川南页岩气钻井井漏特征及堵漏技术研究与应用

川南页岩气井区地质地貌复杂,缝洞发育明显,各层段恶性漏失频发,堵漏工作难度大,复杂处理周期长,钻井提速受到严重制约。针对上述工程地质难题,开展了川南地区页岩气钻井井漏特征分析和井漏防治技术现状评价,系统阐述了桥塞堵漏、水泥堵漏、多相混输堵漏、遇水快速凝固堵漏、油基钻井液堵漏等技术工艺的封堵效果。川南页岩气井区以裂缝性漏失为主,纵向上呈明显的“三段式”特征。表层地层井漏治理难度大,尚未得到很好解决;中部地层采用随钻、桥堵、水泥堵漏和清水强钻工艺,井漏防治效果较好;下部地层存在承压堵漏无效、龙马溪组溢漏同存的难题。研究形成了复合桥塞堵漏、桥塞+高滤失堵漏、桥塞+水泥浆堵漏、凝胶+水泥浆堵漏等综合堵漏工艺技术,通过集成应用,整体堵漏成功率提高至56%,治漏成效显著。针对当前仍存在的表层漏失处理工艺受限、井漏治理时间长、缺乏精确的漏层诊断技术等问题,建议开展漏失层诊断等技术攻关,研发漏失通道适应能力强的堵漏新材料、新工具及配套工艺。     

南约洛坦气田碳酸盐岩储层井漏治理技术

土库曼斯坦南约洛气田坦碳酸盐岩储层的储渗空间、流体(油、气、水)以及压力系统复杂,井漏问题是制约该区块高效、安全钻完井的最主要瓶颈。基于储层岩心观察和电成像解析,结合已钻井漏失及堵漏现状数理统计,分析了该区块漏层性质和漏失特征,并对不同复杂程度漏失类型的防理堵漏原理及其工艺技术进行对比研究。结果表明,该储层漏失类型以裂缝型漏失、缝洞型漏失和洞穴型漏失为主;针对大裂缝或者溶洞性恶性井漏问题,提出采用抗高温强阻滞型油基凝胶软塞和高强度化学固化硬塞相结合的方法在漏层形成"隔绝式"隔离带有效地封堵漏层。通过对高产高压高含硫化氢气缝洞性地层喷漏同存同层问题的复杂性与特殊性进行分析,并对地层情况、井眼状况、井口装置状况、地面环境状况综合考虑,提出首先采用吊灌与置换法等预处理手段延缓漏喷转化时间和控制井口压力,然后采用化学凝胶和尾追水泥和压井泥浆的堵漏压井技术,重建和恢复井筒压力平衡,实现治漏和防溢目的。     

川西地区固井及完井过程中井漏原因分析及对策

针对川西地区固井完井过程的井漏问题，分析其原因，并提出预防和处理措施。指出了应用堵漏技术从安全的角度考虑应注意的主要问题：①对长裸眼层段存在多压力系统发生井漏与溢流，应分析各层段的地层压力与承压能力，确定漏失层与气层，为制定堵漏与压井施工方案提供科学依据；②在钻井施工中进行堵漏作业，应认真分析漏失层岩性特征、漏失原因与机理，针对性地选择堵漏材料与堵漏工艺；③对喷漏同存的井，应将堵漏与压井进行综合考虑和有机结合，保持井内动态液柱压力始终高于漏层压力，即气层发生井漏实施吊灌技术；④若漏失层为非产层，在不构成伤害油气层前提下，可选择堵漏固化后强度高的永久性堵漏材料；若漏层为产层，确需堵漏则选择能最大限度保护产层的暂堵材料；⑤高含硫气井喷漏同存复杂条件下，固井与完井工艺选择要符合气田采气技术要求。     

科索1井溶洞性漏失层堵漏技术

溶洞性漏失层的堵漏技术是钻井过程中的难题。科索1井在钻至井深48050 m时井口失返,在历时285 h,经过5次桥浆堵漏、1次注水泥堵漏和1次凝胶聚合物堵漏失败后,采用成像测井技术对漏失层的大小和位置进行了准确判断;以漏失层特征为基础,针对常规架桥封堵难以满足施工需要的实际情况,选用大的块状材料为架桥材料、可凝固材料为填充物,形成高强度、承压能力强、持久的堵塞层,成功解决了科索1井溶洞性恶性漏失的堵漏难题,形成了有流动水情况下的溶洞性井漏堵漏技术。      

高含硫喷漏同存气井钻井与完井工艺技术研究

天东109高含硫天然气井喷漏同存，需要实施堵漏压井技术对气层漏失进行暂堵，但该井属高含硫大产量天然气井，既没有安全钻井液密度窗口，又不具备完井条件，情况复杂，为此研究了固井技术与完井工艺及应急预案，通过认真组织施工，并取得了成功经验。并指明了应用放喷泄压技术从安全的角度考虑应注意的主要问题：①对长裸眼层段存在多压力系统发生井漏与溢流，应分析各层段的地层压力与承压能力，确定漏失层与气层，为制定堵漏与压井施工方案提供科学依据；②在钻井施工中进行堵漏作业，应认真分析漏失层岩性特征、漏失原因与机理，针对性地选择堵漏材料与堵漏工艺；③对喷漏同存的井，应将堵漏与压井进行综合考虑和有机结合，保持井内动态液柱压力始终高于漏层压力，即气层发生井漏实施吊灌技术；④若漏失层为非产层，在不构成伤害油气层前提下，可选择堵漏固化后强度高的永久性堵漏材料；若漏层为产层，确需堵漏则选择能最大限度保护产层的暂堵材料；⑤高含硫气井喷漏同存复杂条件下，固井与完井工艺选择既要符合气田采气技术要求，又要有利于安全施工。     

川东大天8井溶洞恶性井漏的处理

大天 8井用密度为 1.0 3g/cm3 的钻井液钻至 1171.30～ 1193.5 8m井段 (飞仙关 ,灰岩 )发生井漏 ,漏速大于 10 8m3 /h(排量为 30L/s时 ,井口无返出 ) ,先后采用桥浆、水泥浆、桥浆 水泥浆复合堵漏等方法 6次堵漏无效 ,共漏失钻井液 5 30 0m3 、堵漏桥浆 187m3 、堵漏水泥 130t,损失钻井时间 31d。针对上述情况 ,利用“川东高陡构造防漏治漏工艺技术研究”项目的技术成果 ,对裸眼井段进行微电阻率扫描成像 (STAR -Ⅱ )和井周声波成像(CBIL)测井 ,弄清井下漏失通道性质后 ,采用“重晶石浆液 速凝水泥浆”堵漏 ,并通过井口补灌钻井液的方式处理成功 ,为处理溶洞恶性井漏探索了一条新的堵漏工艺途径。     

智能凝胶+快干水泥堵水堵漏技术在YB204-2井的应用

元坝气田海相地层由于具有多套压力系统，导致钻完井过程中出现地层出水、又喷又漏，甚至喷漏同层等井下复杂，采用常规堵漏技术无法快速有效解决上述问题。为解决该难题，采用了智能凝胶+快干水泥堵水堵漏技术，其基本思路是智能凝胶进入漏层后停止流动，并充满裂缝、溶洞空间，且难以与油、气、水相混合，起到隔水堵漏作用，随后快干水泥浆进入漏层，迅速稠化凝固，封堵出水、漏失通道。该技术在YB204-2井下三叠统飞仙关组二段又喷又漏井下复杂处理中进行试用，成功解决了堵水、又喷又漏及喷漏同层难题，该项技术为类似地层的堵水堵漏工程施工提供参考。     

波纹管堵漏技术在黄龙004-X1井的应用

四川盆地东部地区在下三叠统嘉陵江组五段以上地层，压力系数普遍较低，井漏频繁，溶洞、裂缝性井漏时有发生，堵漏难度大、成本高，有的井因此报废。黄龙004-X1井钻至井深2 313～2 316 m发生溶洞、裂缝性井漏失返，先后多次采用桥浆、水泥堵漏，均未取得明显效果。在该井开展了波纹管堵漏研究，采用清水强钻至井深2 340.37 m进行波纹管堵漏获得成功，安全顺利钻达固井井深，下套管彻底封隔了该漏失层段。为碳酸盐岩溶洞、裂缝性井漏的有效治理探索了一条新的技术途径。     

�ܶ����ѷ��Ծ�©�����ˮ���©�γɻ콬��ԭ�������Ԥ����ʩ

川涂地区碳酸盐岩地层，由于强烈的地质运动和地下水的溶蚀作用，存在着许多裂缝和溶洞。在钻井过程中，常因钻遇裂缝和溶洞而发生恶性井漏失返，此时井内有一定动、静液面但不在井口。针对这种恶性井漏，常采用水泥或水泥混合其它材料堵漏。在注水泥堵漏施工作业中，由于水泥浆与钻井液密度值相差较大等多种原因，往往形成较多的混浆，影响水泥胶结质量，甚至难以形成有效的水泥塞，致使水泥堵漏失败。章在水泥堵漏施工工艺方面对开成混浆的原因进行了定量的分析，提出了确定合理的堵漏钻具下入深度、控制水泥浆密度、注前置高密度钻井液等减少水泥混浆的预防措施。     

凝胶堵漏剂ZND-2在阿姆河右岸试气复杂井漏处理的应用

凝胶堵漏剂ZND-2是一种聚合物堵漏凝胶,分子链呈空间网状结构,其在漏失通道具有较强的堵漏或助堵及隔气能力。凝胶堵漏剂ZND-2是通过在大分子链上引入特种功能基而合成的一种水溶性高分子聚合物型堵漏凝胶,进入漏层能自动停止流动形成可逆的非化学交联空间网状凝胶结构;该结构充满漏失裂缝或溶洞空间,形成能隔断地层内部流体与井筒流体的"凝胶段塞"。当该"凝胶段塞"能够移动时所需要的最低压差大于钻井液液柱压力与地层流体压力差时即可达到堵漏目的。阿姆河右岸San-22、Hojg-22和Jor-22等井应用表明,凝胶堵漏剂ZND-2对高压高渗储层试气作业的复杂井漏处理具有独特效果,既能成功封堵漏层和有效降低储层伤害,又能保证射孔枪和封隔器等井下工具的顺利解封,是处理试气井漏的有效手段之一,且在欠平衡、控压钻井与气井溢流井控中具有广泛应用前景。     

柴达木盆地狮70井溢漏同层尾管固井实践

针对狮70井三开钻遇高压盐水层和漏失层,钻井液不能压稳高压水层,同时井底存在内循环,环空压力系统紊乱,固井期间易发生漏失,高压盐水层不易封固,固井质量难以保证的难题,通过水泥浆性能实验及固井工艺研究,设计了抗高温高密度堵漏水泥浆体系,该体系密度1.88~2.40 g/cm3,沉降稳定性小于0.03 g/cm3,SPN值小于3,稠化时间可调,24 h抗压强度大于18 MPa。现场采用正注反挤固井施工工艺,根据施工参数预测出施工需要的水泥浆稠化时间,通过缩短尾浆稠化时间,并在替浆后期降低施工排量的方法,使水泥浆在小排量顶替过程中逐渐稠化凝固,从而达到快速封固高压水层的目的,再通过反挤施工封固漏层以上井段,顺利完成了该井?273.05 mm尾管固井施工,套管鞋及漏层处固井质量优质,盐水层处固井质量合格,为该区块尾管固井积累了成功经验。     

特种凝胶在处理“井漏井喷”中的应用

川东北罗家2井在第二次完井中发生套管破裂，引发严重井漏和井喷，井底的高压、高含硫化氢气体从破口处窜入地层，沿套管外质量差的水泥环上窜到断层处经裂缝上窜到地面，天然气和地层水在距井口1.2 km的地方窜出地面，造成险情。为此，选用特种凝胶ZND进行堵漏。该特种凝胶ZND不同于一般的聚合物堵漏剂，它不需要交联，在地面配好后直接使用，特种凝胶在地面管线钻具水眼及环空中容易流动，而进入漏层后黏度迅速增加，流动阻力大，具有很强的黏弹性，可以占据漏层附近的漏失空间。特种凝胶ZND难以与地层水混合而被冲稀，如果被气体吹散，细小的颗粒不与地层水混合，可以在地层重新集结，形成结构。特种凝胶ZND在川东北罗家2井中的成功应用，验证了其处理恶性漏失的技术可行性。     

高压低渗透气井欠平衡固井技术——以宝龙1井为例

宝龙1井是四川盆地川中龙女寺构造上的一口典型的压力窗口窄、漏喷共存的预探井。宝龙1井下177.8 mm尾管至井深2 250.05 m发生井漏失返,下至井深4 569.70 m井漏未返,反灌钻井液4.6 m₃见返,循环井漏,采用桥浆堵漏仍然井漏,不能建立循环。为此,提出采用正反注水泥法来固井施工的技术思路。正注水泥施工结束后出现溢流不能起钻,决定在喇叭口处直接反注水泥然后起钻,反注水泥完仍然出现高压低渗透溢流,被迫循环排除水泥浆。在管内注入密度为2.42 g/cm₃的加重钻井液,在环空有限溢流的前提下把钻具起至设计位置,进行反注水泥施工作业,固井成功,电测固井质量合格率为84.33%、优质率为76.79%。该技术为高压低渗透气井欠平衡固井提供了新的途径。     

喷漏同存条件下堵漏压井技术——以四川盆地九龙山构造龙探1井为例

龙探1井在对四川盆地九龙山构造深部中二叠统栖霞组超高压气藏的钻进中,受井身结构的限制,同一裸眼井段内面临高温超高压复杂压力剖面,?190.5 mm井眼钻进至栖霞组发生溢流,在控压循环加重的情况下引起下喷上漏,如何安全处理成为该井能否顺利完成的关键。为此,在仔细分析龙探1井喷漏同存复杂情况和处理技术难点的基础上,确定出把上部漏层与下部高压气层进行隔离、提高漏层的承压能力以满足平衡钻井要求的处理技术思路,制定出GZD刚性颗粒+核桃壳+HHH堵漏配方的具体处理实施办法:(1)通过正、反推压井液将气体污染钻井液推回漏层,降低关井的井口压力,再采用隔离法注水泥封隔喷、漏地层,阻断井下内循环;(2)堵漏施工中采用井口压力升高的时间和堵漏浆的注入量推算出漏层大致位置,推测漏失通道的大小、漏层对堵浆的吸收能力等漏层性质,作为后续作业调整堵漏浆的粒度、浓度、使用量的依据。采取上述措施成功地将龙探1井上三叠统飞仙关组承压能力提高到2.35 g/cm~3并顺利钻穿栖霞组,下?168 mm套管固井。结论认为,适宜的堵漏配方能有效地扩大钻井液安全密度窗口,该实例可为该区及其他地区处理此类问题提供有益的经验。     

碳酸盐岩裂缝溶洞层胶质水泥堵漏技术——以川东地区蒲005-2井为例

针对川东地区蒲包山构造三叠系嘉陵江组地层压力系数低、漏失井段长、漏层和水层同时存在等复杂钻井难题,提出利用胶质水泥堵漏技术来解决上述问题的技术思路:①将水泥浆与钻井液以一定的比例混合,形成胶质水泥浆,降低水泥浆密度和凝固强度,提高堵漏成功率;②在钻井液中加入氯化钙,以调节胶质水泥浆稠化时间;③施工前做好胶质水泥浆的配方比例;④用高浓度膨润土浆为隔离液,减少地层水对堵漏浆的稀释;⑤施工中,使胶质水泥浆至少2/3进入漏层,对整个裸眼段彻底封堵;⑥用两台水泥车配合施工,通过调节水泥车排量来实现配方比例;⑦施工结束后,适当缩短候凝时间,控制水泥塞强度,避免钻水泥塞过程中钻出新井眼。将上述措施应用到蒲005-2井获得了成功,为解决川东地区浅层碳酸盐岩裂缝—溶洞型井漏问题又探索出了一条新的途径。     

超低密度水泥浆固井技术的应用——以百泉1井为例

在对压力系数低、易漏地层,特别是裂缝型地层的固井作业中,采用常规密度的水泥浆进行固井极易引起井漏,造成固井失败或质量不合格。为此,根据准噶尔盆地西部隆起克百断裂带百口泉鼻隆构造上的百泉1井钻井复杂情况和地层情况,采用了2种超低密度水泥浆柱结构,以确保固井时上部防漏下部压稳,该井固井过程中无漏失,测井结果表明,低密度水泥浆固井质量合格。结论认为：①在压力系数低和有易漏地层存在的情况下,从固井设计到施工都应采用以“高效顶替、整体压力平衡”为核心的平衡压力固井工艺技术,控制环空形成的动液柱压力约大于地层压力和小于地层破裂压力;②正确选用和合理搭配固井施工压力、水泥浆密度和施工排量这3个参数,分析前期技术难点并制订合理的应对措施是保证固井成功的关键;③由于采用了超低密度水泥浆,降低了环空液柱压力与地层压力之间的正压差,减小了水泥浆的失水量,有利于保护油气层。     

泥浆盖帽强钻技术在威远页岩地层的应用

钻井作业中发生漏、喷或塌时,对治理难度大、耗时长的复杂井可采用泥浆盖帽强钻,通常采用清水作强钻液,这就要求待钻井段地层必须稳定。威201-H3井已钻井段的龙潭组为区域垮塌层,而待钻的龙马溪地层为该区域易塌层,该井钻至1044.24m发生有进无出的恶性井漏、堵漏效果差,同时井漏液面下降造成严重的溢流显示。使用泥浆盖帽并采取吊灌方式保持一定液面高度、平衡漏层上部井段的气层和稳定垮塌层,进入待钻易塌层使用复合盐高分子防塌强钻液快速钻至固井井深,从而实现了安全、快速、低成本的钻井施工,泥浆盖帽强钻技术进一步扩大了使用领域,并探索出了适宜威远地区页岩气井快速处理喷、漏、塌复杂井的工艺,实现页岩气低成本钻井目标。     

低密度膨胀型堵漏浆在湘页1井的应用

湘页1井在二开钻井过程中发生了裂缝性和溶洞型漏失,为提高漏失层承压能力,保证固井质量,采用低密度膨胀型堵漏浆技术对漏失层段进行了承压堵漏施工。由于该井具有漏失井段长、漏点多的特点,针对不同漏失类型,采用不同性能的低密度膨胀型堵漏浆分段进行了3次承压堵漏施工,将地层承压能力提高到1 MPa以上,后续钻进和下套管、固井作业时未发生漏失。湘页1井的应用表明,低密度膨胀型堵漏浆具有良好的流动性能及很强的封堵承压能力,在大型堵漏施工过程中,易于配制、调整,不需要特殊设备,施工工艺先进成熟,安全系数高,承压堵漏效果显著,为湘中坳陷石炭系地层承压堵漏提供了新的技术支撑。      

阿塞拜疆Bz-1R井超高压固井技术

Bz-1R井是阿塞拜疆Karabagil油田的一口重点探井，其地层压力系数异常，钻井过程中钻井液密度最高达2．28kg／L，且钻井液安全密度窗口窄，易发生溢流或钻井液漏失，固井施工时压稳与防漏的矛盾突出，水泥浆密度的确定、水泥浆浆柱结构设计、平衡注水泥困难。该井井下地层流体活跃，容易在水泥浆候凝过程中侵入环空，影响第二界面的胶结质量而引发环空窜流，压稳防窜候凝困难，加上环空间隙小、水泥浆密度高等的影响，导致该地区固井施工难度极大。为此，研制应用了密度2．3～2．6kg／L性能稳定的超高密度水泥浆体系，采用旁通式自动灌浆浮箍解决了大尺寸套管在高压易漏井的下入问题，配合使用剪销式注水泥前隔离塞及水泥塞定位器，并采取了一系列有针对性的固井技术措施，保证了固井施工的顺利进行，使该井成为该油田第一口固井成功的超高压复杂井。