中坳陷饶阳凹陷南部，其南侧是新河凸起，西侧以虎北大断层为界与深县凹陷相邻，东侧是虎东洼槽，北侧是虎北洼槽。虎北大断层上升盘由于地层的大幅度翘倾抬升，基底形成北东向的潜山构造，并被北北东走向的断层切割形成多个局部山头，这些山头被北西向小断层切割复杂化。潜山出露地层北老南新。潜山内幕地层主要为元古界杨庄组、雾迷山组、串岭沟组、常州沟组和太古界变质岩，潜山上覆地层主要为孔店组、沙四段、沙三段和沙二段。潜山地层裂缝、孔洞发育，在潜山段钻井过程易发生井漏、放空和井喷，预测该井在常州沟组地层压力系数为0.98~1.01，雾迷山组地层压力系数为1.01。虎XX井于2018年3月21日于井深4 29m侧钻（图1），4月7日中完，中完井深2 911m，5月31日完钻，完钻井深3 028m，层位为雾迷山组。该井井段801~3 028m为稳斜段，最大井斜井深2 800m，斜度 29.7°，方位 64°。井底总方位62°39′，总位移1 142.82m。

图1 虎XX井井身结构图

2 井漏发生经过与处理

2.1 发生经过

2018年4月23日11:15采用D149.2mm钻头＋钻具浮阀＋D120.7 mmDc×12根＋复合方保＋D88.9mmDp×1根＋D121mm随钻震击器＋D88.9 mmDp钻具组合三开钻进至井深2 947m发生井漏，漏失2.4m3，漏速5.2m3/h，其钻井液密度1.18 g/cm3，漏斗黏度46 s，钻遇地层为孔店组。12:30配堵漏泥浆15m3（DF×1.5 t+FD-1×1.5 t），至13:00循环堵漏，泵入堵漏泥浆10m3，漏失2.6m3，漏速4.4m3/h。18：00钻进至井深2 950m再次发生井漏，漏失1.8m3，漏速8.2m3/h，18:30配堵漏泥浆13m3（DF×1t+FD-1×1 t+QS-2×0.5 t），至19:00堵漏（泵入堵漏泥浆8m3，替浆10m3）。

2018年4月24日10:00钻进至井深2 955m发生井漏，漏失2.1m3，漏速6.4m3/h，漏失岩性为孔店组灰色含砾砂岩，钻井液密度1.18 g/cm3，漏斗黏度42 s。至10:50配堵漏浆15m3（DF×1 t+FD-1×1.5 t+QS-2×1 t），至11:00泵入堵漏泥浆9m3，井口失返，起钻至技套内，顶替堵漏泥浆漏失2.6m3，至12:00下钻至井底，开泵泵入6.8m3，流量渐小井口失返，再次起钻至技套内，用灌浆泵环空灌入5.4m3未返出，开泵泵入3.8m3未返出，起钻。

2.2 事件处理

2.2.1 第一次堵漏

2018年4月25日15:00下光钻杆至2 952m，配堵漏泥浆13m3（QS-1×0.5 t+DF-1×0.5 t+FD-1×0.5 t+果壳1~3mm×0.5 t+石棉绒×0.2 t+凝胶×0.2 t），至16:00泵入堵漏泥浆6m3，替浆10m3，全程失返，起钻找液面，起钻42柱见液面，环空灌清水24m3未满。4月26日4:00下光钻杆至2 952m，配堵漏泥浆20m3（QS-2×1 t+DF-1×1 t+FD-1×1 t+果壳1~3mm×1 t+果壳5~8mm×1 t+果壳8~10mm×1 t+石棉绒×0.3 t+凝胶×0.2 t），至5:00泵入堵漏泥浆14m3进行堵漏，替浆10m3，堵漏取得效果。4月27日恢复钻进，钻进至井深2 976.00m发生严重失返停钻，漏失岩性为雾迷山组灰色白云岩，钻井液密度1.08 g/cm3，漏斗黏度72 s。

2.2.2 第二次堵漏

由于井壁垮塌和井下复杂等原因，5月10日1:00下光钻杆至2 925m遇阻，决定进行第一次打水泥堵漏，注入密度为 1.85 g/cm3水泥 4 t，顶替 10.3m3，管内留水泥浆高出环空100m；后由于水泥堵漏失败，5月12日8:00下光钻杆至2 925m遇阻进行第二次打水泥堵漏，注入密度为1.85 g/cm3水泥7 t，顶替10.5m3，循环返出混浆及水泥浆约1m3。

2.2.3 强行钻进

2018年5月14日按建设方指令使用清水强行钻进，钻井队钻井液密度1.02 g/cm3，黏度32 s，钻井液有进无出，边钻边漏，钻进至井深3 028.00m接指令完钻，层位为雾迷山组。

3 事件原因分析

3.1 构造地层原因

虎XX井主要漏失地层岩性为元古界雾迷山组白云岩，白云岩一般为灰色、浅灰色和深灰色，质纯，性硬、脆，具微晶结构，滴冷稀盐酸反应弱，加热反应强烈，岩屑呈粉末-片状。白云岩储层经历了加里东、海西等多期构造运动和长期多期次的岩溶复合叠加作用，由于靠近虎北断层和衡水断层，且虎北断层到新近纪一直活动，构造活动剧烈，潜山裂缝、节理发育，为大气水渗入、溶蚀提供了先决条件，表生期的淋滤溶蚀为后期溶蚀提供通道，由于构造运动造成白云岩结构较疏松和原始孔渗性好，溶蚀作用不仅沿断裂、裂缝和层面以管流的方式进行，同时对白云岩进行了更大规模的散流溶蚀作用，发育密集成带的各类溶孔、溶洞和溶缝[1]，钻井上造成钻时加快、钻进过程中易放空、可产生井漏等复杂事故。邻井在二开中完电测资料分析于井深2 699m已经进入潜山，由于未见油气显示，加深至2 729.64m突然发生漏失钻井液有进无出，同时转盘扭矩增大、上提钻具遇卡，分析为环空钻井液漏失，地层压力不能平衡，造成裸眼段井壁垮塌，掩埋钻具，卡钻，该井在钻至井深2 729.64m时共漏失钻井液84.28m3，后处理事故过程中又漏失钻井液837.2m3。

该井从井深2 955m进入潜山（雾迷山组），在钻进至井深2 976m时发生严重井漏，钻井液失返，有进无出。通过测井曲线分析在2 955～2 976m井段有两个较大的缝洞（图2）。第一个在井段2 957.4~2 961.0m，深侧向电阻率124.8Ω·m，浅侧向电阻率77.6Ω·m，声波时差468.2μs/m；第二个在井段2 965.0~2 968.0m，深侧向电阻率3.2Ω·m，浅侧向电阻率3.1Ω·m，声波时差552.1μs/m（表1）。缝洞高度可达3m和3.6m，在钻进过程中钻时由平均32min/m降到1min/m，

有放空现象，在井漏发生时立管压力由9.47 MPa下降至6.55MPa，出口流量由46.38 L/s下降至24.21 L/s，最后变为0。

图2 虎XX井测井曲线图

3.2 技术原因

1）该井技术套管下的过早，技术套管应下在潜山面处，即井深2 955m附近，而实际上技术套管提前下在井深2 911m处，2 911~2 955m井段的砂泥岩在井漏发生后由于井壁失去了平衡造成井壁垮塌给以后处理井漏带来了不必要的麻烦。

2）虎XX井的严重井漏发生在雾迷山组潜山地层中，尤其是在井段2 957.4~2 968.0m处，在井漏处理过程中未能有效地针对井段2 957.4~2 968.0m中两个缝洞采取措施进行积极堵漏，而是采取了常规的堵漏方法以及由于井壁垮塌严重仅在井深2 925 m进行两次打水泥堵漏，后使用清水强行钻进由于井下复杂完钻。

表1 虎XX井测井解释成果

4 结束语

1）录井队在卡取潜山过程中要吃透地质设计，认真分析邻井资料，搞清孙虎潜山构造带几口井漏复杂井的井漏特点和岩性组合关系,及时进行地层对比，制定卡山计划。要求钻井队改用牙轮钻头控速钻进，紧密配合录井队卡取潜山，措施上接近潜山面时录井队改为0.5m捞取岩屑一次，必要时可0.2m捞取岩屑一次，进潜山不超过1m，注意钻时变化，特别是微钻时变化，认真分析岩屑成分变化，卡取好潜山界面。

2）井漏是钻井过程中常见的事件，可影响井下安全和钻井速度，延长钻井周期，增加钻井成本。该井在井段2 957.4~2 968.0m中具有2个3~3.6m高的缝洞，钻井液失返造成严重井漏，若普通的桥接堵漏剂无法在缝洞中架桥，这时可先向井下投入体积稍大、大小不一的砖块或石子[4-5]，待在缝洞中形成一定固相堆积物之后，再用合适的桥接堵漏剂进行复合堵漏，或直接进行水泥浆堵漏[2]。

3）充气或泡沫钻井防漏技术是克服严重井漏的有效手段，已在四川东安1井见到了良好效果；国外应用波纹管处理严重井漏、井壁垮塌等井下复杂状况已有许多成功的事例[3]。对于孙虎地区的此类严重井漏，除采用已有的井漏处理技术外，可尝试使用充气或泡沫钻井和波纹管井漏处理技术。