黎 亮,梁文利
(中石化江漢石油工程公司頁巖氣開采技術(shù)服務(wù)公司,湖北武漢430223)
目前焦石壩地區(qū)在中深層(韓家店組、小河壩組)采用鉀基聚合物防塌鉆井液體系,不能有效解決中深部地層復(fù)雜地質(zhì)條件下的井漏問題,缺乏有效解決方案。因此,開展中深部地層復(fù)雜情況,從而為解決復(fù)雜情況的對策性研究提供基礎(chǔ),研發(fā)出適應(yīng)地層和鉆井工藝要求的防漏堵漏技術(shù)。通過本研究可有效降低鉆井復(fù)雜時效,降低綜合作業(yè)成本,確保安全鉆進(jìn)。
中深層是指韓家店、小河壩組地層,焦石壩地區(qū)在這2個地層鉆井過程中,井漏頻繁,堵漏次數(shù)多,耗時長,成為困擾該地區(qū)提速提效的主要矛盾。最近5年焦石壩地區(qū)中深層井漏情況統(tǒng)計(jì)如表1所示,堵漏情況分析如表2所示。
表1 近5年焦石壩地區(qū)中深層井漏情況統(tǒng)計(jì)
表2 近5年中深層堵漏情況分析
(1)井漏發(fā)生頻繁,承壓能力低。焦頁XX井鉆進(jìn)中,在2055.8m、2133m、2158m、2223m、2230.54m、2307m等發(fā)生漏失,其中第一個漏失點(diǎn),漏速最大,達(dá)到65m3/h,采取橋塞堵漏恢復(fù)鉆進(jìn),后面幾個漏失點(diǎn),漏速不超過10m3/h,采用細(xì)顆粒堵漏漿能堵住,但是維持時間不長,采用關(guān)井憋壓堵漏,不能穩(wěn)壓,造成重復(fù)堵漏。
(2)漏失壓力低。焦頁XX井在進(jìn)入韓家店組時,鉆井液密度降低至1.12g/cm3,鉆進(jìn)至1457m仍然發(fā)生漏失,漏速9~20m3/h。
(3)誘導(dǎo)裂縫發(fā)育,漏層對液柱壓力敏感。焦頁XX井等井多井段發(fā)生漏失,且在下鉆中途循環(huán)、下鉆灌漿等作業(yè)中發(fā)生漏失,從堵漏過程等資料分析,裂縫開口尺寸隨井筒壓力變化明顯,地層復(fù)漏頻率高。
(4)漏層判斷難度高。焦頁XX井在韓家店組1900~2000m井段發(fā)生漏失后,多次橋漿憋壓堵漏,仍然發(fā)生漏失,由于難以準(zhǔn)確判斷漏層,最后采用30%堵漏漿,對全裸眼井段進(jìn)行堵漏,才基本恢復(fù)正常鉆進(jìn)。
(1)錄井綜合分析。以焦頁XX井的韓家店小河壩組漏失地質(zhì)特征進(jìn)行分析,測錄井綜合柱狀圖如圖1所示。
圖1 錄井綜合柱狀圖(焦頁XX井)
該井在1779.89m漏失200m3泥漿,通過綜合測錄井資料分析,得到:巖性特征主要為泥巖、砂質(zhì)泥巖及少量的泥質(zhì)粉砂巖互層。電性特征為裂縫發(fā)育段聲波時差、孔隙度較大,密度較小。
(2)地層剖面特征分析。為了研究清楚地層原因,進(jìn)行了焦頁XX井漏失井地層剖面特征分析,如圖2、圖3、圖4所示。
圖2 焦頁XX井漏失地層剖面特征
從以上不同漏失井的地層剖面特征分析得知,井位附近沒有斷層,推測漏失與砂泥巖互層的層理縫有關(guān)。
圖3 焦頁XX-1HF漏失地層剖面特征
圖4 焦頁XX井5口不同的井漏失地層剖面特征
通過X射線衍射進(jìn)行漏失層位的巖石礦物分析,各種巖石礦物含量如表3所示。
通過對漏失層位進(jìn)行成像測井,研究裂縫傾角及傾向,弄清楚裂縫成因以及類型,如表4所示。
表3 焦頁XX井巖石礦物分析
表4 焦頁XX井成像測井裂縫解釋
由以上分析可知:韓家店組、小河壩組以誘導(dǎo)性漏失為主,韓家店組、小河壩組本來地層沒有漏失通道,在由于受到壓力激動和提高鉆井液密度,造成地層產(chǎn)生裂紋。
二開鉆井液密度(尤其是韓家店組、小河壩組地層)降低之后,在預(yù)防井漏、減少初始漏失量方面具有良好的效果。
同平臺2口井對比分析,比如焦頁XX-1HF井,鉆井液密度為1.28~1.32g/cm3,漏失量650m3,損失時間7d;而同平臺焦頁XX-3HF井,將鉆井液密度降低至1.14~1.28g/cm3,漏失量0m3,損失時間0d,無漏失、垮塌情況,表明降低鉆井液密度具有良好的防漏效果。
5.2.1 鉆井液技術(shù)特點(diǎn)
(1)低剪切速率粘度高,在井壁表面形成滯流層,阻止鉆井液向地層深部侵,弱凝膠在低剪切速率(約7s-1)或靜止?fàn)顟B(tài)下,能形成分子間弱交聯(lián),其粘度達(dá)20000mPa·s以上,高速梯度下(約1000s-1)能剪切變稀,仍具有較高的粘度,粘度可達(dá)100~50mPa·s,還可以提高帶砂能力,防止環(huán)空鉆屑含量過高,局部密度增加,引發(fā)井漏;
(2)高效抑制技術(shù),胺基硅醇抑制劑可以抑制深部硬脆性泥巖地層水化膨脹,降低膨脹壓,從而防止微裂縫的開啟,為降低鉆井液密度提供了良好空間;
(3)納微米封堵,納米乳液可以封堵微裂縫,形成內(nèi)外泥餅,內(nèi)泥餅滲透率接近于0,阻止鉆井液漏失。
5.2.2 胺基硅醇—納米乳液鉆井液技術(shù)應(yīng)用效果
胺基硅醇—納米乳液鉆井液體系在焦石壩地區(qū)應(yīng)用了10口井,該技術(shù)的應(yīng)用效果情況如表5所示。
表5 胺基硅醇—納米乳液鉆井液技術(shù)
采用胺基硅醇-納米乳液強(qiáng)抑制強(qiáng)封堵鉆井液技術(shù)之后:堵漏損失時間大量減少,表明該體系防塌能力強(qiáng),抑制性好,隨鉆封堵能力強(qiáng)。
(1)焦石壩地區(qū)中深層漏失主控因素是地層微裂縫、層理縫發(fā)育,易發(fā)生誘導(dǎo)性漏失;
(2)在保證井壁穩(wěn)定的前提下,降低鉆井液密度有良好的防漏效果,采用低粘低切紊流流態(tài),有利于降低循環(huán)壓耗;
(3)采用胺基硅醇-納米乳液強(qiáng)抑強(qiáng)抑制強(qiáng)封堵鉆井液技術(shù),提高鉆井液抑制性及隨鉆封堵能力,降低硬脆性泥頁巖微裂縫的開啟及擴(kuò)展能力。
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