柴油坂土堵漏在觀山1井極端條件下的研究與應用

程豈凡，吳開均，陳 君，劉 勇，姚宏偉

（中石油西部鉆探玉門鉆井分公司，新疆烏魯木齊830026）

1 概況

觀山1井于2017年5月12日采用444.5mm牙輪鉆頭一開，5月18日16∶07正常鉆進至397m井口突然失返，發(fā)生嚴重井漏，之后又在不同井深發(fā)生8次井漏及由井漏引起的起鉆困難等復雜情況。共漏失鉆井液2123.05m3，損失時間515∶40。堵漏過程中應用了靜堵、隨鉆堵漏、橋塞堵漏、凝膠堵漏、打水泥堵漏、復合堵漏、柴油坂土漿堵漏等堵漏方法。筆者在這里主要介紹柴油坂土漿堵漏。

2017年5月31日該井鉆至井深672m，起鉆至井深527m遇阻后開泵倒劃眼，中途循環(huán)（鉆頭位置516m）過程中發(fā)生失返性漏失。嘗試用智能凝膠堵漏2次均不能建立循環(huán)，環(huán)空灌漿不見液面。被迫在不能循環(huán)情況下活動起鉆，每班起鉆只能起出2～3個單根。起鉆期間嘗試性堵漏2次，但未成功，最后決定用柴油坂土堵漏。

2 井漏機理研究

根據(jù)該井地表地貌及實鉆巖性對比，鉆進過程中，鉆遇的基本都是如地表一樣，大小不一的礫石，礫石間膠結疏松，空隙大，孔隙連通性好，孔隙內填充物少，且由于礫石的支撐作用，孔隙內的填充物處于欠壓實狀態(tài)。

3 堵漏難點分析

（1）漏點較多，所有漏點均有復漏的可能；

（2）鉆具不能正常起下，注入堵漏漿的位置受到限制；

（3）漏失量大，地層孔隙連通性好，堵漏漿難以在漏失通道內停留；

（4）鉆頭水眼較小，且堵漏一旦失敗，不能給后續(xù)起鉆工作增加難度，堵漏劑的顆粒尺寸選擇受到限制；

（5）表層井口未裝封井器，無法憋壓或環(huán)空擠注鉆井液。

4 堵漏機理研究

烴基液體坂土漿堵漏機理：烴基液體坂土漿是由憎水性烴基液體與坂土按一定比例混配而成的，其中坂土屬憎油材料，因此可配成固相含量很高的油基坂土混合物，當混合物被泵入漏層與水接觸后，懸浮著的坂土顆粒開始水化，并從油中分離出來，結成一團堅韌的油泥塊，從而達到堵漏的目的1]。

5 室內研究

5.1 烴基液體的優(yōu)選

為了保證所配的坂土漿有相對安全的可泵性和沉降穩(wěn)定性，室內對原油、脫水原油、柴油配制而成的不同濃度坂土漿的流動度和靜析油量進行了測定。原油因為含水，無法配制成100%的坂土漿。柴油坂土漿有相對較高的流動度，但沉降穩(wěn)定性較差，只需調整柴油的粘度，便可獲得相對較高的沉降穩(wěn)定性（見表1）。

5.2 柴油粘度控制

室內對柴油及加有不同油溶性處理劑的柴油進行了性能測試，如表2所示：加入0.5%有機土后能有效提高柴油的漏斗粘度和懸浮能力，對柴油坂土漿的流動性影響不大。

表1 不同烴基液體配制而成的坂土漿可泵性和沉降穩(wěn)定性

表2 加有不同處理劑的柴油對坂土懸浮能力和流動度的影響

5.3 坂土含量（質量體積百分比）確定

室內用加有0.5%有機土的柴油配制成不同坂土含量的柴油坂土漿，并進行了柴油坂土漿的靜析油量和加水析油量測試。結果表明：坂土含量達到70%以上靜析吸油量均在6mL以內，說明具有較好的沉降穩(wěn)定性[2]。柴油坂土漿加水攪拌均勻后靜置35min時柴油基本被水置換完畢，最終析油量均在90mL左右，與坂土含量關系不大（見圖1、圖2）。

圖1 不同坂土含量柴油坂土漿靜析油曲線

圖2 不同坂土含量柴油坂土漿加水析油曲線

室內對70%～100%柴油坂土漿進行了流動度測試（見表3），結果表明：90%～100%的柴油坂土漿流動性較差，為了使流動度達到16cm以上并盡量多地加入坂土，室內選擇80%的坂土含量作為最終配方。

表3 不同坂土含量柴油坂土漿流動度

5.4 瞬時慮失量控制（API失水儀漿筒試驗[3]）

室內用API失水儀在不加濾紙的情況下，將柴油坂土漿與鉆井液1∶1混合后倒入鉆井液杯測濾失量。試驗發(fā)現(xiàn)，一定壓力下的漏失量主要是初始漏失，一旦形成泥團堵住篩網，幾乎不再出現(xiàn)漏失現(xiàn)象。進一步試驗表明，10%801能有效防止柴油坂土漿在還未形成足夠強度的泥團時漏入地層孔隙深處（見表4、表5）。

表4 0.7MPa壓力下濾失量（mL）

表5 2MPa壓力下慮失量（mL）

5.5 泥團強度測試

室內對不同鉆井液與柴油坂土漿按不同配比混合后形成的泥柱進行了切段烘干稱重，結果表明：鉆井液的坂土含量對泥團的質量影響不大；柴油坂土漿配比越大，相同體積的泥團質量越高，說明泥團強度越高（見表6）。

室內將柴油坂土漿與鉆井液按不同配比下混合后攪拌均勻，倒入裝有直徑為10mm鋼珠的堵漏儀內40min后加壓，記錄溢出油水混合物時的壓力值，配比為3時泥團濾失壓力最高可達4.5MPa。

表6 柴油坂土漿與不同鉆井液按不同配比混合后形成的泥團單位質量（g）

6 現(xiàn)場應用

6.1 施工過程

（1）清空20m3循環(huán)池待用；②放入少量柴油清洗配漿管線，將清洗完管線的柴油泵入其他不用的循環(huán)池；③放入11m3柴油，泵入1m3柴油至鉆具內作為前置隔離液；④配制柴油坂土漿(10m3柴油+0.05t有機土+8t土粉+1t801,配制體積：13m3，粘度46s，密度1.38g/cm3)；④泵入柴油坂土漿；⑤替漿；⑥環(huán)空灌漿。

6.2 施工過程中泵壓變化情況

現(xiàn)場以35L/s的排量泵入10m3柴油坂土漿，泵入過程中泵壓由1MPa降至零。用同樣的排量替漿8.6m3，替漿至 2m3時泵壓由 2MPa升至4.5MPa，替至5m3時，泵壓下降至3MPa，說明此時柴油坂土漿已開始出鉆具進入井眼。整個施工過程泵壓不高，說明柴油坂土漿具有較好的可泵性。

6.3 堵漏效果

靜堵8h后，環(huán)空累計灌漿44m3，井口返出柴油。扶正器明顯可以看出被析出的柴油浸泡過。鉆具起出后，下通井鉆具至567m開泵，排量7L/s，泵壓0MPa，出口返出，提排量至15L/s，泵壓0MPa，出口返出，提排量至19L/s，出口失返。說明柴油坂土漿有一定的堵漏效果，但承壓能力不夠，隨后通過打水泥完成了對該井的堵漏。

7 結論

（1）柴油坂土漿的配制過程中，沉降穩(wěn)定性和流動度是2個關鍵性指標。

（2）柴油坂土堵漏技術適用于淺井失返性惡性漏失。

（3）柴油坂土漿堵漏后，大量坂土進入漏層，減小了漏失通道，降低了后續(xù)堵漏的難度。