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      長(zhǎng)嶺區(qū)塊鉆井液施工井下復(fù)雜分析

      2021-05-14 07:28:30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
      化工管理 2021年8期
      關(guān)鍵詞:縮徑井眼泥巖

      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)

      1 技術(shù)難點(diǎn)分析

      1.1 登樓庫(kù)組及以上地層的井壁不穩(wěn)定

      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]。

      1.2 技套下入易遇阻,易失返

      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。

      1.3 地層易發(fā)生漏失

      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。

      2 技術(shù)對(duì)策

      2.1 井壁穩(wěn)定施工對(duì)策

      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。

      2.2 技術(shù)套管下入前井眼準(zhǔn)備技術(shù)措施

      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。

      3 結(jié)語(yǔ)

      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。

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