馬志忠，孫永樂，張子明，羅 曼，金 琳，和鵬飛

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津 300452）

眾所周知，鉆井工程是油氣開發(fā)中的重要環(huán)節(jié)[1]，作業(yè)中經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)各種復(fù)雜情況，井漏就是其中一項(xiàng)[2]，處理不當(dāng)會(huì)直接導(dǎo)致井塌、卡鉆或者井噴事故[3]。上部井段存在漏失、下部井段存在超壓現(xiàn)象非?？简?yàn)上部井段的承壓能力。提高鉆井液密度，往往會(huì)導(dǎo)致低壓地層發(fā)生壓裂性或誘導(dǎo)性漏失[4]。常規(guī)的堵漏方法雖然在一定程度上能解決井漏的問題，但停鉆堵漏反復(fù)折騰、損失大量時(shí)間與費(fèi)用[5]，影響鉆井速度[6]，且堵漏后存在著無法明顯提高地層承壓能力的情況。注水泥堵漏雖然能在堵漏后提高地層的承壓能力，但是由于其存在著水泥掉塊卡鉆的風(fēng)險(xiǎn)和作業(yè)時(shí)間長的問題，可能會(huì)帶來潛在的復(fù)雜情況。如何尋找到一種新的堵漏技術(shù)，既能成功實(shí)現(xiàn)堵漏的目的，又能夠明顯提高地層的承壓能力，很好的解決井筒內(nèi)既漏又噴的尷尬局面，同時(shí)具備良好的酸溶解堵特性，成為擺在人們面前的一道難題。在石油行業(yè)尤其復(fù)雜、事故頻發(fā)的鉆井工程領(lǐng)域開展此類技術(shù)應(yīng)用研究具有重要意義[7]。

1 工程概況

1.1 地質(zhì)情況

該構(gòu)造屬于凹陷西斜坡內(nèi)繼承性發(fā)育的洼中隆，其中斷裂發(fā)育。S841 井為一口直井，主要目的層為明下段和東營組，設(shè)計(jì)完鉆層位東二下段，井深4 025 m（見表1）。

表1 地質(zhì)分層

1.2 井身結(jié)構(gòu)

鉆前設(shè)計(jì)井身結(jié)構(gòu)：660.4 mm 井眼（500 m）×508 mm套管（495 m）+444.5 mm 井眼（2 100 m）×339.7 mm 套管（2 095 m）+311.15 mm 井眼（3 500 m）×244.475 mm套管（3 495 m）+215.9 mm 井眼（4 025 m）×177.8 mm尾管（4 020 m）。

鉆后實(shí)際井身結(jié)構(gòu)：660.4 井眼（498 m）×508 mm套管（496.15 m）+444.5 mm 井眼（2 116 m）×339.7 mm套管（2 114.48 m）+311.15 mm 井眼（3 391 m）×244.475 mm 套管（3 388.37 m）+215.9 mm 井眼（3 933.88 m）×177.8 mm尾管（3 903.42 m）+152.4 mm 井眼（4 025 m）。

1.3 作業(yè)難點(diǎn)

根據(jù)本構(gòu)造區(qū)已鉆探井的地質(zhì)預(yù)測：S841 井在1 320 m（斷距35 m）、2 080 m（斷距40 m）、2 680 m（斷距35 m）將鉆遇斷層，井底可能鉆遇二級(jí)大斷裂。另外，根據(jù)預(yù)測，該井在3 500 m 以下存在超壓，地層壓力系數(shù)高達(dá)1.52。井漏風(fēng)險(xiǎn)和高壓風(fēng)險(xiǎn)并存成為了該井作業(yè)中的難點(diǎn)和重點(diǎn)，如何應(yīng)對作業(yè)中可能出現(xiàn)的井漏問題，既能快速實(shí)現(xiàn)堵漏又能最大程度的提高地層的承壓能力，為高壓井段的作業(yè)提高堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)成為了一大難題。

2 新型堵漏技術(shù)研究

2.1 常規(guī)堵漏技術(shù)存在的問題

目前處理井漏的方法主要有：向循環(huán)池中加入堵漏材料循環(huán)堵漏，如SZDL、SEAL、BLN 等；配制橋堵泥漿，擠注堵漏；水泥漿封固堵漏；上述的各種堵漏方法存在如下弊端：

（1）由于漏失孔道大小一般未知，因此導(dǎo)致常規(guī)橋漿堵漏材料匹配性無法確定，此外橋漿堵漏劑一般都作用于漏失通道表面前端，無法進(jìn)入孔道內(nèi)部；

（2）使用大顆粒堵漏材料時(shí)，從鉆井工藝角度需要配合大尺寸通徑的鉆具，MWD 這些小內(nèi)徑且擁有渦輪的鉆具無法滿足大顆粒材料的通過，因此需要更換光鉆桿、光鉆鋌鉆具，無形中增加了工序，作業(yè)時(shí)間長；

（3）常規(guī)堵漏劑作用于表面，當(dāng)井壁表面破壞后，容易再次發(fā)生井漏；

（4）注水泥塞堵漏也是常用的一種方法，但在后續(xù)作業(yè)中容易出現(xiàn)水泥塊引起的卡鉆等復(fù)雜情況及事故。

2.2 新型堵漏技術(shù)的原理

新型堵漏技術(shù)的原理是利用一種高酸溶率、高失水、高強(qiáng)度的S 型堵漏劑，其配方（見表2）。該S 型堵漏劑對漏失通道尺寸選擇性小，適用面較廣，適用于孔隙性、裂縫性、斷層性地層的堵漏。使用該堵漏劑堵漏作業(yè)時(shí)，無需更換簡易鉆具。該堵漏劑擠入地層后，能進(jìn)入孔道內(nèi)部，在一定溫度、壓差下能快速失水，稠度逐漸增加，約30 s 內(nèi)能很快形成具有一定初始強(qiáng)度的濾餅而封堵漏層，其初始承壓可達(dá)到4 MPa 以上。在溫度、壓差的作用下所形成的濾餅逐漸凝固，強(qiáng)度可達(dá)到30 MPa 以上（見圖1）。該堵漏劑濾餅酸溶率高達(dá)80 %以上，有利于酸化解堵，因此也可用于產(chǎn)層井漏的處理。

表2 S 型堵漏劑配方

圖1 S 型堵漏材料強(qiáng)度隨時(shí)間變化曲線

3 工程應(yīng)用與效果

S841 井四開311.15 mm 井眼鉆進(jìn)至3 391 m，鉆遇巖性為灰質(zhì)細(xì)砂巖和高嶺土膠結(jié)的含礫石細(xì)砂巖，機(jī)械鉆速緩慢，平均機(jī)械鉆速1.2 m/h，決定提前中完，后續(xù)用215.9 mm 井眼鉆進(jìn)。

鉆進(jìn)至3 426.2 m、3 431.0 m、3 445.0 m 時(shí)均發(fā)生漏失，采用向循環(huán)池中加入堵漏材料循環(huán)堵漏和配置橋堵泥漿擠注堵漏兩種堵漏方法成功堵漏。但是由于地質(zhì)預(yù)測3 500 m 后存在異常壓力，且地層壓力系數(shù)高達(dá)1.52，結(jié)合上述三處漏失情況，在鉆遇異常壓力前先進(jìn)行地層承壓試驗(yàn)，以確定鉆井液密度能否既平衡下部地層壓力又不壓漏上部地層。地漏試驗(yàn)結(jié)果顯示，地層漏失當(dāng)量鉆井液密度小于1.47 g/cm3，不能滿足下部地層鉆進(jìn)條件。隨后決定進(jìn)行S 型堵漏劑堵漏作業(yè)。

現(xiàn)場共進(jìn)行了四次S 型新型堵漏劑堵漏，第一次是在間歇性憋壓的基礎(chǔ)上進(jìn)行的堵漏，效果不明顯；第二次在擠入后通過延長憋壓時(shí)間進(jìn)行堵漏，讓堵漏材料充分的失水形成強(qiáng)的結(jié)構(gòu)力，最終計(jì)算的地層漏失當(dāng)量密度為1.60 g/cm3，效果明顯，隨后又進(jìn)行了第三次和第四次試驗(yàn)，最終計(jì)算的地層漏失當(dāng)量密度為1.61 g/cm3和1.63 g/cm3，均滿足作業(yè)要求，具體（見表3）。

通過表3 可以看出，常規(guī)堵漏方法雖能夠封堵住漏層，但不能很好的提高地層承壓能力以達(dá)到作業(yè)所需要求，如下部存在異常壓力時(shí)常規(guī)堵漏方法就顯得捉襟見肘；而注水泥堵漏方法在后續(xù)作業(yè)中存在著水泥掉塊卡鉆和作業(yè)時(shí)間長的問題，不利于提質(zhì)提效；新型堵漏技術(shù)既能封堵漏層同時(shí)也可以提高漏層的承壓能力，堵漏效果較好。

4 結(jié)語

（1）通過新型堵漏技術(shù)的成功應(yīng)用，有效解決了橋漿堵漏失敗后只能用水泥漿堵漏的歷史難題，同時(shí)也消除了因水泥漿堵漏可能造成灌腸、插旗桿、水泥掉塊引發(fā)卡鉆事故的潛在隱患。

（2）新型堵漏技術(shù)能較好的提高地層的承壓能力。

（3）目前新型堵漏技術(shù)在海上多口井得到應(yīng)用，現(xiàn)場堵漏成功率高達(dá)100 %，很好的解決了含大段斷層、破碎帶較長地層、裂縫性地層等的漏失問題，避免了復(fù)雜事故的發(fā)生。

表3 S 型堵漏劑地層承壓試驗(yàn)表