渤海湾盆地防漏堵漏工作研究

摘" " 要：随着石油勘探开发的不断深入，开发区块的地质愈加复杂，现场施工的防漏堵漏工作越来越受到重视。以渤海湾盆地葵花岛构造KT1井为研究对象，在简要介绍KT1井井身结构、地层分层数据的基础上，分别给出目标井二、三、四井段具体的防漏堵漏措施及现场堵漏方案，而后论述了现场井漏的预防及堵漏的流程，并对有关注意事项进行了较为深入的讨论。最后指出，在钻探开发前，需结合地层特性及井身结构对易漏地层进行精确分析，选择合理的钻井液配比，充分做好防漏堵漏工作；在钻井施工过程中，需注意压力、排量等参数的变化并及时进行调整，同时做好堵漏预案，以便在漏失初期能够采取有效的堵漏方案，从而降低井漏的影响。

关键词：渤海湾盆地；钻井防漏；堵漏方案；现场施工

Techniques of lost circulation prevention and plugging in Bohai Bay Basin："Taking KT1 well as an example

LIU Tao， HUANG Lianlu， YANG Jinlong， YU Jianli， YU Qinghe， LI Hua

Drilling Branch of China Petroleum Offshore Engineering Company Limited， Tianjin 300451， China

Abstract：In deeper oil exploration， geological conditions of fields under development become increasingly complex， and more attention is paid to lost circulation prevention and plugging in on-site construction. Taking the KT1 well drilled in Kuihuadao of Bohai Bay Basin as an example， this paper gives a brief introduction of the well structure and stratigraphic layer data to show specific lost circulation prevention and on-site plugging measures and plans for number two， three， and four target well intervals.Then， lost circulation prevention andplugging process in on-site constructionis summarized with further discussion on the corresponding precautions. It is pointed out that a series of work should be carried out. Before drilling， precise analysis should be conductedon layers prone to leakagewith consideration of the formation′s characteristics and wellbore′s structure to obtain a proper drilling fluid formula. During drilling， attention should be paid to parameters such as pressure and flow rate， and adjustments should be made in time. At the same time， a lost circulation prevention plan should be prepared so that effective prevention measures can be taken at the early stages of lost circulation to minimize the influence of leakage.

Keywords：Bohai Bay Basin; drilling leakage prevention; pluggingplan; on-site construction

近年来，我国石油需求量与日俱增，随着石油的开采，国内常规储层产量日益减少[1-2]。为了解决上述问题，开始对非常规以及海上油气进行勘探开发。随之而来的是开采难度逐渐增加，地质愈加复杂，极易在钻井工作中出现井漏事件，造成卡钻甚至井壁坍塌等事故。另外钻井液一旦漏入地层，将对储层造成严重损害，降低产量，同时封堵漏失裂缝也需花费大量时间和材料[3]，产生巨额费用[4-6]。因此必须降低井漏事件发生概率，做好井漏预防工作[7]。为此，本文以渤海湾盆地KT1井为例，从钻前井漏预防和现场施工流程等方面，探究了钻井过程中防漏堵漏的方法和流程，以期为钻井过程中的井漏控制提供借鉴和参考。

1" " 井区概况

KT1井井深5 835 m，位于渤海湾盆地辽河坳陷滩海东部葵花岛构造带，其主要钻井目的为预探葵花岛构造带潜山的含油气情况。该井井深结构及地质情况如图1、表1所示。

由图1可知，KT1井分为四个开次，其中二开井段对应深度为1 605～3 810 m，主要为东营组地层，其中，东营组一段1 650 m和东营组三段2 906 m可能钻遇断层而发生漏失，需要提前做好防漏堵漏工作；三开井段钻遇沙河街组和中生界小岭组地层，其主要为深灰色、褐灰色泥岩地层，易坍塌掉块，同时在中生界4 417 m左右可能钻遇断层，钻井过程中既要防漏又要维持井壁稳定，面临窄密度窗口安全钻进问题；四开对应地层为古生界地层，为主要目的层，主要由海相碳酸盐岩组成，包括灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩等，含少量泥云岩和灰质泥岩薄层，该灰岩地层是防漏重点井段，预计全井段存在高压、超高压层，情况复杂，要注意防喷、防漏、防塌、防卡。通过以上分析可知，钻遇地层极有可能发生漏失事故，需要采取相应的措施进行防漏堵漏。

2" " 目标井具体防漏堵漏措施

通过对钻遇地层的分析可知，二开至四开均有可能发生井漏，需要对其采取相应的防漏堵漏措施，本文以上述各个开次为对象，对每个开次进行相应的分析。

2.1" " 二开井段

二开井段主要是防止在钻进至东营组一段1 650 m和东营组三段2 906 m左右可能会钻遇断层而产生漏失，因此在钻遇断层前，提前在井浆中加入0.1%～1%随钻堵漏剂，以提高地层的承压能力，减小井漏发生的可能性。另外，一旦发生漏失，需要尽快测定漏失速度，并根据漏失速度的大小采取相应的堵漏措施。

在确定合适钻井液密度的同时，要保持钻井液具有较强的抑制性，增强钻井液的封堵、防塌能力，严格控制滤失量。保持钻井液中氯化钾的含量不低于5%，胺基聚醇的含量不低于1%，并加大级配细目钙和白沥青等封堵性材料的加量，以增强钻井液的封堵、防塌能力，在井壁形成致密的泥饼，控制API滤失量≤5 mL、高温高压失水FLHTHP≤15 mL，有效减少滤液进入地层。使用的二开井段钻井液性能及配方如表2、表3所示。

2.2" " 三开井段

沙河街组深灰色、褐灰色泥岩地层易坍塌掉块，钻进中需要控制井浆中有机盐含量不低于15%（质量分数），维持白沥青、低渗透和细目钙等封堵材料的含量不低于2%，以便在井壁形成致密的泥饼，增强钻井液的封堵防塌能力；控制API滤失量≤3 mL、FLHTHP≤12 mL，有效减少滤液进入地层，按照配方补充不同级配细目钙、低渗透剂等封堵防塌材料，同时控制合适的钻井液密度，保证井眼稳定。另外，在中生界4 417 m左右可能会因钻遇断层而产生井漏，因此在钻遇断层前需提前在井浆中加入随钻堵漏材料，以提高地层的承压能力，减小井漏发生的可能性；此外每次提高钻井液密度不超过0.02 g/cm3，控制好加重剂的加入速度，尽可能控制在较低的密度，防止人为发生漏失；一旦发生漏失，需尽快测定漏失速度，并根据其大小采取相应的堵漏措施。设计的三开井段钻井液性能与配方如表4、表5所示。

2.3" " 四开井段

四开井段对应地层为古生界，主要为海相碳酸盐岩，包括灰岩、白云质灰岩、灰质白云岩等，含少量泥云岩和灰质泥岩薄层。该层为主要目的层，容易发生井漏，在开钻前配制新浆时，有机盐含量按设计下限设计，同时全程开启离心机，严格控制钻井液密度，钻井液中及时补充级配细目钙、白沥青等封堵材料，并维持封堵材料有效含量，其中细目钙含量在2%以上，加强封堵性能。在设计密度范围内，使用有机盐来提高钻井液的密度，在保证钻井液较强抑制性的同时，维持较低的固相，保护油气层，进一步控制钻井液的滤失量，防止泥岩水化膨胀，做好潜山地层的防漏、防喷、防塌工作。若储层段发生漏失，则使用可酸溶的堵漏材料进行堵漏，避免对储层造成永久性的堵塞伤害。设计的四开井段钻井液性能与配方如表6、表7所示。

3" " 现场井漏的预防及处理流程

3.1" " 井漏的预防

3.1.1" " 合理的井身结构

由于地层的孔隙、漏失、破裂压力有较大的差别，同一裸眼段中如果地层的孔隙压力大于漏失压力或破裂压力，可使用高密度的钻井液平衡地层压力，但如果地层存在漏失通道，则极有可能会发生井漏，所以合理的井身结构是预防井漏的首要条件。目标井三开、四开井段设计的井身结构，主要就是考虑到古生界和元古界灰岩地层易发生井漏的因素，综合考虑了钻井风险而采用的井身结构。

3.1.2" " 压力调整

发生井漏的根本原因是井筒内外压力不均，井筒内液体压力大于地层流体压力，达到一定程度后就会产生井漏，因此在钻井过程中要实时监测压力变化，预防井漏的发生。在目标井钻进过程中，采用相应的措施降低井筒里钻井液的激动压力，提高地层的承压能力，从而可有效防止井漏的发生。

钻井中钻井液流变性能差，井眼净化效果不理想，导致循环压耗过大；起下钻、下套管速度过快，导致压力激动，是造成井漏的主要原因之一[8-9]。通过选用合理的钻井液密度，达到近平衡压力钻井；调整钻井液流变性能，采用合理的钻井参数，在振动筛返砂不理想的情况下，采用倒划眼短起携岩，以达到净化井眼的效果，降低钻井液的环空压耗；控制起下钻、下套管速度，特别是长时间静止后开泵的速度，以减小压力激动，从而预防井漏。

地层的漏失压力还取决于地层特性，可采用人工的方法封堵井筒的漏失通道，增大钻井液进入漏失层的流动阻力，由此提高地层的承压能力，以达到预防井漏的目的[10]。根据地质提示，古生界和元古界为潜山灰岩地层，这种地层容易发生井漏，因此该井段钻井使用无黏土相钻井液体系。

综上所述，在现场钻进过程中，主要采取以下防漏措施：第一，钻进过程中钻井液密度调整平稳，注意坐岗观察，保持合理的钻井液密度；第二，保持合适的钻井液动切力、静切力，保证井眼清洁，降低环空的ECD（钻井液的当量循环密度）；第三，进入易漏地层前，在井浆中加入随钻堵漏材料，提高钻井液的封堵能力，在压差的作用下，堵漏材料进入漏层，提高地层的承压能力；第四，在进入地质提示的断层前，适当增加短起下钻次数，保持井眼通畅，进入断层后加强坐岗，密切观察流量返出与钻井液池液面变化，一旦发生井漏则按漏失速度采取相应堵漏措施。

3.2" " 堵漏流程

在目标井钻进过程中发生漏失后，采用以下方法进行堵漏作业：第一步随钻堵漏；第二步静止堵漏；第三步采用桥接堵漏和复合凝胶堵漏；第四步采用胶质泥浆+水泥浆复合堵漏，也是桥接与复合凝胶堵漏的一种互补，在破碎漏失地层可以起到护壁作用，使用于非目的层；第五步采用拦截式堵漏工具堵漏，是将灌满水泥浆的拦截袋用钻杆送到大漏点位置，堵住大裂缝[11]。对于大溶洞漏失，上述方法无效时，考虑海水强钻，穿漏层后下套管封固，具体流程如下[12]：其一，分析发生井漏的原因，确定漏层位置、类型及漏失程度；其二，进行科学的施工设计、精心施工；其三，如果条件允许，强钻一段，确保钻穿漏层；其四，下钻至漏层顶部，堵漏时活动钻具，防止卡钻，将堵漏浆的2/3泵入地层，进井筒内；其五，憋压试漏时要缓慢进行，压力一般不超过3 MPa，避免造成新的诱导裂缝。

3.3" " 堵漏注意事项

由于井下情况复杂，堵漏时操作不当就会造成堵漏失败，甚至加剧漏失，造成地层污染以及经济损失，因此在堵漏操作时，需要尤其注意以下几点：第一，分析漏层性质，判断漏失井段，根据漏失速度大小制定堵漏浆量及浓度、颗粒级配比例。第二，根据具体情况确定钻具的下入深度，一般在漏层顶部10～100 m位置；注替挤排量一般根据具体情况，采用单泵或双泵，憋压压力一般为0.5～5 MPa[13]。第三，按照配制量、堵漏剂加入的增量，通过加重泵加入泥浆，调整泥浆性能，使密度与井浆一致，调节黏切，通常黏度控制在40～60 s左右（需配制的浓度越高，黏度则宜低，但应保证堵漏剂不漂浮）。第四，根据堵漏剂的性质及颗粒级配，按顺序加入，加完材料后，堵漏浆体系应均匀稳定。第五，替浆时检查各上水罐闸门，严防窜漏，并作记录，数据应准确无误。第六，因堵漏材料颗粒级配与地层漏失通道不匹配而导致的封门现象，可通过间隙关挤的方法进行解决。第七，堵漏施工原则上不允许原钻具带钻头堵漏，钻具在裸眼中要处于活动状态，防止卡钻，计量应准确无误，控制好憋压压力，防止憋压过大导致堵漏失败或憋漏地层。

基于上述研究，结合工程实际，总结出如图2所示的井漏处理流程树，可对钻井堵漏工作提供一定的指导。

4" " 结束语

分析了区块地层情况，结合井身结构，给出了防漏措施和堵漏流程，分析了主要注意事项，可为现场堵漏工作提供一定的借鉴。

1）在钻探开发前，需结合地层特性及井身结构，对易漏地层进行精确分析，选择合理的钻井液配比，充分做好防漏堵漏工作。

2）在钻井施工过程中，需注意压力、排量等参数的变化并及时进行调整，同时做好堵漏预案，使其能够在漏失初期采取有效的堵漏方案，以降低井漏的影响。

3）结合具体研究区域，通过分析现场施工过程中井漏的预防，以及相应的堵漏流程，对钻井过程中的堵漏防漏工作进行了梳理，可为现场堵漏工作提供一定的参考和借鉴。

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作者简介：

刘" " 涛（1983—），男，四川成都人，高级工程师，2007年毕业于西南石油大学应用化学专业，现从事钻井液技术及管理工作。Email：liut@cnpc.com.cn

编辑：林" " 鲜