馬春亮 劉海麗 郭海峰 錢(qián)養(yǎng)初(中海油服油田服務(wù)股份有限公司油化事業(yè)部 天津 塘沽 300452)
鉆井液段塞可分為稠塞、稀塞、重塞三類,下面將結(jié)合工程情況介紹幾種常用段塞在渤海灣的應(yīng)用情況。
一般來(lái)說(shuō)稠塞就是高粘高切的鉆井液。在渤海灣其應(yīng)用與作用主要有以下幾個(gè)方面:
1.完鉆長(zhǎng)起鉆前封閉局部裸眼段
對(duì)裸眼存在易垮塌巖性的井,起鉆前在井底墊入150-200m稠塞,調(diào)整該稠塞粘度較井漿高30-50秒,可以防止鉆屑和井壁塌塊下沉堆積并有效避免井底沉砂過(guò)多影響測(cè)井作業(yè),同時(shí)保證套管下到預(yù)定深度。
在稠塞中提高潤(rùn)滑劑、防塌抑制劑和封堵材料的加量,又可以同時(shí)起到穩(wěn)定井壁,防卡、防塌、防漏的作用。
2.循環(huán)鉆進(jìn)中泵入稠塞
循環(huán)鉆進(jìn)過(guò)程中,注入稠段塞,可以大大提高鉆井液懸浮攜帶鉆屑能力,把滯留在井內(nèi)的較大塌塊和粘軟泥巖鉆屑團(tuán)塊帶出井筒,從而起到清潔井眼的作用,該段塞粘度可以配置到180秒以上以保證將較大的塌塊攜帶出來(lái)。
應(yīng)用此種方法能判斷正在使用的泥漿性能是否能滿足正常的攜砂要求,還可以判斷是否有大肚子井段的存在。
3.垮塌井段注入稠段塞
在垮塌井段(大肚子井眼處)注入懸空稠段塞,并在其中加大防塌劑、封堵劑材料的加量可以穩(wěn)定井壁和防止鉆屑塌塊聚集形成砂橋。
各種稠塞配置要求:有足夠的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,同時(shí)具有可泵性。段塞的配置量要靈活掌握,封閉井底段塞一般控制150-200m;懸空段塞應(yīng)覆蓋要封閉井段上下50m為宜;循環(huán)段塞應(yīng)根據(jù)循環(huán)井深,井塌的嚴(yán)重程度,塌塊的大小來(lái)確定,更重要的是要觀察稠塞返出地面時(shí)的攜砂效果來(lái)制定下一步作業(yè)方案,有時(shí)要重復(fù)多次用稠塞掃井,必要時(shí)稠塞稀塞并用,稀塞在前稠塞在后,清掃攜砂效果更好。
1.稀塞的種類:(1)清水。(2)清水+燒堿+清洗劑。(3)清水+燒堿+降粘降失水劑。(4)清水+燒堿+降粘降失水劑+KCl。
2.稀塞的作用原理:(1)紊流形態(tài)增強(qiáng)攪動(dòng)和沖洗作用。(2)對(duì)地層鉆屑有水化分散和滲透作用。(3)可以削弱、消除環(huán)空堵塞強(qiáng)度,穿透堵塞壁壘打通循環(huán)通道。
3.稀塞的功能:
(1)解除泥包
在鉆頭發(fā)生泥包時(shí)扭矩明顯減小,甚至沒(méi)有扭矩,沒(méi)有進(jìn)尺,泵壓升高,尤其鉆頭接觸井底時(shí)泵壓升高明顯,甚至憋泵;鉆具鉆鋌扶正器泥包,會(huì)使環(huán)空受阻,泵壓升高,扭矩增大。
環(huán)空堵塞和鉆頭泥包基本都是因?yàn)殂@頭附近和環(huán)空有鉆屑等聚集形成的泥團(tuán)包住了鉆頭或者扶正器造成,這種情況下,尤其是鉆頭鉆鋌剛剛有泥包征兆時(shí),及時(shí)泵入稀塞,在稀塞要出鉆頭時(shí),將鉆頭提離井底到合適的位置,用高轉(zhuǎn)速,大排量沖洗鉆頭,利用低粘度稀塞對(duì)鉆頭和扶正器進(jìn)行紊流沖刷,可以沖刷掉鉆頭和扶正器上的泥團(tuán),從而起到打通環(huán)空和解除鉆頭泥包的作用。
(2)消除鉆具阻卡、環(huán)空憋壓現(xiàn)象
在鉆速過(guò)快,鉆屑大量聚集在環(huán)空使環(huán)空通道受阻,造成憋泵、憋扭矩甚至鉆具遇卡時(shí),及時(shí)泵入稀塞常??墒广@具解卡,環(huán)空受阻憋泵現(xiàn)象得到緩解。
(3)破壞巖屑床
在大斜度井中,鉆速較快時(shí)會(huì)經(jīng)常因?yàn)榇罅裤@屑聚集形成巖屑床造成憋泵遇卡,利用稀塞及時(shí)進(jìn)行沖洗,破壞巖屑床,配合稠塞及時(shí)進(jìn)行攜帶,常常能及時(shí)解決該問(wèn)題。
4.注意事項(xiàng):稀塞的運(yùn)用局限于上部井段和井壁穩(wěn)定的地層中使用;深部地層謹(jǐn)慎使用(使用時(shí)保證稀塞自身低失水、強(qiáng)抑制、合適的密度);易垮易漏的地層禁止使用。
重塞是密度高于循環(huán)鉆井液的鉆井液。其作用主要包括:(1)增加靜液注壓力,克服地層孔隙壓力,防止地層流體侵入井內(nèi)造成井涌、井噴。(2)克服地層坍塌壓力,穩(wěn)定井壁,防止井垮。(3)起鉆時(shí)補(bǔ)上鉆進(jìn)時(shí)的循環(huán)壓耗,減輕起鉆時(shí)的抽吸作用,達(dá)到防噴防塌的目的。(4)起鉆時(shí)鉆桿內(nèi)打入重塞保持起鉆卸扣時(shí)不噴泥漿,提高起鉆時(shí)效。
此外,在渤海灣海上作業(yè)中,采用纖維狀、粒狀、片狀等各種不同粒徑和形狀的堵漏材料按一定的比例混合配制而成,用來(lái)防漏、堵漏和提高易漏地層的承壓能力[1,2]的堵漏段塞;對(duì)地層微裂縫、孔隙較發(fā)育的高滲沙層和水敏性地層具有強(qiáng)封堵功能,對(duì)易剝落,易垮的泥頁(yè)巖地層具有極強(qiáng)的防垮功能的防塌防卡段塞;用來(lái)解決卡鉆事故而配置的解卡段塞等均有廣泛的使用。
綜上,防止井下復(fù)雜情況和解決井下復(fù)雜情況都離不開(kāi)鉆井液段塞技術(shù)。各種段塞技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中都有很多需要注意的地方和關(guān)鍵的技術(shù)措施,需要在工作中不斷的摸索與完善。
1.使用稠塞時(shí),一定要觀察到稠塞返出井口。如果稠塞返出并攜帶出很多塌塊、鉆屑表明井下有井跨、大肚子井眼或大量塌塊滯留在井內(nèi)。這時(shí)要重復(fù)上述作業(yè),直到稠塞返出沒(méi)有塌塊鉆屑或明顯減少為止。稠塞在現(xiàn)場(chǎng)可以回收重復(fù)利用。
2.堵漏段塞至少要覆蓋漏點(diǎn)200m以上,具體量要視情況而定,堵漏段塞頂替到位后,要起鉆至段塞頂部憋壓擠注,直到地層承壓能達(dá)到預(yù)定的壓力才算堵漏成功,憋壓擠注時(shí)最好使用固井泵,不建議直接用泥漿泵。
【1】徐同臺(tái),劉玉杰,申威等鉆井工程防漏堵漏技術(shù) 石油工業(yè)出版社,2000年6月.
【2】鄢捷年鉆井液工藝學(xué) 中國(guó)石油大學(xué)出版社 2000.
【3】梁大川,蒲曉林,徐興華煤巖坍塌的特殊性及鉆井液對(duì)策西南石油學(xué)院學(xué)報(bào),2002,24(6).