擴(kuò)展安全密度窗口鉆井液技術(shù)在蘇西區(qū)塊的應(yīng)用

侯博 王凱 韓佩章（川慶鉆探長(zhǎng)慶鉆井總公司，陜西 西安 710018）

擴(kuò)展安全密度窗口鉆井液技術(shù)在蘇西區(qū)塊的應(yīng)用

侯博 王凱 韓佩章（川慶鉆探長(zhǎng)慶鉆井總公司，陜西 西安 710018）

提高地層承壓能力的鉆井液技術(shù)是擴(kuò)展安全密度窗口鉆井液技術(shù)的重要內(nèi)容。通過鉆井液防漏堵漏技術(shù)手段來提高地層的承壓能力,提高鉆井液密度的安全使用上限,從而保證在窄(或負(fù))安全密度窗口條件下的安全鉆進(jìn),是油氣勘探開發(fā)鉆井的重要需求。本文針對(duì)蘇西區(qū)塊劉家溝組、雙石層處于同一裸眼段，漏塌并存問題，在鉆穿劉家溝組轉(zhuǎn)化體系后通過梯度選擇堵漏材料粒徑和梯度配比堵漏材料含量,優(yōu)先進(jìn)行承壓堵漏，并通過提高鉆井液的封堵造壁能力，形成了一套防塌防漏工藝技術(shù)，把劉家溝承壓能力由原來的1.24～1.26 g/cm3提高到了當(dāng)量密度1.32～1.33g/cm3緩解了漏塌矛盾,推廣應(yīng)用結(jié)果表明，擴(kuò)展安全密度窗口的鉆井液技術(shù)，能有效提高地層承壓能力，減少井下復(fù)雜，縮短鉆井周期。

安全密度窗口；承壓堵漏；強(qiáng)封堵

鉆井安全窗口是指鉆井過程中不造成噴、漏、塌、卡等鉆井事故,能維持井壁穩(wěn)定的鉆井壓力(密度)范圍。即min(ρb、ρp)＜ρECD＜max(ρf、ρL)。若用壓力形式表示,上式可寫為min(Pb、Pp)＜PECD＜max(Pf、PL)式中,Pp為地層孔隙壓力;Pb為坍塌壓力;Pf為破裂壓力;PL為漏失壓力。若PECD＞Pf(或PL),則井漏; PECD＜Pp,則溢流、井涌甚至井噴;PECD＜Pb,則發(fā)生井塌。

1 蘇西區(qū)塊面臨塌漏問題

1.1 井漏問題

雙石層與承壓能力低的劉家溝組處于同一裸眼段，但在鉆進(jìn)提密度過程中劉家溝地層1.22～1.25g/cm3即發(fā)生滲漏，如果繼續(xù)提密度，井漏風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)一步加大。

1.2 井塌問題

該區(qū)塊目的層盒8上的蓋層為灰黑色硬脆性泥巖，其裂縫發(fā)育，鉆井液發(fā)生侵蝕后，在毛細(xì)管力作用下，地層坍塌壓力增大，需要更高的鉆井液密度平衡地層坍塌壓力，導(dǎo)致塌漏矛盾并存。

2 施工工藝技術(shù)

2.1 承壓堵漏技術(shù)

2.1.1 承壓堵漏工藝要求：

(1）鉆穿劉家溝地層50米～100米；

(2）轉(zhuǎn)化體系后進(jìn)行工藝堵漏。

2.1.2 承壓堵漏擠封原則

該區(qū)塊劉家溝組存在微裂縫，在承壓堵漏時(shí)如果選擇較大粒徑堵漏材料，可能產(chǎn)生“封門”現(xiàn)象，因此優(yōu)選了惰性堵漏材料重晶石和ZDS并復(fù)配SFT對(duì)井壁膠結(jié)、固化，按照逐級(jí)擠封原則，在原漿擠封完后，根據(jù)情況分別配制20%、40%惰性材料擠封。如未達(dá)到承壓要求，則需要加入DF-A、鋸末、DF_NIN等堵漏材料擠封，直到滿足承壓要求。

2.1.3 承壓堵漏工藝配方

依據(jù)轉(zhuǎn)化體系后，分別在原漿基礎(chǔ)上配比不同含量的惰性材料、隨鉆堵漏材料擠封，使之達(dá)到當(dāng)量鉆井液密度?；九浞綖椋?/p>

20%惰性材料配方：原漿+5%SFT+5%LG-130+10%重晶石。

40%惰性材料配方：原漿+5%SFT+10%LG-130+25%重晶石。

擠封堵漏材料：原漿+5-8%DF-A+8-10%鋸末+5-7%DF—NIN+5-10%重晶石。

2.1.4 承壓堵漏憋擠工藝

(1）由破漏實(shí)驗(yàn)確定地層可承受的實(shí)際當(dāng)量密度

(2）確定承壓堵漏最低憋壓值，計(jì)算裸眼承壓當(dāng)量循環(huán)鉆井液密度達(dá)到1.32g/cm3以上的憋壓值。

(3）依據(jù)井徑確定確定堵漏漿配制量，將鉆具下入劉家溝底界，然后將不同配比的堵漏漿按照技術(shù)方案要求注入相應(yīng)井段封閉劉家溝組，起鉆至劉家溝上部擠封堵漏，擠封堵漏材料總濃度不低于20%。

(4）破漏實(shí)驗(yàn)和憋壓原則：每次憋壓變化值控制在1MPa以內(nèi)，小排量12～15L/s憋擠堵漏漿。

(5）憋擠成功條件：裸眼承壓當(dāng)量密度滿足工程設(shè)計(jì)要求，最終憋壓值30min內(nèi)壓降小于0.5MPa。

2.2 強(qiáng)封堵技術(shù)

該技術(shù)主要通過物理及化學(xué)封堵作用來實(shí)現(xiàn)，物理封堵主要是通過惰性封堵粒子ZDS、LG-130對(duì)地層中的微裂縫進(jìn)行有效封堵，化學(xué)封堵主要依靠陽離子乳化瀝青分SFT或XL-1在井底高溫達(dá)到軟化點(diǎn)后和ZDS、LG-130等惰性粒子相互吸附、膠結(jié)，實(shí)現(xiàn)對(duì)井壁微裂縫填充，進(jìn)而提高地層破裂壓力，進(jìn)而提高地層安全密度窗口的目的。下表為ZDS與SFT復(fù)配后的封堵性實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

表1 ZDS與SFT復(fù)配封堵性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（基漿配方：0.2-0.3%PAC+2-3%GD-K+2-2.5%SFT+1-1.5%SMP-2+10-15%工業(yè)鹽+10%甲酸鈉）

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果分析應(yīng)用

3.1 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

承壓堵漏技術(shù)分別在蘇47、蘇14區(qū)塊5口井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，現(xiàn)以蘇47-25-67H2井為例簡(jiǎn)述該技術(shù)的現(xiàn)場(chǎng)施工。該井劉家溝組垂深2775-3055米共計(jì)280米。

(1）在2850米劉家溝中上部轉(zhuǎn)化為復(fù)合鹽體系，轉(zhuǎn)化后鉆井液密度1.10g/cm3，粘度40S，鉆穿劉家溝組50米后進(jìn)行了承壓堵漏，實(shí)施承壓堵漏前鉆井液密度為1.15g/cm3，粘度42S。由地破試驗(yàn)確求得裸眼段地層破裂壓力為7.6MPa，在密度為1.15g/cm3時(shí)求得最大允許關(guān)井套壓為6.7MPa。

(2）計(jì)算當(dāng)量密度達(dá)到1.32g/cm3時(shí)最低憋壓值為5MPa。

(3）將鉆具起至劉家溝上部，進(jìn)行原漿擠封，擠封最高閃壓5.5MPa，停泵后10min穩(wěn)壓至3.8MPa，未達(dá)到擠封要求。配置20%惰性堵漏材料擠封，配方為：原漿+6%SFT+5%LG-130+10%重晶石粉，將堵漏漿注入劉家溝井段后關(guān)井?dāng)D封，擠入25方堵漏漿，擠封最高壓力6.0MPa,15min后穩(wěn)壓至4.2MPa。再次配置40%惰性堵漏材料，原漿+6%SFT+15%LG-130+20%重晶石粉，按照上述方案，擠入12方堵漏漿后，擠封最高壓力6.6MPa，15min后穩(wěn)壓至5.2MPa,30min后穩(wěn)壓5.0MPa。達(dá)到承壓堵漏要求。

(4）承壓堵漏完成后，在斜井段后期施工中，井斜60°時(shí)將封堵粒子含量都達(dá)到5%以上，斜井段完鉆時(shí)鉆井液密度達(dá)到1.34g/cm3該井未發(fā)生漏失，鉆井液消耗量每班5-6方，完鉆短起下、電測(cè)下套管順利。

3.2 效果分析

分別在蘇西涵蓋的蘇47、蘇14區(qū)塊共計(jì)8口井應(yīng)用該技術(shù)，承壓堵漏后蘇14區(qū)塊漏失當(dāng)量密度由原先1.24-1.25 g/cm3提高至1.31-1.33 g/cm3,蘇47區(qū)塊漏失當(dāng)量密度由原先1.23-1.25 g/cm3提高至1.33-1.35 g/cm3,且通過改善泥餅質(zhì)量，提高鉆井液封堵性，完井鉆井液密度高于當(dāng)量密度0.02-0.03個(gè)點(diǎn)后也未發(fā)生漏失，完井電測(cè)及下套管順利?？梢娫摷夹g(shù)現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用良好，滿足了蘇西區(qū)塊安全施工要求。

4 結(jié)語

4.1 擴(kuò)展安全密度窗口的承壓堵漏技術(shù)能有效提高地層承壓能力，減少井下漏失，縮短鉆井周期，保證優(yōu)質(zhì)快速的鉆井施工，推廣應(yīng)用前景廣闊。

4.2 安全密度窗口的擴(kuò)展可以通過不同工藝過程實(shí)現(xiàn)，但它離不開鉆井液防漏、堵漏工藝技術(shù)及堵漏材料的合理匹配。

4.3 通過原漿擠封后，再配比不同材料惰性材料和堵漏劑擠封能很好地滿足蘇西區(qū)塊承壓堵漏要求。

4.4 承壓堵漏后配合鉆井液強(qiáng)封堵措施能滿足蘇西區(qū)塊井下安全要求。

[1]王善舉,孫舉,馬文英.隨鉆提高窄安全密度窗口的泥漿技術(shù)[J].精細(xì)石油化工進(jìn)展,2008,9(5):20-24.

[2]劉加杰,康毅力,王業(yè)眾.擴(kuò)展鉆井液安全密度窗口理論與技術(shù)進(jìn)展[J].鉆井液與完井液,2007,24(4):69-73.