吊灌快干水泥漿堵漏工藝在鴨西110井的實(shí)踐與認(rèn)識(shí)

呂東華，王新風(fēng)，趙永杰，陶瑞東，涂福洪

（中國(guó)石油集團(tuán)渤海鉆探第三鉆井工程公司，天津300280）

1 概況

鴨西110 井是玉門油田鴨西區(qū)塊上的一口二開評(píng)價(jià)井，鉆探目的是評(píng)價(jià)鴨兒峽白堊系下溝組K1g1油藏北部的含油氣性，完井方法射孔完井，設(shè)計(jì)井深4150m，第四系酒泉組地層巖性為雜色礫石，防漏是本井一開表層施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。該井于2019年3月25日 15：00 至 3 月 27 日 21：10 采用?311.1mm 三牙輪鉆頭+塔式鐘擺鉆具進(jìn)行一開鉆進(jìn)作業(yè)，鉆至323m，發(fā)現(xiàn)泵壓由11MPa 降至10MPa，坐崗人員發(fā)現(xiàn)出口槽鉆井液流速流量減少，隨即不返鉆井液，發(fā)生惡性漏失，立即起鉆，中途單泵向鉆具水眼灌漿2 次43m3井口未見液面。漏失時(shí)鉆具組合：塔式鐘擺。地層巖性為雜色礫石。鉆井參數(shù)：鉆壓20～40kN，轉(zhuǎn)速70～75r/min，排量 60L/s；鉆井液性能：密度 1.09g/cm3，粘度 142s。地質(zhì)分層及巖性見圖1。

圖1 地質(zhì)分層及巖性

針對(duì)玉門油田鴨西地區(qū)第四系地層膠結(jié)疏松存在縫隙，承壓能力低，應(yīng)用常規(guī)堵漏技術(shù)效果不好，嚴(yán)重制約了鉆井提速。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐，在鴨西110井前期常規(guī)堵漏未成功的情況下，首次應(yīng)用吊灌快干水泥漿堵漏工藝。試驗(yàn)結(jié)果表明，針對(duì)膠結(jié)疏松的礫石地層有著較好的效果。

2 吊灌快干水泥漿堵漏工藝原理及技術(shù)簡(jiǎn)介

2.1 工藝原理

井口吊灌快干水泥漿堵漏，首先要記錄單位時(shí)間內(nèi)井筒灌鉆井液的量（體積），然后測(cè)量井筒鉆井液液面下降高度，從而計(jì)算靜漏速度和承壓能力，進(jìn)而確定打水泥漿的密度、初凝時(shí)間以及用量，從井口吊灌水泥漿，利用壓差作用替換掉井筒內(nèi)鉆井液，讓一部分快干水泥漿自由漏入地層，待壓力平衡后水泥漿不再漏失，迅速凝固達(dá)到堵漏的目的和效果。

如圖2中③所示水泥漿灌入井筒，在重力作用下鉆井液全部漏入地層，水泥漿柱替換鉆井液液柱，當(dāng)液柱壓力達(dá)到地層承壓壓力水泥漿液柱高度不在增加，繼續(xù)注入的水泥漿將下部水泥漿壓入地層，達(dá)到封堵縫隙的目的。

2.2 技術(shù)簡(jiǎn)介

圖2 鴨西110井堵漏工藝流程應(yīng)用示意圖

加入早強(qiáng)劑(TW600S)的快干水泥漿具有靜止后快速凝固，保持體積不變的性能，較常規(guī)水泥漿水化速度快、稠化時(shí)間短、水泥石早期強(qiáng)度高，從而實(shí)現(xiàn)快速封堵漏層礫石縫隙，縮短復(fù)雜損失時(shí)間。使用快干水泥封固的井段水泥石整體質(zhì)量，包括強(qiáng)度，尤其是對(duì)后期強(qiáng)度提高很是明顯，封堵井段在鉆具振動(dòng)和起下鉆剮蹭下不易造成二次井漏。

快干水泥漿配方：嘉華G 級(jí)油井水泥+早強(qiáng)劑(TW600S)×3%。

性能：水灰比44.9%，密度1.89g/cm3，造漿率0.767m3/t。

試驗(yàn)結(jié)果：使用DFC-0712B 型稠化儀在溫度18.8℃進(jìn)行常壓試驗(yàn)，測(cè)定水泥漿初始稠度28Bc 到終止稠度40Bc稠化時(shí)間為46min。

3 吊灌快干水泥漿堵漏工藝在鴨西110井使用情況

3.1 水泥漿用量

（1）測(cè)漏失壓力，為下步井口吊灌水泥漿做好理論支撐，靜止2h探井筒液面高度100m；灌漿12m3未觀察到液面，探液面高度86m，靜漏速約0.08m3/h。

（2）計(jì)算漏層漏失壓力約為2.48～2.63MPa，液柱壓力大于該壓力發(fā)生瞬時(shí)失返性漏失。

（3）用漏失壓力2.63MPa 計(jì)算密度1.89g/cm3水泥漿液柱高度約為141.94m，水泥用量按擴(kuò)大率20%計(jì)算水泥漿體積15.53m3，另附加9.47m3進(jìn)入地層封堵礫石縫隙，預(yù)計(jì)注入水泥漿25m3，塞面深度190.06m。

3.2 施工過程

（1）光鉆桿下鉆檢驗(yàn)井況，探至321.7m，井況良好，鉆井液液面高度86m。

（2）使用固井管線插入井口吊灌，水泥車注入速干嘉華G 級(jí)水泥漿25m3，平均密度1.91g/cm3，按地層承壓能力預(yù)計(jì)封堵井段332～191.55m。

（3）注完水泥漿立即下光鉆桿探水泥液面至200m，起鉆依據(jù)水泥漿在鉆桿留痕位置判斷高度在135m左右。

（4）候凝12h，井筒灌漿14.5m3灌滿，液面不下降。

（5）使用?215.9mm三牙輪鉆頭+塔式鐘擺鉆具下鉆探塞，水泥塞面135m，鉆水泥塞至163m后為加快鉆井速度更換螺桿鉆具，鉆水泥塞至井底332m進(jìn)入新地層均無漏失，恢復(fù)正常鉆進(jìn)。堵漏成功。

3.3 注意事項(xiàng)

（1）使用快干水泥漿前要現(xiàn)場(chǎng)取水進(jìn)行小型試驗(yàn)，取得關(guān)鍵數(shù)據(jù)。

（2）注快干水泥漿時(shí)要分工明確、統(tǒng)一指揮。

（3）施工完畢及時(shí)清洗殘余在設(shè)備和工具內(nèi)的水泥漿，防止固結(jié)。

（4）光鉆桿探水泥漿液面要迅速，防止復(fù)雜事故化（有條件使用探測(cè)儀測(cè)量液面）。

4 全井堵漏施工對(duì)比分析

4.1 第一次堵漏漿堵漏

（1）配方：基漿30m3（密度1.09g/cm3，粘度142s）+3.7%堵漏材料（單向壓力封堵劑+復(fù)合堵漏劑）。

（2）井筒灌入堵漏漿10m3未返漿；采取環(huán)空連續(xù)灌堵漏漿起鉆措施，灌入堵漏漿15m3井口觀察不到液面；起鉆完靜止堵漏，靜堵期間每隔1h灌入堵漏漿5m3，灌入堵漏漿15m3井口仍觀察不到液面。

（3）靜止堵漏2h井口觀察不到液面，配光鉆桿鉆具下鉆每100m分段頂通，排量12～30L/s測(cè)漏速，下至井底323m 返漿正常無漏失，起鉆；配常規(guī)鉆具下鉆正常無漏失，小排量12L/s 頂通循環(huán)，返漿5min 后井口失返，漏失18m3，采取強(qiáng)穿措施鉆至井深325m 漏失20m3，漏速80m3/h，漏失嚴(yán)重起鉆靜止堵漏。

（4）靜止堵漏 12h 期間每隔1h 灌入堵漏漿5m3，灌入12m3后出口返漿。

（5）配光鉆桿下鉆頂通排量12～60L/s 測(cè)漏速，返漿正常無漏失起鉆。配常規(guī)鉆具下鉆正常無漏失，循環(huán)排量12～35L/s，鉆進(jìn)至332m 活動(dòng)鉆具發(fā)生惡性漏失漏失19.5m3，立即起鉆。使用堵漏漿堵漏階段共計(jì)漏失152.5m3鉆井液，堵漏未成功。

4.2 第二次光鉆桿打常規(guī)水泥漿堵漏

（1）下光鉆桿至井深331m 打水泥漿堵漏，期間未返漿，水泥車注前置液清水2m3，常規(guī)嘉華G 級(jí)水泥漿10m3，平均密度 1.87g/cm3，替清水 1.2m3，預(yù)封堵井段332～200m。

（2）起鉆完候凝期間為保證水泥漿網(wǎng)架結(jié)構(gòu)未灌漿，候凝24h后開始井筒灌漿，灌漿2次累計(jì)25m3，第1次灌漿13.5m3井口見液面后瞬時(shí)下降，第2 次灌漿11.5m3未觀察到液面。

（3）下光鉆桿探塞，在321.7m 遇阻；探井筒內(nèi)泥漿液面高度95m，灌漿11m3未見液面，繼續(xù)探液面高度95m。

（4）起鉆，分析鉆桿上部存在鉆井液液柱，打入的常規(guī)水泥漿（稠化時(shí)間140min左右）從鉆桿最下端全部漏入地層，堵漏未成功，該階段共計(jì)漏失61.2m3鉆井液。

4.3 堵漏施工對(duì)比分析

（1）漏層位置地層存在縫隙[9]，連通性好。使用常規(guī)材料配置堵漏漿進(jìn)行堵漏工作，材料本身的強(qiáng)度不夠，且很難形成較好的封門效果，在開泵循環(huán)或者鉆進(jìn)過程易發(fā)生二次漏失。

（2）光鉆桿下入漏層打常規(guī)水泥漿堵漏未成功，主要原因是上部鉆井液液柱壓力+水泥漿液柱壓力大于地層漏失壓力，在水泥漿未初凝前漏入地層。

（3）井口吊灌快干水泥漿堵漏，水泥漿液柱壓力與地層漏失壓力自由找平衡，使部分水泥漿進(jìn)入地層縫隙，加之其速干性能，短時(shí)間內(nèi)稠化凝結(jié)，有效封堵礫石縫隙，達(dá)到堵漏目的和效果。雖然損失時(shí)間方面略大于前兩次堵漏工藝，但封堵漏層效果顯著。施工對(duì)比見表1。

5 結(jié)論與建議

表1 鴨西110井三次堵漏施工對(duì)比分析

（1）鴨西區(qū)塊第四系酒泉組地層巖性雜色砂礫巖膠結(jié)疏松存在縫隙、承壓能力低、堵漏材料強(qiáng)度不夠是本井初期應(yīng)用常規(guī)堵漏技術(shù)未能奏效的主要原因。

（2）使用速干水泥漿體系必須試驗(yàn)，根據(jù)需要的稠化時(shí)間確定最合理的水泥漿配方。

（3）表層發(fā)生漏失時(shí)，應(yīng)充分認(rèn)識(shí)漏層的特性，根據(jù)漏失情況采取合理的堵漏方法，爭(zhēng)取快速達(dá)到堵漏目的，井口吊灌快干水泥漿堵漏針對(duì)膠結(jié)疏松的礫石地層有著較好的效果。建議類似鴨西地區(qū)淺層井漏可推廣使用吊灌快干水泥漿堵漏技術(shù)。