准噶尔盆地陆东-五彩湾地区油气井防漏堵漏工艺研究

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井漏是一种钻井过程中泥浆、水泥浆或其它工作液漏失到地层中的现象,严格的说是指在各种井下作业过程中,各种工作液在压差的作用下漏入地层的一种井下复杂情况。井漏是钻井作业中常见的井下复杂情况,处理井漏会耗费大量的钻井时间,浪费大量的泥浆和钻井液,而且严重的井漏可能引起卡钻、井喷、井塌等一系列复杂情况,甚至导致井眼报废,造成重大经济损失,为油气资源的勘探开发带来极大困难。
  陆东一五彩湾地区在开发过程中,漏失普遍存在,井漏同时也导致了溢流、井垮和卡钻等井下事故,严重影响了钻井安全和施工进度。从地层上看,上至白垩系、下至石炭系都有井漏发生,本文根据测录井资料、岩心铸体薄片分析地层特性,该地区白垩系、侏罗系八道湾及其以上地层孔隙发育,连通性好,以渗透性漏失为主;三叠系以泥岩为主,破裂压力较高,使用高密度泥浆会造成此地层压裂性漏失;二叠系、石炭系裂缝发育,主要类型为斜裂缝以及直劈裂缝,一般为非充填性裂缝,以裂缝性漏失为主。
  堵漏材料是堵漏施工的硬件基础,从先前堵漏情况来看,选择不合适的堵漏材料会导致井漏长时间无法解决或重复漏失。随钻堵漏剂LCP2000在现场应用有一定效果,但价格昂贵,推广应用受到限制。西南石油大学研究的超级凝胶产品用于随钻堵漏具有一定效果,但加入后钻井液体系粘切增高,性能变差,同时泵压较高,给正常钻进带来一定的困难。本文首先对目前应用较广的几种堵漏材料进行分析,进而提出新型胶凝剂ZL和新型刚性架桥颗粒ZD等堵漏材料,通过室内试验,对比几种材料的性能,如高温高压、浸泡后强度的变化等。通过现场应用,新型堵漏材料对解决漏失问题有较好的效果,能有效提高堵漏的成功率。
  该区块防漏工艺从井身结构优化、提高地层的承压能力、特殊工艺以及固井防漏技术等几个方面来研究。井身结构优化建立在对地层压力系统的认识上,在地层孑L隙压力的基础上,增加了对漏失压力的考虑,使井身结构更趋合理化。根据不同漏失类型来确定漏失压力,白垩系、侏罗系等渗透性地层采用统计方法求其漏失方程,从而得到漏失压力;三叠系地层漏失压力取其地层破裂压力;二叠系、石炭系裂缝性地层漏失压力与孔隙压力非常接近。提高地层承压能力主要是针对上部低压易漏地层,采用先期随钻堵漏效果明显,对已经发生漏失的地层进行堵漏之后,也要做承压试验,提高承压能力,以防止发生重复漏失。针对石炭系地层裂缝发育的特点,结合已钻井实施液相欠平衡技术的效果分析,滴西14井区石炭系坍塌压力较高,不适合液相欠平衡,实施控压钻井控制井漏应该有较好的效果。针对固井时井漏,我们主要采取的预防措施包括钻井液性能调整、优化水泥浆、前置液性能等。
  陆东-五彩湾地区堵漏施工中存在的首要问题就是漏层位置无法及时、准确的获知。本文利用井漏前后立管压力的变化值进行漏层位置分析,立管压力的变化反映的就是漏层以上环空压耗的变化,结合该区块钻井参数,形成了一套计算漏层位置的方法,计算结果表明,该方法在缺少仪器测试的情况下,能比较迅速的得到漏失层位大致的深度,使堵漏施工能够及时、准确的进行,可以用于现场施工。在弄清漏层位置的基础上,针对不同类型的漏失,分析其漏失原因,采用合适的措施来进行堵漏施工,这是堵漏是否成功的重要一环。本文在总结分析已钻井堵漏施工的经验和教训的基础上,有针对性的提出了各地层处理井漏的不同方法,使堵漏技术更合理。针对渗透性漏失,我们主要采用的是随钻堵漏的方法。随钻防漏堵漏技术就是在钻井液中引入一定浓度的由尺寸合适、强度较高的颗粒状物质按合理级配形成的封堵剂,当裂缝扩大到致漏程度时,封堵颗粒随着钻井液漏失进入裂缝中,大的封堵颗粒在裂缝中某个位置卡死架桥,较小的封堵颗粒填充裂缝中剩余空间,最终堵死裂缝,实现即堵。对于天然裂缝性漏失,实施近平衡或欠平衡钻进,从而避免工作液漏失,降低地层损害等问题。诱导裂缝性漏失控制的关键一是降低工作液密度、调整流变参数或改变开泵措施等方法,减少激动压力和环空压耗:二是在开启的裂缝内迅速形成封堵带,提高地层破裂压力和裂缝重启压力,阻止或减少漏失。
  优化后的防漏堵漏技术在该区块得到了应用,通过井身结构优化避免了长裸眼段漏失;通过加入随钻堵漏材料ZL先期堵漏提高地层承压能力使白垩系、侏罗系地层承压能力提高;通过井漏位置的及时确定,减少了堵漏施工时间,避免了材料的浪费;通过使用新型架桥材料对裂缝进行封堵,解决了前期堵漏巾反复漏失的问题。以上综合防漏、堵漏技术应用成效显著,开发井与探井相比,滴两14井区直井单井平均漏失次数减少84.6%、平均漏失量减少47.1%。滴西18井区直井单井平均漏失次数减少40%、平均漏失量减少2.5%。四开井身结构水平井与三开井身结构水平井相比,平均漏失次数减少5.5%、平均漏失量减少70.3%。
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