吊灌快干水泥浆堵漏工艺在鸭西110井的实践与认识_吕东华.pdf

2021年第1期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-04-29修回日期 2020-04-30 基金项目 青西油田开发井优快钻井技术研究与应用 （省部级） 。 第一作者简介 吕东华 （1981-） ， 男 （汉族） ， 山东日照人， 工程师， 现从事钻井生产技术管理工作。 吊灌快干水泥浆堵漏工艺在鸭西110井的实践与认识 吕东华*， 王新风， 赵永杰， 陶瑞东， 涂福洪 （中国石油集团渤海钻探第三钻井工程公司， 天津 300280） 摘要 表层井漏一直是玉门油田鸭西区块钻井提速影响的主要因素[1-6]， 不仅耽误钻井时效， 处理 不当还会造成衍生的井塌、 卡钻等一系列井下事故复杂。以鸭西108井和鸭西110井尤为突出， 表层 发生了恶性漏失[7-8]。通过不断实践， 在鸭西110井首次应用吊灌快干水泥浆堵漏技术， 使井漏复杂 得以顺利解除， 对胶结疏松存在缝隙的地层井漏处理提供了一定经验和借鉴。 关键词 井漏； 玉门鸭西； 恶性漏失； 吊灌快干水泥浆； 堵漏 中图分类号 TE2 文献标识码 B 文章编号 1004-5716202101-0068-03 1概况 鸭西110井是玉门油田鸭西区块上的一口二开评 价井， 钻探目的是评价鸭儿峡白垩系下沟组K1g1油藏 北部的含油气性， 完井方法射孔完井， 设计井深 4150m， 第四系酒泉组地层岩性为杂色砾石， 防漏是本 井一开表层施工的重点和难点。该井于2019年3月25 日 1500 至 3 月 27 日 2110 采用311.1mm 三牙轮钻 头塔式钟摆钻具进行一开钻进作业， 钻至323m， 发现 泵压由11MPa降至10MPa， 坐岗人员发现出口槽钻井 液流速流量减少， 随即不返钻井液， 发生恶性漏失， 立 即起钻， 中途单泵向钻具水眼灌浆2次43m3井口未见 液面。漏失时钻具组合 塔式钟摆。地层岩性为杂色 砾石。钻井参数 钻压20～40kN， 转速70～75r/min， 排 量60L/s； 钻井液性能 密度1.09g/cm3， 粘度142s。地 质分层及岩性见图1。 图1地质分层及岩性 针对玉门油田鸭西地区第四系地层胶结疏松存在 缝隙， 承压能力低， 应用常规堵漏技术效果不好， 严重 制约了钻井提速。经现场实践， 在鸭西110井前期常规 堵漏未成功的情况下， 首次应用吊灌快干水泥浆堵漏 工艺。试验结果表明， 针对胶结疏松的砾石地层有着 较好的效果。 2吊灌快干水泥浆堵漏工艺原理及技术简介 2.1工艺原理 井口吊灌快干水泥浆堵漏， 首先要记录单位时间 内井筒灌钻井液的量 （体积） ， 然后测量井筒钻井液液 面下降高度， 从而计算静漏速度和承压能力， 进而确定 打水泥浆的密度、 初凝时间以及用量， 从井口吊灌水泥 浆， 利用压差作用替换掉井筒内钻井液， 让一部分快干 水泥浆自由漏入地层， 待压力平衡后水泥浆不再漏失， 迅速凝固达到堵漏的目的和效果。 如图2中③所示水泥浆灌入井筒， 在重力作用下钻 井液全部漏入地层， 水泥浆柱替换钻井液液柱， 当液柱 压力达到地层承压压力水泥浆液柱高度不在增加， 继 续注入的水泥浆将下部水泥浆压入地层， 达到封堵缝 隙的目的。 2.2技术简介 加入早强剂TW600S的快干水泥浆具有静止后 快速凝固， 保持体积不变的性能， 较常规水泥浆水化速 度快、 稠化时间短、 水泥石早期强度高， 从而实现快速 68 2021年第1期西部探矿工程 封堵漏层砾石缝隙， 缩短复杂损失时间。使用快干水 泥封固的井段水泥石整体质量， 包括强度， 尤其是对后 期强度提高很是明显， 封堵井段在钻具振动和起下钻 剐蹭下不易造成二次井漏。 快干水泥浆配方 嘉华 G 级油井水泥早强剂 TW600S3。 性 能 水 灰 比 44.9 ， 密 度 1.89g/cm3， 造 浆 率 0.767m3/t。 试验结果 使用 DFC-0712B 型稠化仪在温度 18.8℃进行常压试验， 测定水泥浆初始稠度28Bc到终 止稠度40Bc稠化时间为46min。 3吊灌快干水泥浆堵漏工艺在鸭西110井使用情况 3.1水泥浆用量 （1） 测漏失压力， 为下步井口吊灌水泥浆做好理论 支撑， 静止2h探井筒液面高度100m； 灌浆12m3未观察 到液面， 探液面高度86m， 静漏速约0.08m3/h。 （2） 计算漏层漏失压力约为2.48～2.63MPa， 液柱 压力大于该压力发生瞬时失返性漏失。 （3） 用漏失压力2.63MPa计算密度1.89g/cm3水泥 浆液柱高度约为141.94m， 水泥用量按扩大率20计算 水泥浆体积15.53m3， 另附加9.47m3进入地层封堵砾石 缝隙，预计注入水泥浆25m3， 塞面深度190.06m。 3.2施工过程 （1） 光钻杆下钻检验井况， 探至321.7m， 井况良好， 钻井液液面高度86m。 （2） 使用固井管线插入井口吊灌， 水泥车注入速干 嘉华G级水泥浆25m3， 平均密度1.91g/cm3， 按地层承 压能力预计封堵井段332～191.55m。 （3）注完水泥浆立即下光钻杆探水泥液面至 200m， 起钻依据水泥浆在钻杆留痕位置判断高度在 135m左右。 （4） 候凝12h， 井筒灌浆14.5m3灌满， 液面不下降。 （5） 使用215.9mm三牙轮钻头塔式钟摆钻具下 钻探塞， 水泥塞面135m， 钻水泥塞至163m后为加快钻 井速度更换螺杆钻具， 钻水泥塞至井底332m进入新地 层均无漏失， 恢复正常钻进。堵漏成功。 3.3注意事项 （1） 使用快干水泥浆前要现场取水进行小型试验， 取得关键数据。 （2） 注快干水泥浆时要分工明确、 统一指挥。 （3） 施工完毕及时清洗残余在设备和工具内的水 泥浆， 防止固结。 （4） 光钻杆探水泥浆液面要迅速， 防止复杂事故化 （有条件使用探测仪测量液面） 。 4全井堵漏施工对比分析 4.1第一次堵漏浆堵漏 （1） 配方 基浆30m3（密度1.09g/cm3， 粘度142s） 3.7堵漏材料 （单向压力封堵剂复合堵漏剂） 。 （2） 井筒灌入堵漏浆10m3未返浆； 采取环空连续灌 堵漏浆起钻措施， 灌入堵漏浆15m3井口观察不到液面； 起钻完静止堵漏， 静堵期间每隔1h灌入堵漏浆5m3， 灌 入堵漏浆15m3井口仍观察不到液面。 （3） 静止堵漏2h井口观察不到液面， 配光钻杆钻具 下钻每100m分段顶通， 排量12～30L/s测漏速， 下至井 底323m返浆正常无漏失， 起钻； 配常规钻具下钻正常 无漏失， 小排量12L/s顶通循环， 返浆5min后井口失 返， 漏失 18m3， 采取强穿措施钻至井深 325m 漏失 20m3， 漏速80m3/h， 漏失严重起钻静止堵漏。 （4） 静止堵漏12h期间每隔1h灌入堵漏浆5m3， 灌 入12m3后出口返浆。 （5） 配光钻杆下钻顶通排量12～60L/s测漏速， 返 浆正常无漏失起钻。配常规钻具下钻正常无漏失， 循 环排量12～35L/s， 钻进至332m活动钻具发生恶性漏 失漏失19.5m3， 立即起钻。使用堵漏浆堵漏阶段共计 漏失152.5m3钻井液， 堵漏未成功。 4.2第二次光钻杆打常规水泥浆堵漏 （1） 下光钻杆至井深331m打水泥浆堵漏， 期间未 返浆， 水泥车注前置液清水2m3， 常规嘉华G级水泥浆 10m3， 平均密度1.87g/cm3， 替清水1.2m3， 预封堵井段 332～200m。 （2） 起钻完候凝期间为保证水泥浆网架结构未灌 浆， 候凝24h后开始井筒灌浆， 灌浆2次累计25m3， 第1 次灌浆 13.5m3井口见液面后瞬时下降， 第 2 次灌浆 11.5m3未观察到液面。 （3） 下光钻杆探塞， 在321.7m遇阻； 探井筒内泥浆 液面高度95m， 灌浆11m3未见液面， 继续探液面高度 图2鸭西110井堵漏工艺流程应用示意图 69 2021年第1期西部探矿工程 95m。 （4） 起钻， 分析钻杆上部存在钻井液液柱， 打入的 常规水泥浆 （稠化时间140min左右） 从钻杆最下端全部 漏入地层， 堵漏未成功， 该阶段共计漏失61.2m3钻井 液。 4.3堵漏施工对比分析 （1） 漏层位置地层存在缝隙[9]， 连通性好。使用常 规材料配置堵漏浆进行堵漏工作， 材料本身的强度不 够， 且很难形成较好的封门效果， 在开泵循环或者钻进 过程易发生二次漏失。 （2） 光钻杆下入漏层打常规水泥浆堵漏未成功， 主 要原因是上部钻井液液柱压力水泥浆液柱压力大于 地层漏失压力， 在水泥浆未初凝前漏入地层。 （3） 井口吊灌快干水泥浆堵漏， 水泥浆液柱压力与 地层漏失压力自由找平衡， 使部分水泥浆进入地层缝 隙， 加之其速干性能， 短时间内稠化凝结， 有效封堵砾 石缝隙， 达到堵漏目的和效果。虽然损失时间方面略 大于前两次堵漏工艺， 但封堵漏层效果显著。施工对 比见表1。 5结论与建议 序号 1 2 3 堵漏工艺 堵漏浆 光钻杆打常规水泥浆 吊灌快干水泥浆 漏失量 （m3） 152.50 61.20 26.07 损失时间 （h） 44.33 30.50 57.33 应用效果 静止堵漏未漏失， 钻进时二次井漏 水泥浆全部漏失， 未封堵住漏层 形成水泥柱， 钻塞后未发生漏失 表1鸭西110井三次堵漏施工对比分析 （1） 鸭西区块第四系酒泉组地层岩性杂色砂砾岩 胶结疏松存在缝隙、 承压能力低、 堵漏材料强度不够是 本井初期应用常规堵漏技术未能奏效的主要原因。 （2） 使用速干水泥浆体系必须试验， 根据需要的稠 化时间确定最合理的水泥浆配方。 （3） 表层发生漏失时， 应充分认识漏层的特性， 根 据漏失情况采取合理的堵漏方法， 争取快速达到堵漏 目的， 井口吊灌快干水泥浆堵漏针对胶结疏松的砾石 地层有着较好的效果。建议类似鸭西地区浅层井漏可 推广使用吊灌快干水泥浆堵漏技术。 参考文献 [1]田径，李国兴，薛洪波，郭立春.玉门油田鸭西钻井提速技术研 究与应用[J].西部探矿工程，20161138-40. [2]董文强.老君庙油田浅表层防漏堵漏技术[J].中国化工贸易， 2015 （36） . [3]高小芃，王伟亮，张淑红.杭锦旗区块防漏堵漏技术研究[J].山 东化工，2016 （9） . [4]李锦峰.恶性漏失地层堵漏技术研究[J].探矿工程岩土钻掘 工程，2019 （5） . [5]王中华.复杂漏失地层堵漏技术现状及发展方向[J].中外能 源，2014 （1） . [6]杨赟，王军闯，李洪畅.陇东恶性漏失区域充气钻井及封堵技 术研究与应用[J].钻采工艺，20146. [7]李锦峰.塔河油田恶性漏失堵漏与大幅度提高地层承压技 术[J].钻井液与完井液，20134. [8]徐堪社，赵永哲，杨哲.六盘水煤层气井牛场区块恶性漏失地 层堵漏方法研究[J].煤田地质与勘探，20182. [9]韩玉玺，李云贵，单素华.孔隙裂缝性漏失层防漏堵漏技术 [J].油田化学，2010. （上接第67页） 预计在2020年底我们将实现钻井一公司全面推广 的同时， 开始向钻井二、 三公司进行推广。 5结论 钻井井架用封井器吊装装置的研制， 成功解决了 井队封井器拆装时存在一定安全隐患、 劳动强度大、 费 时费力等问题， 缩短了封井器的拆装时间， 为保证正常 的钻井生产赢得了宝贵的时间。同时也为机械修理厂 加工分厂创造了巨大的效益， 在新产品的研制方面取 得了巨大的成功， 投入使用以来， 使加工分厂不但赢得 了市场， 更深受用户好评下一步打算， 一定要做好产 品的售后与上井跟踪服务。 70