孫明杰,楊興福,姜泉(中石化華東石油工程有限公司六普鉆井分公司鉆井液公司, 江蘇 鎮(zhèn)江 212000)
根據(jù)已施工井的鉆進(jìn)過(guò)程和電測(cè)井徑數(shù)據(jù)分析,東北工區(qū)登錄庫(kù)組及以上地層井壁不穩(wěn)定。青山口和泉頭組泥巖地層在施工過(guò)程中易隨鉆掉塊和垮塌,鉆進(jìn)中易導(dǎo)致遇阻卡或卡鉆,青山口及以上地層棕色,深灰色泥巖,泥質(zhì)砂巖互層,水敏性強(qiáng),鉆進(jìn)過(guò)程中易水化分散,導(dǎo)致鉆井液流變性能不易控制,地層易縮徑或鉆頭易泥包。通過(guò)已鉆井電測(cè)數(shù)據(jù)分析,泉頭組及登婁庫(kù)組地層井徑擴(kuò)大率部分井段最大超過(guò)25%。如下列圖1 至圖2 所示,東深2 井在泉頭組地層最大井徑擴(kuò)大率達(dá)到12%。
根據(jù)東深2 井2 500 m 至3 200 m 為泉頭組地層,從電測(cè)井徑數(shù)據(jù)分析,泉頭組地層2 650 m 至3 150 m 地層井徑平均擴(kuò)大率17%。本井在施工過(guò)程中均存在隨鉆掉塊的現(xiàn)象,因本井為探井,對(duì)鉆井液密度控制較嚴(yán)格,無(wú)法從根本上通過(guò)提高鉆井液密度來(lái)穩(wěn)定井壁[1]。
在施工的幾口井中有2 口井出現(xiàn)了在下技套過(guò)程中出現(xiàn)套管下不到底,或套管在下入過(guò)程中出現(xiàn)了井口不返漿的情況。東深2 井下技套不返漿導(dǎo)致起技套一次,腰登11HF 井在下技術(shù)套管時(shí)遇阻拔套管通井。
(1)復(fù)雜過(guò)程
圖1 東深2井二開(kāi)井徑圖(泉頭組)
圖2 東深2井鉆進(jìn)過(guò)程中泉頭組地層的垮塌物
東深2 井施工二開(kāi)井深3206m,因在中完作業(yè)期間青山口組地層存在垮塌情況,在下技術(shù)套管前漿鉆井液密度上提至1.30 g/cm3。在下技套前通井鉆井液性能為:比重1.30 g/cm3、粘度68 s、黏度22 mPa.s,動(dòng)切力9 Pa,初終切4.5 Pa/22 Pa、失水3.8 mL,起鉆前封閉易垮塌井段2 580~1 900 m,加入藥劑0.5TKFT-2、50kgHV-CMC。本井下套管至1100m,井口不返漿,接循環(huán)頭頂通循環(huán)10 min,排量50 沖,漏速13m3/h,井口一直未返漿,后活動(dòng)套管,繼續(xù)循環(huán),仍未返漿,由于未下套管裸眼段過(guò)長(zhǎng),現(xiàn)場(chǎng)討論拔套管。
東北長(zhǎng)嶺區(qū)塊和腰英臺(tái)區(qū)塊營(yíng)城組微裂縫發(fā)育,易發(fā)生漏失。在長(zhǎng)嶺縣長(zhǎng)嶺區(qū)塊施工的北213-11HF 等井三開(kāi)營(yíng)城組持續(xù)性漏失,腰英臺(tái)區(qū)塊施工的腰平井均發(fā)生過(guò)漏失。
東北工區(qū)登婁庫(kù)以上地層的井壁不穩(wěn)定施工難題,應(yīng)該對(duì)不同的地層采取不同的技術(shù)措施。
2.1.1 泉頭組、青山口、姚家組及嫩江組地層預(yù)防縮徑和井壁垮塌
針對(duì)東北地區(qū)泉頭組及以上地層鉆進(jìn)鉆時(shí)快,泥巖水敏性強(qiáng),鉆進(jìn)過(guò)程中,易分散造漿,鉆井液粘度不易控制,鉆井液固相易升高,地層縮徑,地層易垮塌,鉆頭易泥包,起下鉆易遇阻卡等井下復(fù)雜故障易發(fā)生。在鉆進(jìn)施工過(guò)程中應(yīng)提高鉆井液性能,降低井下復(fù)雜。
⑴ 對(duì)水敏性強(qiáng)的泥巖地層,在施工過(guò)程中應(yīng)該提高鉆井液的抑制性能,在鉆井液維護(hù)過(guò)程中,應(yīng)該以提高鉆井液的抑制防塌性為主。如加入強(qiáng)抑制性和包被的大分子聚合物,配合小分子的銨鹽,有機(jī)胺等聚合物抑制地層造漿,控制鉆井液流變性能。
⑵ 控制鉆井液的慮失量。控制降低的鉆井液慮失量能夠減弱地層的膨脹,防止地層縮徑和垮塌。在施工過(guò)程中,選擇瀝青類(lèi)防塌材料,提高鉆井液的封堵性能,同時(shí)配合使用超細(xì)碳酸鈣改善鉆井液泥餅形成的質(zhì)量,控制降低的鉆井液失水。
⑶使用好四級(jí)固控,控制好鉆井液的固相含量。泉頭組以上地層鉆時(shí)快,單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的鉆屑量大,井眼中單位體積內(nèi)的鉆井液鉆屑含量高,要利用地面四級(jí)固控提高鉆屑的一次清除效率。避免鉆屑二次進(jìn)入井眼,在鉆井液中充分水化分散,導(dǎo)致鉆井液固相含量高,搬土含量高,易導(dǎo)致鉆井液流變性不易控制,鉆井液失水升高,影響井下安全。
⑷工程上要提高短期下頻次,充分修正井眼。因泉頭組及以上地層泥巖水敏性強(qiáng),地層易縮徑,同時(shí)在該井段施工,鉆時(shí)快,井眼內(nèi)鉆井液鉆屑量大,易在井壁上吸附,形成虛厚泥餅。
⑸合理的控制好鉆井液密度。在泉頭組及以上部分易垮塌井段,要根據(jù)設(shè)計(jì)和施工時(shí)井壁的穩(wěn)定情況,合理的控制好鉆井液密度,穩(wěn)定井壁。
2.1.2 登婁庫(kù)組地層井壁垮塌
登婁庫(kù)組地層為硬脆性泥巖地層,在施工過(guò)程中,主要存在井壁隨鉆掉塊和垮塌,易引起掉塊卡鉆和劃眼。對(duì)于硬脆性泥巖地層的井壁穩(wěn)定,其鉆井液維護(hù)處理的技術(shù)措施有如下三點(diǎn):
⑴ 在鉆井液維護(hù)過(guò)程中,控制好鉆井液失水。特別是控制好高溫慮失量,延長(zhǎng)硬脆性泥巖的坍塌周期。在施工過(guò)程中,加大封堵抑制性瀝青類(lèi)防塌劑的量,提高對(duì)地層的封堵能力,減少壓力傳遞,加入抗高溫類(lèi)的樹(shù)脂,褐煤類(lèi)降慮失劑。
⑵硬脆性泥巖地層對(duì)鉆井液密度敏感。在鉆進(jìn)過(guò)程中,鉆頭破碎巖屑,導(dǎo)致地層應(yīng)力釋放,易產(chǎn)生隨鉆的掉塊,施工中應(yīng)根據(jù)井下情況,及時(shí)提高鉆井液密度,穩(wěn)定地層,減少井壁垮塌[2]。
⑶登婁庫(kù)地層鉆進(jìn)出現(xiàn)隨鉆掉塊時(shí),應(yīng)該調(diào)整鉆井液流變性能,提高鉆井液動(dòng)塑比和鉆井液靜切力,提高鉆井液攜帶和懸浮鉆屑的能力,防止因隨鉆垮塌掉塊卡鉆。
為保障井眼暢通,確保技術(shù)套管下入的順利,在通井起鉆前要充分循環(huán)調(diào)整鉆井液性能,凈化井眼。在泉頭組及以上地層,泥巖水敏性強(qiáng),易縮徑,同時(shí)如在施工過(guò)程中短起下頻次低,固控使用效率不高,井眼形成的虛泥餅厚,將直接影響技術(shù)套管的下入。
⑴ 充分做好下套管前通井的井眼準(zhǔn)備工作。通井起下鉆要暢通,有遇阻卡情況要采取劃眼措施,暢通井眼。
⑵起鉆前要充分循環(huán),確保井眼充分凈化。通井或劃眼過(guò)程中易產(chǎn)生大量的鉆屑和虛泥餅,下鉆到底后要充分大排量循環(huán),利用地面固控設(shè)備及時(shí)清除巖屑,確保鉆井液干凈。
⑶要確保好的鉆井液流變性能。在起鉆前,要充分調(diào)整鉆井液流變性,如鉆井液搬含高,固相含量高,易導(dǎo)致鉆井液靜切力大,觸變性差,鉆井液靜置時(shí)間長(zhǎng)后,開(kāi)泵時(shí)泵壓高,易引起漏失??刹扇∨渲凭酆衔锬z液稀釋鉆井液降低固含和搬含,同時(shí)配加降粘劑調(diào)整鉆井液的靜切力。
⑴對(duì)于東北工區(qū)部分區(qū)塊地層鉆井施工遇到的復(fù)雜情況,應(yīng)該根據(jù)地層的不同情況采取針對(duì)性的技術(shù)措施。泉頭組及以上地層的泥巖縮徑,垮塌應(yīng)該采取提高鉆井液強(qiáng)抑制包被性能等措施,降低井下復(fù)雜,同時(shí)工程也應(yīng)該加強(qiáng)短起下鉆措施修整井壁,確保井眼暢通。登婁庫(kù)組地層應(yīng)該以提高鉆井液的封堵防塌能力,控制合理的鉆井液密度穩(wěn)定井壁。
⑵對(duì)于技術(shù)套管下入遇阻卡和出現(xiàn)漏失的情況,應(yīng)該在套管下入前的通井,做好井眼凈化和井眼的暢通,充分調(diào)整好鉆井液性能和凈化鉆井液,減低鉆井液的靜切力。
⑶對(duì)于東北工區(qū)部分工區(qū)的漏失應(yīng)該做好施工過(guò)程中的隨鉆防漏措施,遇到漏失時(shí)應(yīng)該根據(jù)地層特點(diǎn)和漏失量大小優(yōu)化堵漏措施,提高堵漏成功率。