虎XX井井漏事件分析及啟示

彭寧，盛浩，汪濤，賈思航，孫文靜，宋竟松

1.中國(guó)石油華北油田分公司 技術(shù)監(jiān)督檢驗(yàn)處 （河北 任丘 062552）2.中國(guó)石油渤海鉆探工程有限公司 第一固井分公司 （河北 任丘 062552）3.中國(guó)石油渤海鉆探工程有限公司 第二錄井公司 （河北 任丘 062552）

1 概況

虎XX井是位于冀中坳陷饒陽(yáng)凹陷孫虎潛山構(gòu)造帶上的一口定向預(yù)探井。該井自上而下鉆遇的地層為新生界第四系平原組，新近系明化鎮(zhèn)組、館陶組，古近系沙河街組沙三段、沙四段、孔店組，元古界薊縣系霧迷山組，鉆探目的為預(yù)探虎XX東潛山圈閉含油氣情況。孫虎潛山構(gòu)造帶處于冀中坳陷饒陽(yáng)凹陷南部，其南側(cè)是新河凸起，西側(cè)以虎北大斷層為界與深縣凹陷相鄰，東側(cè)是虎東洼槽，北側(cè)是虎北洼槽?；⒈贝髷鄬由仙P由于地層的大幅度翹傾抬升，基底形成北東向的潛山構(gòu)造，并被北北東走向的斷層切割形成多個(gè)局部山頭，這些山頭被北西向小斷層切割復(fù)雜化。潛山出露地層北老南新。潛山內(nèi)幕地層主要為元古界楊莊組、霧迷山組、串嶺溝組、常州溝組和太古界變質(zhì)巖，潛山上覆地層主要為孔店組、沙四段、沙三段和沙二段。潛山地層裂縫、孔洞發(fā)育，在潛山段鉆井過(guò)程易發(fā)生井漏、放空和井噴，預(yù)測(cè)該井在常州溝組地層壓力系數(shù)為0.98~1.01，霧迷山組地層壓力系數(shù)為1.01?；X井于2018年3月21日于井深4 29m側(cè)鉆（圖1），4月7日中完，中完井深2 911m，5月31日完鉆，完鉆井深3 028m，層位為霧迷山組。該井井段801~3 028m為穩(wěn)斜段，最大井斜井深2 800m，斜度 29.7°，方位 64°。井底總方位62°39′，總位移1 142.82m。

圖1 虎XX井井身結(jié)構(gòu)圖

2 井漏發(fā)生經(jīng)過(guò)與處理

2.1 發(fā)生經(jīng)過(guò)

2018年4月23日11:15采用D149.2mm鉆頭＋鉆具浮閥＋D120.7 mmDc×12根＋復(fù)合方保＋D88.9mmDp×1根＋D121mm隨鉆震擊器＋D88.9 mmDp鉆具組合三開(kāi)鉆進(jìn)至井深2 947m發(fā)生井漏，漏失2.4m3，漏速5.2m3/h，其鉆井液密度1.18 g/cm3，漏斗黏度46 s，鉆遇地層為孔店組。12:30配堵漏泥漿15m3（DF×1.5 t+FD-1×1.5 t），至13:00循環(huán)堵漏，泵入堵漏泥漿10m3，漏失2.6m3，漏速4.4m3/h。18：00鉆進(jìn)至井深2 950m再次發(fā)生井漏，漏失1.8m3，漏速8.2m3/h，18:30配堵漏泥漿13m3（DF×1t+FD-1×1 t+QS-2×0.5 t），至19:00堵漏（泵入堵漏泥漿8m3，替漿10m3）。

2018年4月24日10:00鉆進(jìn)至井深2 955m發(fā)生井漏，漏失2.1m3，漏速6.4m3/h，漏失巖性為孔店組灰色含礫砂巖，鉆井液密度1.18 g/cm3，漏斗黏度42 s。至10:50配堵漏漿15m3（DF×1 t+FD-1×1.5 t+QS-2×1 t），至11:00泵入堵漏泥漿9m3，井口失返，起鉆至技套內(nèi)，頂替堵漏泥漿漏失2.6m3，至12:00下鉆至井底，開(kāi)泵泵入6.8m3，流量漸小井口失返，再次起鉆至技套內(nèi)，用灌漿泵環(huán)空灌入5.4m3未返出，開(kāi)泵泵入3.8m3未返出，起鉆。

2.2 事件處理

2.2.1 第一次堵漏

2018年4月25日15:00下光鉆桿至2 952m，配堵漏泥漿13m3（QS-1×0.5 t+DF-1×0.5 t+FD-1×0.5 t+果殼1~3mm×0.5 t+石棉絨×0.2 t+凝膠×0.2 t），至16:00泵入堵漏泥漿6m3，替漿10m3，全程失返，起鉆找液面，起鉆42柱見(jiàn)液面，環(huán)空灌清水24m3未滿。4月26日4:00下光鉆桿至2 952m，配堵漏泥漿20m3（QS-2×1 t+DF-1×1 t+FD-1×1 t+果殼1~3mm×1 t+果殼5~8mm×1 t+果殼8~10mm×1 t+石棉絨×0.3 t+凝膠×0.2 t），至5:00泵入堵漏泥漿14m3進(jìn)行堵漏，替漿10m3，堵漏取得效果。4月27日恢復(fù)鉆進(jìn)，鉆進(jìn)至井深2 976.00m發(fā)生嚴(yán)重失返停鉆，漏失巖性為霧迷山組灰色白云巖，鉆井液密度1.08 g/cm3，漏斗黏度72 s。

2.2.2 第二次堵漏

由于井壁垮塌和井下復(fù)雜等原因，5月10日1:00下光鉆桿至2 925m遇阻，決定進(jìn)行第一次打水泥堵漏，注入密度為 1.85 g/cm3水泥 4 t，頂替 10.3m3，管內(nèi)留水泥漿高出環(huán)空100m；后由于水泥堵漏失敗，5月12日8:00下光鉆桿至2 925m遇阻進(jìn)行第二次打水泥堵漏，注入密度為1.85 g/cm3水泥7 t，頂替10.5m3，循環(huán)返出混漿及水泥漿約1m3。

2.2.3 強(qiáng)行鉆進(jìn)

2018年5月14日按建設(shè)方指令使用清水強(qiáng)行鉆進(jìn)，鉆井隊(duì)鉆井液密度1.02 g/cm3，黏度32 s，鉆井液有進(jìn)無(wú)出，邊鉆邊漏，鉆進(jìn)至井深3 028.00m接指令完鉆，層位為霧迷山組。

3 事件原因分析

3.1 構(gòu)造地層原因

虎XX井主要漏失地層巖性為元古界霧迷山組白云巖，白云巖一般為灰色、淺灰色和深灰色，質(zhì)純，性硬、脆，具微晶結(jié)構(gòu)，滴冷稀鹽酸反應(yīng)弱，加熱反應(yīng)強(qiáng)烈，巖屑呈粉末-片狀。白云巖儲(chǔ)層經(jīng)歷了加里東、海西等多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和長(zhǎng)期多期次的巖溶復(fù)合疊加作用，由于靠近虎北斷層和衡水?dāng)鄬?，且虎北斷層到新近紀(jì)一直活動(dòng)，構(gòu)造活動(dòng)劇烈，潛山裂縫、節(jié)理發(fā)育，為大氣水滲入、溶蝕提供了先決條件，表生期的淋濾溶蝕為后期溶蝕提供通道，由于構(gòu)造運(yùn)動(dòng)造成白云巖結(jié)構(gòu)較疏松和原始孔滲性好，溶蝕作用不僅沿?cái)嗔选⒘芽p和層面以管流的方式進(jìn)行，同時(shí)對(duì)白云巖進(jìn)行了更大規(guī)模的散流溶蝕作用，發(fā)育密集成帶的各類溶孔、溶洞和溶縫[1]，鉆井上造成鉆時(shí)加快、鉆進(jìn)過(guò)程中易放空、可產(chǎn)生井漏等復(fù)雜事故。鄰井在二開(kāi)中完電測(cè)資料分析于井深2 699m已經(jīng)進(jìn)入潛山，由于未見(jiàn)油氣顯示，加深至2 729.64m突然發(fā)生漏失鉆井液有進(jìn)無(wú)出，同時(shí)轉(zhuǎn)盤扭矩增大、上提鉆具遇卡，分析為環(huán)空鉆井液漏失，地層壓力不能平衡，造成裸眼段井壁垮塌，掩埋鉆具，卡鉆，該井在鉆至井深2 729.64m時(shí)共漏失鉆井液84.28m3，后處理事故過(guò)程中又漏失鉆井液837.2m3。

該井從井深2 955m進(jìn)入潛山（霧迷山組），在鉆進(jìn)至井深2 976m時(shí)發(fā)生嚴(yán)重井漏，鉆井液失返，有進(jìn)無(wú)出。通過(guò)測(cè)井曲線分析在2 955～2 976m井段有兩個(gè)較大的縫洞（圖2）。第一個(gè)在井段2 957.4~2 961.0m，深側(cè)向電阻率124.8Ω·m，淺側(cè)向電阻率77.6Ω·m，聲波時(shí)差468.2μs/m；第二個(gè)在井段2 965.0~2 968.0m，深側(cè)向電阻率3.2Ω·m，淺側(cè)向電阻率3.1Ω·m，聲波時(shí)差552.1μs/m（表1）?？p洞高度可達(dá)3m和3.6m，在鉆進(jìn)過(guò)程中鉆時(shí)由平均32min/m降到1min/m，

有放空現(xiàn)象，在井漏發(fā)生時(shí)立管壓力由9.47 MPa下降至6.55MPa，出口流量由46.38 L/s下降至24.21 L/s，最后變?yōu)?。

圖2 虎XX井測(cè)井曲線圖

3.2 技術(shù)原因

1）該井技術(shù)套管下的過(guò)早，技術(shù)套管應(yīng)下在潛山面處，即井深2 955m附近，而實(shí)際上技術(shù)套管提前下在井深2 911m處，2 911~2 955m井段的砂泥巖在井漏發(fā)生后由于井壁失去了平衡造成井壁垮塌給以后處理井漏帶來(lái)了不必要的麻煩。

2）虎XX井的嚴(yán)重井漏發(fā)生在霧迷山組潛山地層中，尤其是在井段2 957.4~2 968.0m處，在井漏處理過(guò)程中未能有效地針對(duì)井段2 957.4~2 968.0m中兩個(gè)縫洞采取措施進(jìn)行積極堵漏，而是采取了常規(guī)的堵漏方法以及由于井壁垮塌嚴(yán)重僅在井深2 925 m進(jìn)行兩次打水泥堵漏，后使用清水強(qiáng)行鉆進(jìn)由于井下復(fù)雜完鉆。

表1 虎XX井測(cè)井解釋成果

4 結(jié)束語(yǔ)

1）錄井隊(duì)在卡取潛山過(guò)程中要吃透地質(zhì)設(shè)計(jì)，認(rèn)真分析鄰井資料，搞清孫虎潛山構(gòu)造帶幾口井漏復(fù)雜井的井漏特點(diǎn)和巖性組合關(guān)系,及時(shí)進(jìn)行地層對(duì)比，制定卡山計(jì)劃。要求鉆井隊(duì)改用牙輪鉆頭控速鉆進(jìn)，緊密配合錄井隊(duì)卡取潛山，措施上接近潛山面時(shí)錄井隊(duì)改為0.5m撈取巖屑一次，必要時(shí)可0.2m撈取巖屑一次，進(jìn)潛山不超過(guò)1m，注意鉆時(shí)變化，特別是微鉆時(shí)變化，認(rèn)真分析巖屑成分變化，卡取好潛山界面。

2）井漏是鉆井過(guò)程中常見(jiàn)的事件，可影響井下安全和鉆井速度，延長(zhǎng)鉆井周期，增加鉆井成本。該井在井段2 957.4~2 968.0m中具有2個(gè)3~3.6m高的縫洞，鉆井液失返造成嚴(yán)重井漏，若普通的橋接堵漏劑無(wú)法在縫洞中架橋，這時(shí)可先向井下投入體積稍大、大小不一的磚塊或石子[4-5]，待在縫洞中形成一定固相堆積物之后，再用合適的橋接堵漏劑進(jìn)行復(fù)合堵漏，或直接進(jìn)行水泥漿堵漏[2]。

3）充氣或泡沫鉆井防漏技術(shù)是克服嚴(yán)重井漏的有效手段，已在四川東安1井見(jiàn)到了良好效果；國(guó)外應(yīng)用波紋管處理嚴(yán)重井漏、井壁垮塌等井下復(fù)雜狀況已有許多成功的事例[3]。對(duì)于孫虎地區(qū)的此類嚴(yán)重井漏，除采用已有的井漏處理技術(shù)外，可嘗試使用充氣或泡沫鉆井和波紋管井漏處理技術(shù)。