塔河油田推廣應(yīng)用堵漏前置液及堵漏水泥漿技術(shù)

在滲漏型地層和誘導(dǎo)裂縫性地層固井時(shí),水泥漿低返是各油氣田急需解決的一項(xiàng)難題。從材料學(xué)角度出發(fā),開(kāi)發(fā)出了一種可承壓延時(shí)吸水膨脹材料drf,其核心組分為經(jīng)過(guò)表面改性和化學(xué)接枝處理的棒狀及球狀高分子吸水膨脹樹(shù)脂。評(píng)價(jià)了drf承壓堵漏水泥漿的常規(guī)固井施工性能和堵漏能力,分析了其作用機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,drf具有一定的降失水功能,使?jié){體游離液為0,水泥石滲透率降低72%,通過(guò)配合使用穩(wěn)定劑,可提高水泥漿的沉降穩(wěn)定性;drf承壓堵漏水泥漿能在0.7～6.9mpa的壓差下封堵不同粒徑石英砂模擬的微滲漏和大孔洞型滲漏性漏失,對(duì)2mm以下的裂縫性漏失也具有較好的堵漏能力。

塔河油田地質(zhì)情況極為復(fù)雜,在塔河南區(qū)塊經(jīng)常性鉆遇厚度不等的鹽膏層。由于鹽膏層在高溫高壓條件下呈塑性蠕變狀態(tài),極易造成井下事故,造成不可估量的損失。為了克服鹽膏層塑性蠕變,需要提高鉆井液密度。而上覆三疊系地層抗破能力差,極易發(fā)生漏失;為提高上覆地層的抗破能力,最為有效的辦法就是承壓堵漏。本文從方案優(yōu)選,試驗(yàn)配伍,實(shí)際操作等方面全面闡述了塔河油田鹽膏層承壓堵漏的技術(shù)關(guān)鍵。經(jīng)10余口井的應(yīng)用,都取得了成功。

介紹了塔河油田制訂承壓堵漏方案的步驟和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際采用的承壓堵漏作業(yè)程序,舉例分析評(píng)價(jià)了該油田采用承壓堵漏技術(shù)措施提高鹽膏層以上裸眼井段地層承壓能力的可靠性,總結(jié)了該油田采用承壓堵漏提高地層承壓能力的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),并針對(duì)存在的問(wèn)題提出了改進(jìn)的建議。

新型復(fù)合纖維堵漏水泥漿體系的研究與應(yīng)用 摘要：針對(duì)勝利油田河50區(qū)塊的固井漏失問(wèn)題，研究開(kāi)發(fā)了出了一種新型 復(fù)合纖維堵漏水泥漿體系，該體系優(yōu)選了一種以有機(jī)聚合物為原料、對(duì)表面進(jìn)行 特殊工藝處理的高強(qiáng)有機(jī)聚合物單絲短纖維作為堵漏材料，在水泥漿中有很好的 分散。當(dāng)堵漏纖維水泥漿進(jìn)入漏層時(shí)可形成“濾網(wǎng)結(jié)構(gòu)”，增加水泥漿體的流動(dòng)阻 力，借助于水泥漿的水化膠凝作用和未水化固相顆粒的填充作用，達(dá)到堵漏和提 高地層承壓能力目的。 關(guān)鍵詞：河50區(qū)塊井漏復(fù)合纖維水泥漿性能現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用 勝利油田河50區(qū)塊位于東營(yíng)凹陷中央隆起帶西段，屬于典型的低壓滲漏地 層。該區(qū)塊整體開(kāi)發(fā)了20多年，現(xiàn)已進(jìn)入高含水開(kāi)發(fā)期，導(dǎo)致地層壓力波動(dòng)、 敏感，鉆井、固井過(guò)程易漏失，鉆井和固井技術(shù)都存在著諸多技術(shù)難題。由于該 區(qū)塊地質(zhì)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，二開(kāi)的裸眼段存在兩套壓力系統(tǒng)（上部1800～2000m 壓力系數(shù)

塔河油田二疊系井段鉆進(jìn)時(shí)普遍存在井漏,給鉆井施工帶來(lái)了極大的井下風(fēng)險(xiǎn),二疊系井段鉆穿經(jīng)過(guò)專門(mén)堵漏后在同開(kāi)次的后續(xù)井段施工中復(fù)漏、測(cè)井后通井下鉆過(guò)成中復(fù)漏、下套管施工中復(fù)漏、固井過(guò)程中水泥漿返高較低等情況時(shí)有發(fā)生,導(dǎo)致在二疊系裸眼井段及同開(kāi)次井段卡鉆風(fēng)險(xiǎn)極高、油層套管固井質(zhì)量較差、嚴(yán)重影響后期油氣開(kāi)采等問(wèn)題出現(xiàn)。

在鉆孔作業(yè)過(guò)程中經(jīng)常會(huì)遇到各種復(fù)雜地層,如果造成鉆孔事故,會(huì)給施工帶來(lái)重大的經(jīng)濟(jì)損失而且拖延工期,本文通過(guò)工程實(shí)例詳細(xì)闡述了如何應(yīng)用水泥漿灌注工藝解決復(fù)雜地層的鉆進(jìn)難題,并介紹了水泥漿的灌注方法及操作流程,總結(jié)出了灌注水泥漿的技術(shù)要求,對(duì)鉆孔護(hù)壁堵漏工作有一定的借鑒意義。

承壓堵漏技術(shù)主要應(yīng)用于孔隙和裂縫比較發(fā)育的多套壓力體系并存的長(zhǎng)裸眼井段,塔河油田鹽膏層上部長(zhǎng)裸眼地層承壓堵漏困難,多數(shù)表現(xiàn)在承壓堵漏施工周期長(zhǎng),堵漏需反復(fù)多次。針對(duì)深井鹽膏層地質(zhì)特點(diǎn),開(kāi)發(fā)出適合塔河地質(zhì)特點(diǎn)的巨厚純鹽層、復(fù)合膏鹽層的承壓堵漏工藝:針對(duì)粗砂巖、砂礫巖為主的高滲透層,以高濃度細(xì)、超細(xì)顆粒復(fù)合堵劑為主,配合中粗顆粒,以便在出現(xiàn)壓裂時(shí)起架橋作用;針對(duì)以細(xì)砂巖、粉砂巖為主的中低滲透層,以適當(dāng)濃度細(xì)、超細(xì)顆粒復(fù)合堵劑為主,也可加入一定量的中粗顆粒堵劑,以便出現(xiàn)壓裂時(shí)起架橋作用;對(duì)于以泥巖為主的超低滲透層,其破漏壓力(當(dāng)量密度)一般可達(dá)1.80g/cm3以上,以適當(dāng)濃度細(xì)、中粗顆粒復(fù)合堵劑為主,作預(yù)防壓裂時(shí)堵漏;對(duì)于裂隙、破碎地層或地質(zhì)不整合面,易發(fā)生裂縫性漏失,應(yīng)以高濃度中粗顆粒堵劑架橋,細(xì)、超細(xì)顆粒復(fù)合堵劑作充填,并合理搭配。該承壓堵漏工藝先后在塔河油田主體區(qū)塊的膏鹽層井s105、s112-1等井進(jìn)行了應(yīng)用。

塔河油田s105井鹽層以上地層破裂壓力較平衡鹽層的壓力低,為了在鹽層中安全鉆進(jìn),必須提高鉆井液密度,上部長(zhǎng)段裸眼又會(huì)發(fā)生井漏。為此,采用了承壓堵漏技術(shù)進(jìn)行先期堵漏,使上部地層承壓能力達(dá)到平衡鹽層的當(dāng)量密度,整個(gè)鹽層鉆井過(guò)程順利,達(dá)到了預(yù)期效果。

為開(kāi)發(fā)塔河油田石炭系巴楚組鹽膏層以下的油氣藏,采用鹽上裸眼與鹽層同層揭開(kāi)的方案,由于存在裂縫性地層或滲漏性地層的漏失,同時(shí)地層壓力復(fù)雜,因此承壓堵漏技術(shù)成為關(guān)鍵技術(shù)之一。介紹了塔河油田鹽上井段地層巖性特征,分析了漏失類型及區(qū)域分布特征,描述了塔河油田鹽層井堵漏技術(shù)現(xiàn)狀,分析了先前堵漏技術(shù)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn),提出了針對(duì)不同漏失特征地層優(yōu)選堵漏材料類型、粒徑、濃度、配比,并優(yōu)化出了2種典型的堵漏配方,配合相應(yīng)的對(duì)策和施工作業(yè)措施,明顯提高了一次堵漏成功率。實(shí)踐表明,塔河油田鹽上井段長(zhǎng)裸眼采用承壓堵漏技術(shù)是可行的,根據(jù)具體情況制定的承壓堵漏技術(shù),明顯縮短了施工時(shí)間,滿足了鹽層鉆井施工要求。

在鉆井施工中,經(jīng)常要進(jìn)行堵漏作業(yè),有的井是為使地層承壓能力達(dá)到一定預(yù)期而進(jìn)行的先期承壓堵漏,而進(jìn)行承壓堵漏,區(qū)塊不同,地層承壓能力也不同,承壓堵漏不能盲目按照一個(gè)模式進(jìn)行,要根據(jù)區(qū)塊不同,地層特點(diǎn)有針對(duì)性的制定合理的承壓堵漏方案,承壓時(shí),不能盲目追求速度,要合理調(diào)配堵漏劑顆粒,穩(wěn)扎穩(wěn)打,保證地層注入一定量的堵漏材料,確保承壓堵漏一次成功。

文中簡(jiǎn)要的介紹了塔河油田承壓堵漏地層層位、堵漏鉆井液配方以及堵漏工藝,從而為以后鹽下區(qū)塊的承壓堵漏的鉆井施工提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)

塔河油田s105井三開(kāi)長(zhǎng)裸眼井段鉆遇長(zhǎng)達(dá)255m的鹽膏層,而且地層壓力上低下高,為此,在鉆至井深5100m時(shí),應(yīng)用承壓堵漏技術(shù)對(duì)5100m以淺的裸眼段進(jìn)行先期堵漏,使地層承壓能力大大提高,整個(gè)鹽膏層鉆井過(guò)程順利,僅漏失約20m3鉆井液。詳細(xì)介紹了該井承壓堵漏的施工情況。

焦石壩龍馬溪組非常規(guī)頁(yè)巖氣開(kāi)采是中石化集團(tuán)公司涪陵頁(yè)巖氣產(chǎn)能示范區(qū)開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目,首批非常規(guī)頁(yè)巖氣水平井水平段以油基鉆井液鉆進(jìn)為主。該區(qū)塊已發(fā)現(xiàn)多處易漏地層,水平段漏失情況尤其復(fù)雜,不僅加大了施工難度,更增加了鉆井成本。為有效解決水平段油基鉆井液堵漏難題,室內(nèi)研究開(kāi)發(fā)了一種水平井油基鉆井液水泥漿堵漏技術(shù),該技術(shù)的特點(diǎn)是采用柴油與淡水的混合物配制堵漏水泥漿,其與現(xiàn)場(chǎng)油基鉆井液可以任意比例混合而不會(huì)產(chǎn)生配伍性問(wèn)題。實(shí)驗(yàn)室對(duì)該堵漏水泥漿性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,結(jié)果顯示,該堵漏水泥漿密度、稠化時(shí)間和抗壓強(qiáng)度均可調(diào),具有沉降穩(wěn)定性好、流動(dòng)能力強(qiáng)的特點(diǎn)。試驗(yàn)結(jié)果充分說(shuō)明,該水泥漿堵漏技術(shù)在油基鉆井液水平段裂縫堵漏中具有廣闊的應(yīng)用空間。

黏土水泥漿堵漏液在長(zhǎng)距離河流穿越工程中的應(yīng)用——武漢天興洲長(zhǎng)江大型河流穿越鋪管工程是一項(xiàng)典型、重大的水平定向鉆井工程，該工程穿越地層復(fù)雜．以扮砂土和礫石為主，孔隙、裂隙發(fā)育。施工中較為突出的問(wèn)題是垮孔、漏失嚴(yán)重。應(yīng)用黏土水泥漿進(jìn)行了護(hù)壁堵漏。...

武漢天興洲長(zhǎng)江大型河流穿越鋪管工程是一項(xiàng)典型、重大的水平定向鉆井工程,該工程穿越地層復(fù)雜,以粉砂土和礫石為主,孔隙、裂隙發(fā)育,施工中較為突出的問(wèn)題是垮孔、漏失嚴(yán)重。應(yīng)用黏土水泥漿進(jìn)行了護(hù)壁堵漏。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)踐證明,黏土水泥漿具有流動(dòng)性好、抗?jié)B性強(qiáng)、抗沖刷力強(qiáng)、穩(wěn)定性高等突出特點(diǎn),能夠膠結(jié)碎石,有效地穩(wěn)定、封堵住不穩(wěn)定漏失地層,防止了孔內(nèi)事故的發(fā)生。

塔河油田t913井在石炭系5285～5412m發(fā)育127m的鹽膏層。鉆井液密度在1.63～1.68g/cm~3才能滿足鹽膏層正常鉆進(jìn)要求,但上部井段承壓能力低,容易壓漏地層。因此,在分析上部地層特性的基礎(chǔ)上,制訂出適合不同地層的堵漏漿配方及施工技術(shù)工藝。采用承壓堵漏技術(shù)對(duì)上部地層進(jìn)行先期堵漏,以保證鉆鹽層過(guò)程中上部地層的穩(wěn)定。施工過(guò)程共替堵漏漿494.5m~3,擠入地層204.7m~3,上部地層承壓能力由1.24g/cm~3當(dāng)量密度提高到1.74/cm~3當(dāng)量密度,應(yīng)用取得了良好的效果,滿足了深層鹽膏層鉆進(jìn)的要求,為深層鹽膏層鉆進(jìn)要求。

結(jié)合冀東油田水泥外加劑使用現(xiàn)狀,并根據(jù)冀東油田地質(zhì)、固井特征,研發(fā)了有針對(duì)性的水泥漿體系。對(duì)該體系的主要外加劑一降失水劑、緩凝劑、減阻劑等進(jìn)行了室內(nèi)性能評(píng)價(jià)和配方優(yōu)化。實(shí)驗(yàn)表明,該體系是水量低,稠化時(shí)間可調(diào)節(jié),稠化曲線基本呈"直角",抗壓強(qiáng)度較高,游離液含量小于1.4%。目前,該體系已經(jīng)在冀東油田的不同區(qū)塊的3口井得到應(yīng)用,固井質(zhì)量較好。

通過(guò)實(shí)驗(yàn)和分析表明,丁苯膠乳水泥漿體系優(yōu)化的膠乳水泥漿配方彈性模量相比素漿降低42%,抗折強(qiáng)度提高28.2%,沖擊韌性提高27.5%。較常規(guī)水泥漿在防竄性能、力學(xué)性能上均有大幅度提高。在塔河油田的應(yīng)用取得良好效果。

托普臺(tái)地區(qū)具有豐富的地質(zhì)儲(chǔ)量。近幾年來(lái),西北油田分公司不斷加大該區(qū)塊的勘探開(kāi)發(fā)力度,在托普臺(tái)地區(qū)布井?dāng)?shù)量不斷增加;而該區(qū)塊地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜,經(jīng)常發(fā)生井漏,造成鉆井周期延長(zhǎng),影響了正常的完井投產(chǎn)。井漏成為制約托普臺(tái)區(qū)塊鉆井提速的瓶頸問(wèn)題。為了提高鉆井效率,加快勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)度,提高托甫臺(tái)地區(qū)鉆井工程質(zhì)量,本文從托普臺(tái)區(qū)塊的地質(zhì)特點(diǎn)及漏失機(jī)理入手,提出了針對(duì)該區(qū)塊的堵漏措施,并成功運(yùn)用于現(xiàn)場(chǎng)施工,為工區(qū)鉆井提速、快速上產(chǎn)提供保障。

二連油田阿南老區(qū)阿31-102井由于周圍生產(chǎn)井開(kāi)發(fā)政策不同,各套目的層壓力系數(shù)差別較大,高低壓儲(chǔ)層共存,壓力系數(shù)為0.8~1.4。鉆井過(guò)程中在1459~1670m井段累計(jì)發(fā)生7次漏失,共漏失鉆井液150m3,井漏時(shí)鉆井液密度1.31g/cm3。井漏同時(shí)也存在較嚴(yán)重的油水浸現(xiàn)象。為解決此問(wèn)題,在井溫低、水泥用量小的情況下,采用低密度防漏堵漏水泥漿體系固井。該水泥漿體系在降低水泥漿密度的同時(shí),在水泥中加入彈性防漏堵漏材料,以達(dá)到防止漏失及油水浸的雙重目的。現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用施工順利,未發(fā)生漏失情況,36h后測(cè)井,固井質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì),滿足二連油田老區(qū)復(fù)雜儲(chǔ)層的低溫防漏固井要求。

馬2井在井深4077~4148m處多次發(fā)生失返惡性漏失,經(jīng)多家專業(yè)化公司和泥漿服務(wù)單位采用不同的技術(shù)歷時(shí)60d進(jìn)行了4次大型堵漏作業(yè),最終采用復(fù)合纖維水泥漿堵漏成功并有效提高了地層承壓能力,為下套管固井創(chuàng)造了良好條件。主要研究了復(fù)合纖維水泥漿承壓堵漏技術(shù)在馬2井中的應(yīng)用情況。通過(guò)該井堵漏技術(shù)的運(yùn)用,為川東北地區(qū)提高地層承壓能力和堵漏積累了十分寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

因?yàn)橐鸬木┒霈F(xiàn)的固井失敗,常常會(huì)出現(xiàn)在壓力系數(shù)低或是特別是裂縫型以及溶洞型碳酸鹽巖地層易漏地層固井中。使用常規(guī)密度1.88g/cm3的水泥漿固井,非常容易引起井漏,造成固井失敗,嚴(yán)重影響固井質(zhì)量。根據(jù)dwq易漏地層的固井需求,并結(jié)合實(shí)際要求和需求調(diào)和出應(yīng)對(duì)這種狀況最佳比例的低密度水泥漿,并保證低密度水泥漿具有應(yīng)該有的強(qiáng)度,從而運(yùn)用在dwq易漏地層的固井難點(diǎn)上,達(dá)到了隔封地層的目的。