渤海油田井漏分析及堵漏技術應用

陳龍，韓雪銀，和鵬飛，陳玉山，郭家

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術分公司，天津 300459)

0 引言

隨著“七年行動計劃”出臺，渤海油田開發(fā)逐漸向深部地層和地質(zhì)條件復雜的區(qū)塊延展。2019年渤海油田鉆井數(shù)近500口，為歷年來最高水平，其中發(fā)生漏失的有53口，約占總數(shù)的10%，損失時間約96天，增加了鉆井成本，還可能造成井塌、卡鉆和井噴等事故，因此，堵漏技術專項研究和技術體系構建具有重要意義。

1 渤海油田井漏分類

1.1 近年渤海油田井漏統(tǒng)計

渤海油田地層自上而下發(fā)育為平原組、明化鎮(zhèn)組(可細分為明上段和明下段)、館陶組、東營組(可細分為東一段、東二段和東三段)、沙河街組(可細分為沙一段、沙二段、沙三段、沙四段)和孔店祖等沉積地層[1]，油藏地質(zhì)條件復雜，具有開采價值的區(qū)塊連續(xù)性差，且常被多套斷層分隔。存在井漏風險的區(qū)塊鉆井工程實施難度大，特別是深井，往往需要鉆穿多個斷層，及時正確地處理井漏是渤海油田深層開發(fā)的難點。通過梳理渤海油田近年部分區(qū)塊井漏的案例，基本情況如表1所示。

1.2 渤海油田現(xiàn)階段井漏歸類

從表1可見，渤海油田近年井漏層位主要分布在館陶組、東營組和沙河街組，主要原因是斷層漏失和火成巖漏失。

表1 渤海油田2017年至今井漏情況統(tǒng)計

(1)斷層漏失：渤海油田斷層漏失主要發(fā)生在館陶組至東營組斷層破碎帶，部分發(fā)生在沙河街組斷層破碎帶[2]。斷層漏失堵漏難度和風險大，特別是斷距大、破碎帶長和裂縫誘導的斷層漏失，采用常規(guī)堵漏材料和堵漏工藝能實現(xiàn)對斷層漏失通道的暫時性封堵，但后續(xù)繼續(xù)鉆進，鉆井液對裂縫的沖刷或形成的封堵帶承壓能力低于井底循環(huán)當量比重，容易造成復漏，堵漏效果差，造成巨大經(jīng)濟損失。

(2)火成巖漏失：火成巖也稱為巖漿巖，是指地殼里噴出的巖漿，或者被融化的現(xiàn)存巖石冷卻之后成形的一種巖石。渤海油田火成巖主要成分有花崗巖、安山巖及玄武巖等[3-4]?；鸪蓭r具有較強的非均質(zhì)性，分布不連續(xù)，巖性復雜，其中玄武巖經(jīng)歷巖漿噴發(fā)、冷凝后富含氣孔形態(tài)，經(jīng)過風化、溶蝕形成多孔隙結(jié)構，巖石剛性強，在構造運動下多尺度裂縫發(fā)育、裂縫易擴展，是漏失的主要原因；次生空隙如溶蝕孔洞、構造裂縫等均可能發(fā)生漏失。

2 渤海油田堵漏技術措施及決策體系建立

2.1 渤海油田堵漏技術措施

(1)靜止堵漏。靜止堵漏指的是發(fā)生井漏之后，將鉆具提離漏失層段靜置，待漏失通道愈合的方法。此方法一方面可以降低循環(huán)壓耗，另一方面也可以讓鉆屑和封堵性材料進入漏層封堵漏失。(2)隨鉆堵漏。隨鉆堵漏指的是發(fā)生井漏之后，在循環(huán)池內(nèi)持續(xù)加入堵漏材料，維持鉆井液堵漏材料一定濃度自動堵漏。隨鉆堵漏方法常用于鉆進時封堵微小漏失，或強行鉆進時減緩漏失速度。(3)橋接堵漏。此方法主要是用固體顆粒堵塞縫隙孔道，配置不同大小的剛性顆粒，可以在不同尺寸的裂縫孔道中起到架橋和支撐作用，從而達到堵漏目的。(4)固結(jié)材料堵漏。此方法指的是利用石灰乳、水泥漿等固結(jié)材料進入漏失層后凝固，封堵地層裂縫、孔隙和通道，從而封堵漏失。(5)雷特堵漏。雷特堵漏常用于惡性斷層漏失及提高地層承壓能力。在正壓差作用下，雷特材料在漏失通道內(nèi)形成一道封堵墻，通過井口不斷憋擠承壓，形成穩(wěn)定的應力籠，鞏固堵漏墻強度，在堵漏墻外封門加固，形成泥餅，從而達到很好的堵漏效果[5]，且能顯著提高地層的承壓能力。

2.2 堵漏決策體系

根據(jù)渤海油田自身特點，建立了適用于斷層漏失及火成巖漏失的堵漏決策體系，如圖1所示。(1)發(fā)生井漏之后，先將鉆具提離井底，降低排量測算漏速，結(jié)合地質(zhì)預測、鉆井參數(shù)、工程狀況等多種因素判斷漏失類型；(2)若為火成巖漏失，首先嘗試隨鉆堵漏，若效果不好可在短起下鉆后進行橋接堵漏；(3)若為斷層漏失，首先嘗試隨鉆堵漏，若效果不好可嘗試橋接堵漏(按堵漏材料顆粒大小決定是否更換鉆具)，若橋接堵漏效果不好可進行雷特堵漏。

圖1 現(xiàn)階段渤海油田堵漏決策體系

3 井漏處理案例分析

3.1 斷層漏失處理案例分析

某定向井，設計軌跡預測在1769～2660 m的館陶組穿越三個斷層，斷距30 m左右，當鉆進至2158 m時發(fā)生井漏，漏速48 m3/h。處理過程為：先嘗試隨鉆堵漏，在循環(huán)池加入隨鉆堵漏材料，短起下鉆同時配置堵漏漿，配方：井漿14 m3+8%PFSEAL+ 5%PF-SZDL+8%BLN 1。短起下鉆至井底后，漏速降低為0，隨鉆堵漏成功，繼續(xù)鉆進。繼續(xù)鉆進至2366 m，再次發(fā)生漏失，漏速40 m3/h，判斷上部2158 m漏點復漏，嘗試橋接堵漏，泵入之前配置好的堵漏漿，兩次堵漏之后，漏速降低為0，橋接堵漏成功，繼續(xù)鉆進。繼續(xù)鉆進至2511 m，再次發(fā)生漏失，漏速30 m3/h，泵入原配方堵漏漿堵漏后漏速6 m3/h，起鉆更換簡易鉆具，嘗試使用凝膠暫堵+橋接堵漏材料進行堵漏，堵漏漿配方：鉆井水14 m3+1.2%ZND-2；井漿14 m3+10%PF-SEAL+ 10%BLN 1D+10%BLN 2D。堵漏之后漏速降低為0，堵漏成功，繼續(xù)鉆進。

繼續(xù)鉆進至2588 m，再次發(fā)生漏失，考慮最后一個斷層已距離井底不遠，強行鉆進至2663 m進入東營組地層，共三次實施凝膠+橋接堵漏漿堵漏，地層承壓不滿足下步鉆進需求，懷疑已架橋的顆粒被破壞失去架橋能力，使用雷特堵漏漿進行堵漏，同時提高地層承壓能力。

再次下鉆至井底后進行雷特堵漏，堵漏之后循環(huán)池液面穩(wěn)定，地層承壓滿足下步鉆進需求，堵漏成功，堵漏決策體系有效。

3.2 火成巖漏失處理案例分析

某探井，目的層為古生界潛山，設計軌跡在東三段鉆遇火成巖，Φ311.2 mm井眼鉆進至3517 m時發(fā)生井漏，漏速65 m3/h。處理過程為：先嘗試隨鉆堵漏，在循環(huán)池內(nèi)加入隨鉆堵漏材料，短起下鉆后發(fā)現(xiàn)漏失速度仍有10 m3/h，決定進行橋接堵漏，替入堵漏漿(BLN1)，堵漏之后漏速降低為0。繼續(xù)鉆進至3520 m再次發(fā)生漏失，采取大顆粒堵漏漿(BLN3)，堵漏成功，繼續(xù)鉆進確認進入古生界地層后中完，下入技術套管固井。Φ215.9 mm井眼鉆進至4074m發(fā)生漏失，漏速36 m3/h，進行橋接堵漏4次(BLN3)，堵漏之后漏速降低為0，堵漏成功，堵漏決策體系有效。

4 結(jié)語

由渤海油田近年井漏情況統(tǒng)計和案例分析可以得出如下結(jié)論：(1)渤海油田近年來井漏情況以斷層漏失和火成巖漏失為主；(2)在非預測斷層的井段發(fā)生較嚴重井漏后，先嘗試橋接堵漏配方進行堵漏，考慮強鉆通過該井段及預測斷層，如效果不好，再使用雷特堵漏配方進行堵漏；(3)使用雷特堵漏配方封堵斷層漏失及提升地層承壓能力效果較好；(4)火成巖漏失之后，通常瞬時漏速較大，但總漏失量有限。通過降低鉆井參數(shù)、隨鉆堵漏、短起下鉆、泵入橋接堵漏漿等多種措施，多數(shù)情況下井漏可有效封堵；(5)本決策體系在渤海油田斷層漏失和火成巖漏失的處理中證明行之有效，對今后作業(yè)具有一定推廣及借鑒意義。