托普臺(tái)區(qū)塊TP224X井鉆井復(fù)雜情況分析

鄧小衛(wèi) 嚴(yán)俊濤 王偉志 馬國建

（1.西北油田分公司工程監(jiān)督中心，輪臺(tái) 841600；2.西南石油大學(xué)，成都 610500；3.西北油田分公司采油三廠，輪臺(tái) 841600）

托普臺(tái)區(qū)塊TP224X井鉆井復(fù)雜情況分析

鄧小衛(wèi)1嚴(yán)俊濤2王偉志1馬國建3

（1.西北油田分公司工程監(jiān)督中心，輪臺(tái) 841600；2.西南石油大學(xué)，成都 610500；3.西北油田分公司采油三廠，輪臺(tái) 841600）

塔里木盆地塔河油田托普臺(tái)區(qū)塊地質(zhì)條件復(fù)雜，地層壓力預(yù)測(cè)難度大，鉆井過程中易發(fā)生井漏、卡鉆、測(cè)井遇阻卡、鉆具磨損嚴(yán)重等復(fù)雜情況。以TP224X井為例分析復(fù)雜情況的發(fā)生原因，提出相應(yīng)預(yù)防措施。

TP224X井；二疊系；井漏；卡鉆；復(fù)雜情況

TP224X井是部署在塔河油田阿克庫勒凸起西南斜坡的一口四開制斜直開發(fā)井，目的層為奧陶系一間房組。該井三開施工中，共發(fā)生4次井漏復(fù)雜情況和1起卡鉆事故。在此我們分析鉆進(jìn)過程中出現(xiàn)的復(fù)雜情況［1-2］，找出原因并給出相應(yīng)處理措施。

1 TP224X井概況

TP224X井是一口五段制定向井，設(shè)計(jì)采用“直—增—穩(wěn)—降—直”開采方式。增斜井段井深為5 340~5 550m，每30m造斜率4°，穩(wěn)斜井段井深為5 550~6 060m，降斜井段井深為6 060~6 440m，每30m降斜率2°。該井于2010年5月29日開鉆，2010年10月31日完鉆，設(shè)計(jì)鉆井周期141d，實(shí)際鉆井周期156d，設(shè)計(jì)完鉆井深6 588.37m，實(shí)際完鉆井深6 583.74m。井身結(jié)構(gòu)鉆頭層次為444.5mm×804m+311.2mm ×4681m+215.9mm ×6512m+149.2mm×6 583.74m， 套 管 層 次 為 339.7mm×244.5mm×177.8mm油層尾管，先期裸眼完井。井身結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示。

2 TP224X井二疊系井漏復(fù)雜情況分析

在TP224X井二疊系鉆進(jìn)過程中共發(fā)生4次井漏，堵漏作業(yè)共用時(shí)15.8d。三開中完固井過程中發(fā)生漏失，嚴(yán)重影響了7寸尾管的固井質(zhì)量［3-4］。三開鉆進(jìn)中的多次井漏，不僅延長(zhǎng)了鉆井周期，增加了鉆井成本，還為后續(xù)施工埋下安全隱患。

圖1 TP224X井井身結(jié)構(gòu)示意圖

2.1 TP224X井井漏經(jīng)過分析

該井二開至二疊系上部地層柯吐爾組中鉆完，下套管封隔上部地層。設(shè)計(jì)三開揭開二疊系進(jìn)入下部地層第一個(gè)砂體或進(jìn)入下部地層10m后，進(jìn)行承壓堵漏以及在三開結(jié)束下套管前進(jìn)行承壓堵漏。其中第二次承壓堵漏是按照設(shè)計(jì)要求，鉆穿二疊系進(jìn)入卡拉沙依組10m進(jìn)行承壓堵漏。具體堵漏過程見表1，表中堵漏配方為核桃殼+SQD-98+CXD+鋸末+膨潤土+棉籽殼+蛭石+超細(xì)碳酸鈣，堵漏材料濃度為30%~40%。

井尾管固井時(shí)發(fā)生井漏，下鉆探塞發(fā)現(xiàn)無上塞，套管試壓時(shí)入井4m3鉆井液不起壓?，F(xiàn)場(chǎng)對(duì)懸掛器位置補(bǔ)擠水泥漿：第一次注水泥漿12m3，關(guān)井候凝48h，然后下鉆探上塞仍未發(fā)現(xiàn)上塞，對(duì)套管試壓至4MPa時(shí)，即發(fā)生漏失；第二次補(bǔ)擠水泥前，使鉆井液密度從1.33g/cm3降至1.28g/cm3，注水泥漿12m3，然后用低密度鉆井液替漿到位后，搶提25根鉆桿，通過壓井管匯注入現(xiàn)場(chǎng)水5m3，套壓穩(wěn)壓保持11.5MPa，關(guān)井侯凝48h，探上塞位置為4 298m，上塞長(zhǎng)為262m。后期套管試壓穩(wěn)壓20MPa，滿足后序施工要求。

表1 TP224X井四次堵漏統(tǒng)計(jì)

2.2 TP224X井井漏原因分析

通過對(duì)TP224X井漏情況分析，得出導(dǎo)致鉆進(jìn)、固井時(shí)發(fā)生井漏的原因，且這幾種原因相互關(guān)聯(lián)。

（1）鉆進(jìn)漏失原因。由巖屑錄井資料分析可知，二疊系頂部為灰白色凝灰?guī)r，下部為灰綠色、深灰色英安巖，裂縫發(fā)育，地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，地層承壓能力差，易發(fā)生滲透性漏失。由于長(zhǎng)裸眼井壓力系統(tǒng)復(fù)雜，且二疊系火成巖易垮塌掉塊，地破壓力低，密度窗口窄，為了穩(wěn)定井壁，采用1.33~1.34g/cm3的鉆井液密度，該密度范圍易造成二疊系地層漏失。

（2）固井漏失原因。二疊系下部井段裂縫發(fā)育，地層破裂壓力值低。采用常規(guī)水泥漿密度固井，較高的水泥漿密度增大了靜壓差和U型管效應(yīng)的影響，形成較高的環(huán)空壓力而造成固井井漏。

2.3 TP224X井井漏處理經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

通過對(duì)三開井漏情況進(jìn)行認(rèn)真分析，可得出以下幾點(diǎn)認(rèn)識(shí)：

（1）考慮到二疊系井漏的特殊性，二開中完井深應(yīng)選擇在二疊系上部地層，下套管封隔上部地層，防止二疊系堵漏時(shí)壓破上部地層，以及避免固井時(shí)使二疊系處在相對(duì)下部位置而發(fā)生漏失。

（2）對(duì)二疊系以上封固段，在考慮滿足堵漏強(qiáng)度前提下，使用低密度水泥漿，同時(shí)降低井筒內(nèi)鉆井液的密度，以避免固井時(shí)壓漏二疊系而影響固井質(zhì)量。

（3）揭開二疊系時(shí)，結(jié)合地質(zhì)、鉆井工程資料設(shè)計(jì)該層段最佳鉆井液密度，在鉆井液滿足穩(wěn)定井壁的前提下盡量降低鉆井液的密度，以免在鉆進(jìn)二疊系時(shí)發(fā)生漏失，當(dāng)鉆穿該地層時(shí)再進(jìn)行承壓堵漏以滿足下步施工要求。

（4）采用隨鉆堵漏技術(shù)，在鉆進(jìn)過程中加入超細(xì)碳酸鈣等隨鉆堵漏材料，改善鉆井液性能，對(duì)于滲透性漏失或小漏，效果比較理想。

3 TP224X井卡鉆復(fù)雜情況分析

TP224X井卡鉆復(fù)雜情況發(fā)生在起鉆過程中［5-8］，卡鉆發(fā)生時(shí)鉆頭位置處于桑塔木組，此次卡鉆為典型的吸黏卡鉆。井下鉆具組合為：215.9mmPDC+1.25°單彎螺桿+無磁短鉆鋌+無磁接頭（4A11×410）+MWD短節(jié)+無磁加重鉆桿×1根+127mm加重鉆桿×27根+127mm鉆桿。

3.1 TP224X井卡鉆經(jīng)過分析

2010年9月8日15:30鉆進(jìn)至6 512m，循環(huán)后經(jīng)卡層確認(rèn)三開結(jié)束，17:30開始起鉆，19:30起鉆至6 073m 時(shí)，摩阻 35t，上拉至 240t，下放至 40t，鉆具未活動(dòng)開，發(fā)生卡鉆事故，開泵循環(huán)正常。

3.2 TP224X井卡鉆原因分析

卡鉆層段存在滲透性較好的砂巖地層，造成鉆井液濾失過大形成“虛厚”泥餅，摩擦系數(shù)增大?？ㄣ@發(fā)生前進(jìn)行過多次堵漏作業(yè)，堵漏材料黏附在井壁上，使得泥餅質(zhì)量變差。該井在定向施工中，狗腿度變化較大（如圖2所示），定向井斜井段鉆具與井壁接觸面積大，增大了鉆具和井壁之間的摩擦力。由于鉆具在井內(nèi)靜止時(shí)間過長(zhǎng)時(shí)產(chǎn)生吸附作用，隨著時(shí)間延長(zhǎng)，鉆具與井壁的接觸面積增加，多方面因素綜合作用，最終發(fā)生吸黏卡鉆。

圖2 全角變化率分析圖

3.3 TP224X井卡鉆處理經(jīng)驗(yàn)總結(jié)

卡鉆后，強(qiáng)力活動(dòng)鉆具，上拉至260t，下放至30t，連續(xù)10次未能解卡，將鉆具懸重下壓至100t，小排量循環(huán)鉆井液，同時(shí)在鉆井液中循環(huán)混入柴油20t，間歇活動(dòng)鉆具，至9日00:30，活動(dòng)鉆具下壓至70t時(shí)，鉆具放開，懸重恢復(fù)至正常范圍內(nèi)，可開動(dòng)轉(zhuǎn)盤，確認(rèn)卡鉆解除，恢復(fù)起鉆。

通過對(duì)此次卡鉆復(fù)雜情況的分析，可以得出以下幾點(diǎn)經(jīng)驗(yàn)：

（1）當(dāng)鉆具在裸眼段內(nèi)時(shí)，如果停泵，則一定要間歇活動(dòng)鉆具，防止鉆具靜止時(shí)間過長(zhǎng)，推薦靜止時(shí)間不超過3min，如井下復(fù)雜，泥餅質(zhì)量差，則井下靜止時(shí)間應(yīng)更短，以防止發(fā)生壓差卡鉆。

（2）鉆進(jìn)過程堅(jiān)持短起下鉆，對(duì)于遇阻井段，尤其是蠕變地層及滲透性較好的砂巖地層，應(yīng)當(dāng)反復(fù)劃眼，直到起下鉆暢通，以防止發(fā)生縮徑卡鉆。

（3）卡鉆發(fā)生后，靜止時(shí)只可壓不可拉，以防止卡點(diǎn)上移，盡可能保持鉆井液循環(huán)暢通，這樣才能保證解卡劑入井，降低井塌及形成砂橋的可能性。

（4）泡解卡劑時(shí)，控制好解卡劑的密度，使之與井漿密度相近，防止發(fā)生重力分異，而導(dǎo)致解卡劑上移失去浸泡位置，同時(shí)應(yīng)保證解卡劑的用量充分，使解卡劑能夠浸泡足夠的長(zhǎng)度，并有一定的余量。

4 結(jié) 論

（1）TP224X井施工中發(fā)生的復(fù)雜情況及處理方法具有很強(qiáng)的代表性，對(duì)同區(qū)塊其他井的施工有一定的預(yù)警指導(dǎo)作用。

（2）針對(duì)二疊系井漏，有效的技術(shù)措施是，下套管封隔二疊系上部地層或?qū)ΧB系以上封固段使用低密度水泥漿，揭開二疊系時(shí)，在鉆井液中加入超細(xì)碳酸鈣等隨鉆堵漏材料。

（3）該區(qū)塊的卡鉆復(fù)雜情況主要表現(xiàn)為壓差卡鉆，當(dāng)壓差卡鉆發(fā)生后，應(yīng)及時(shí)活動(dòng)鉆具、注入解卡劑浸泡。

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Abstract：Because of the complicated geologic condition in Tuoputai block of Tahe oilfield in Tarim basin,formation pressure is hard to predict and drilling process is prone to complex situations such as lost circulation,pipe-sticking,touch sticking while logging,serious wear of drilling tools.By carefully analyzing the reasons for complicated situation in this well,some corresponding precautions are proposed,which could provide certain reference for site drilling operation and treatment in complex situation.

Key words：Well TP224X；Permian system；lost circulation；pipe-sticking；complicated situation

Analysis of Drilling Complicated Situation in Well TP224X

DENG Xiaowei1YAN Juntao2WANG Weizhi1MA Guojian3
（1.Engineering supervision center of Northwest oilfield branch,Luntai 841600;2.Southwest Petroleum University,Chengdu 610500;3.The Third Oil Extraction Factory of Northwest Oilfield Branch,Luntai 841600）

TE28+3

A

1673-1980（2012）02-0040-03

2011-09-27

鄧小衛(wèi)（1986-），男，湖南邵陽人，助理工程師，研究方向?yàn)殂@井工程技術(shù)。