钻井双液法堵漏技术在鄂尔多斯盆地漏失层的应用

赵经恩 杜芳利 柏险峰 苏 明 李 成

1.斯伦贝谢长和油田工程有限公司 宁夏银川 755000;

2.延长石油集团油气勘探公司 陕西延安 716000；

3.斯伦贝谢中国公司 北京 100015

1 应用背景

钻井的所有堵漏方法都有一定的局限性，严重的井漏。特别是失返性井漏是非常难以处理的，在井漏较为严重的地区，所引发的非生产时间占钻井非生产时间的65%以上，也是影响钻井成本和综合效益的主要因素。尽管存在着区域性差异，且区域性井漏大多数情况下是可以预测的，但具体到某一口井，漏失量有多大，哪些方法可以一次性解决问题，却不是很容易掌握的。只有在单井井漏发生了以后，总结过程中才能找一些规律。虽然这些规律可以应用到同平台的下一口井，但是由于延安区块大多数井都是从式井，准确性并不是特别高。因此，井漏是钻井过程中无法绕开的“黑洞”。

延北区块的井漏主要集中在刘家沟下部及石千峰上部地层，这些地层岩性主要为砂泥岩。其天然裂缝较发育，地层裂缝及微裂缝破裂程度高，地层承压能力弱。经过地质测井资料进行分析表明，在钻井过程中，原始地层应力受到破坏，加上钻井液密度影响，导致该地层也极易产生诱导裂缝，上部易出现失返性漏失概率非常大。实践证明，在堵漏完成以后，该地层复漏的可能性很高，致使现场对漏失层位容易造成误判，后期堵漏效果不明显。

从最近几年的已钻井情况分析，刘家沟石千峰交接面钻井井漏有以下共性：

(1) 井漏与区块关联性强。子长、宝塔区北边，延川失返性漏失较多，漏失强度大，一般为刘家沟中下部。

(2) 同区域与地面海拔关联性强。同一区块相比，海拔越高，钻进过程刘家沟井漏的程度越严重。

(3) 漏失点越浅的井，漏失越严重，堵漏难度越大。这些说明和尚沟组、刘家沟层位发生井漏点越浅，漏失井段越长，堵漏难度越大。

(4) 漏失容易反复。发生井漏的井，每次承压挤堵堵漏后能建立循环，可以恢复钻井作业，但是钻井时间不长，又出现复漏，这种情况下往往给现场技术人员造成误判，认为漏失点是在井底，导致堵漏效果不理想。

(5) 静止堵漏能建立循环。发生漏失，利用堵漏钻井液静止3～5h 开泵能返出。这说明漏层为裂缝发育，但是裂缝很窄很细，静止作用下钻井液中的固相和堵漏剂很快在漏失裂缝口处产生封门效应，而没有完全进入到漏层裂缝深处，导致钻进过程中又产生漏失现象。

(6) 刚进入漏层就采取加入随钻堵漏剂预防措施，堵漏效果比较好，一旦形成漏失通道，再进行堵漏就比较困难。

(7) 密度低于1.10SG 以下，漏失风险显著降低，漏失量越小，每次堵漏效果好。

2 新工艺的出现及应用

2.1 常规堵漏方法及其特点

常规的裂缝型堵漏方法主要有桥塞堵漏和水泥浆堵漏两种方法，他们的优点是技术成熟，操作简便，但也存在一些缺点，主要表现在以下5 个方面：

(1) 常规桥堵浆对裂缝性漏失效果较差；

(2) 堵漏材料颗粒粒径与地层孔隙的匹配度难以把握；

(3) 颗粒级配选择困难，颗粒大易封门，颗粒小，进入漏层驻留能力差；

(4) 驻留能力差导致与地层流体相混，堵漏浆很难在井筒周围形成足够强度的封堵体；

(5) 堵漏一次成功率不高，易复漏，且复漏后不能准确判断漏层位置；

常规水泥浆堵漏效果失败的原因主要体现在：驻留能力较差，时间长，故障率高；水泥浆流动性好易泵送，但不易驻留，堵漏效果差；水泥浆堵漏化验、混灰、候凝时间长；水泥石强度高，扫塞易出新眼。

2.2 双液法堵漏技术

2.2.1 技术思路

通过对以上堵漏方法的总结，针对刘家沟漏失的特点，提出双液法堵漏技术，该技术的思路从以下方面着手解决漏失问题：

(1) 优选触变性水泥浆，提高水泥浆自身驻留效果；

(2) 水泥浆与堵漏浆按比例进行混配，惰性堵漏材料会吸收水泥浆中的水，让堵漏浆流动性逐步变差，堵漏材料通过吸水而膨胀，提高驻留目的；

(3) 桥浆固化后降低原水泥石强度，候凝时间控制在24h 之内，实现堵漏固化后不易复漏，且易扫塞。

2.2.2 双液法技术配方

(1) 触变性水泥浆配方：触变剂+ 缓凝剂+ 膨胀剂；

(2) 堵漏浆配方：膨润土浆+15%复合堵漏剂（粗）+5%复合堵漏浆（细）+3%纤维；

(3) 试验数据。

堵漏剂实物如图1—图3 所示。伴随着大排量的水泥泵入至井筒内，增大刚性材料的浓度，从而强化“桥架”结构；纤维类等堵漏材料形成“拉筋”，从而在最短时间内形成难以移动的孔喉塞，然后配合水泥形成高强度复合塞。水泥浆性能参数如表1 所示，堵漏浆体系性能参数如表2所示。

表1 水泥浆性能参数

表2 堵漏浆体系性能参数

图1 复合堵漏剂（粗）

图2 复合堵漏剂（细）

图3 纤维类堵漏剂

2.2.3 施工步骤

（1）在漏层以上20m 开泵验漏；

（2）泵入堵漏浆（或水泥浆+ 堵漏浆），泵替期间转盘转速＞10×10-6并上下活动超过钻具拉伸量，防止钻具粘卡，顶替堵漏浆到位；

（3）起钻至堵漏浆理论顶部深度(和第一个漏层)100m 以上，至少循环1 周，冲洗钻具内外，防止堵水眼、仪器；

（4）关环形挤堵，持续上下活动钻具，观察悬重变化；

（5）严禁在堵漏浆内、漏层位置挤堵，严禁在钻具环空有漏层的情况下进行平推挤堵。

2.2.4 试验效果

通过使用砂床填充模拟器和人造岩心的堵漏试验仪器测试后，剖开岩心，观察堵漏材料在岩心中的分布滞留状况和平衡区域的位置得出结论：平衡区域向岩心入口端移动，标明堵漏效果好。

2.2.5 试验结论

(1) 延长堵漏浆在裂缝中驻留时间；(2) 增强堵漏浆的封固强度，提高抗泥浆冲刷能力；(3) 裂缝性可固化桥浆集成了堵漏浆与水泥浆堵漏的优点，有效提高现场堵漏成功率；

实验样品如图4 所示。

图4 实验样品

3 双液法堵漏现场应用

3.1 成功案例

YB45X- H0X 井是延北项目为开发山西组天然气储量、评价石盒子组和山西组储层而部署的一口水平开发井。本井一开采用339.7mm 套管下深570m，二开采用311.1mm 钻头，定向钻进至2216m 发生失返性漏失，此后在2404m、2500m 等多处又发生失返性漏失，现场经过多次常规桥塞堵漏，均未堵住。

设计采用双液法封堵2404m 以下的易漏井段，按照井径扩大率5%计算桥浆用量为20m3，现场准备水泥15t，土粉浆10m3，合计双液体积20m3。

施工概况：127mm 钻杆下至1800m，注入20m3可固化桥浆后，关防喷器大泵再注入4m3堵漏浆作为后隔离液，立压8.0MPa，套压3.0MPa，然后钻井液泵替浆18m3，替至10m3时立压8.5MPa，套压3.5MPa，停泵后立压稳至4.0MPa，套压稳至2.0MPa，打开防喷器，反吐钻井液0.3m3，起钻并循环洗出钻杆内混浆，候凝24h。

堵漏效果：候凝结束后下钻探塞，塞面2630m，扫塞至井底未发生漏失，恢复正常钻进，堵漏成功。

3.2 双液法堵漏技术实践效果

随着现场双液法技术操作等层面的不断完善与成熟，单井由于井漏造成的钻井液漏失量和非生产时间在逐渐的降低，同平台内的井进行对比，更有说服力。以YK3X- 1X 井台为例阐述，如图5、图6 所示。

图5 YK3X- 1X井台各井漏失量对比

图6 YK3X- 1X井台各井损失的非生产时间

4 结语

双液法堵漏很好解决了本项目恶性漏失的问题。随着漏失问题的根治，井漏造成的非生产时间大大降低，极大地缩短了钻井周期，为天然气快速上产提供了有力的保障。