雷特隨鉆承壓堵漏技術及應用

朱金智，黃國良，張 震，李前貴，李 磊

(1 中國石油塔里木油田分公司油氣工程研究院 2 新疆格瑞迪斯石油技術股份有限公司 3 中國石油塔里木油田分公司庫車油氣開發部)

庫車山前井克深區塊二開和三開井段裸眼段長，鉆進過程中易出現滲透性漏失，固井過程中漏失風險大，這些難題出現的本質原因是地層承壓能力低，低承壓地層鉆井難題是安全高效鉆井的一個挑戰[1-3]。國內外對鉆井過程中提高地層承壓能力問題開展了大量工作，對提高地層承壓能力機理、影響因素、措施等有了較多認識，也形成了針對不同地區的系列處理技術，取得一定效果[4-8]。同時還有適用條件有限、一次成功率較低以及不能隨鉆承壓等不足。本文開展了隨鉆堵漏劑性能和雷特隨鉆防漏堵漏配方實驗，探討了雷特隨鉆承壓堵漏工藝，并進行了現場試驗。

一、庫車山前長裸眼井段基本概況

本文將以克深區塊為研究對象，該區塊鹽上地層由淺到深依次為西域組(Q)、庫車組(N2k)、康村組(N1-2k)、吉迪克組(N1j)、蘇維依組(E2-3s)、庫姆格列木群泥頁巖，其中吉迪克組含礫砂巖有礫沿縫，底部有低阻砂巖，物性較好；鹽上地層埋藏深，克深9區塊達7 000 m以上，地鹽頂地層溫度在105℃～150℃，地層壓力系數從1.1～1.9；井身結構以塔標II結構為主，二開裸眼段長在1 600～4 300 m，三開裸眼段長2 400～3 800 m。統計了2012～2016年克深區塊86口井，鹽上地層發生漏失25口井，漏失井占29%，總漏失量5165.88 m3，總損失時間1 696.02 h，主要發生在鉆進和固井過程中，分別占51%和40%，鉆進過程漏失以吉迪克組為主。綜合分析表明，引起克深區塊長裸眼井段漏失的主要原因為：①吉迪克組等砂礫巖地層物性較好，微裂縫較發育；②三開裸眼段長，地層承壓能力較低不足以滿足固井要求；③鉆井液固相顆粒級配與地層縫隙不匹配。

二、雷特隨鉆承壓堵漏實驗研究

1.雷特隨鉆承壓堵漏劑性能評價

雷特隨鉆堵漏技術要求所用堵漏劑性能具有以下基本要求：①在鉆井液中惰性，對鉆井液性能影響小；②粒度分布較合理，以≤1 mm顆粒為主，不能對井下工具有不利影響；③封堵承壓能力5MPa以上。

2.1 流變性實驗

利用A井井漿，密度1.85 g/cm3，熱滾條件：120℃熱滾16 h，測定了加入堵漏劑前后鉆井液流變性變化情況，結果表明熱滾前后，隨鉆堵漏劑NT219、橋塞堵漏劑SQD-98、酸溶性隨鉆堵漏劑GT-1和GT-2在加量3%以內均對鉆井液性能影響小。

2.2 粒度分布測定

通過篩析測定了4種堵漏劑粒度分布，主要分布在1 mm以下(圖1)，不會對井下工具造成不利影響。

2.3 封堵承壓能力實驗

利用QD-2型堵漏實驗裝置，評價了隨鉆堵漏劑不同加量下1 mm縫板封堵承壓能力。結果表明，NT219在加量1%～3%時封堵承壓能力均可達5 MPa，隨加量增大濾失量降低；SQD-98在加量1%～3%時封堵承壓能力隨加量而增大，在1～4 MPa之間； GT顆粒(GT-1：GT-2=1 ∶1)在加量1%～3%時封堵承壓能力在3～4 MPa左右。

圖1 隨鉆堵漏劑粒度分布

2.雷特隨鉆承壓堵漏配方評價

評價了加入隨鉆承壓堵漏配方后井漿流變性變化和1 mm縫板封堵承壓能力(表1)。結果表明，形成配方對井漿流變性影響小，承壓能力可達5 MPa以上，隨加量增加，封堵效果越好。

表1 復配堵漏劑對井漿性能影響及1mm縫板承壓能力實驗結果

注:A1為+0.5%NT-219+0.5%SQD-98+0.5%GT-1+0.5%GT-2;A2為+1%NT-219+1%SQD-98+0.5%GT-1+0.5%GT-2;A3為+2%NT-219+1%SQD-98+0.5%GT-1+0.5%GT-2;A4為+2%NT-219+2%SQD-98+1%GT-1+1%GT-2;A5為+3%NT-219+3%SQD-98+1.5%GT-1+1.5%GT-2。

根據漏失原因和堵漏技術要求，結合實驗結果，形成了兩套雷特隨鉆堵漏配方：①全井隨鉆堵漏配方：井漿+0.5%～1%NT-219 +0.5%～1%SQD-98細+0.3%～0.5%GT-1+0.3%～0.5% GT-2；②段塞隨鉆堵漏配方：井漿+1%～2%NT-219+2%GT-1+2%GT-2+1%～3%SQD-98。

三、雷特隨鉆承壓堵漏工藝研究

1.全井隨鉆承壓堵漏工藝

全井防漏或者漏速<3 m3/h時，可采用全井隨鉆承壓堵漏。堵漏漿濃度控制在0.5%～3%。

(1)現場小樣實驗。取1 000 mL井漿，測鉆井液全套性能，然后按照設計方案加入相應比例的堵漏材料。觀察井漿是否滿足懸浮堵漏材料要求，并測試堵漏漿性能。

(2)配堵漏漿。在配漿罐內放入一定量井漿，通過鉆井液混合漏斗加入堵漏材料，待全部加入并攪拌均勻后，通過膠液罐將堵漏漿加入循環井漿中，加入時必須按循環周加入，以保證堵漏材料濃度均勻。一罐堵漏漿加入完后再重復以上步驟，至全井漿堵漏材料濃度達到設計要求。

(3)維護及配套措施。后續鉆進過程中，根據設計要求，按照一定周期或進尺及時補充消耗掉的堵漏材料，補充堵漏材料加入方法同上。

2.段塞隨鉆承壓堵漏施工工藝

平均漏速3～ 10 m3/h時，可不起鉆采用段塞式隨鉆承壓堵漏。堵漏漿濃度控制在5%～15%，所用堵漏材料粒徑必須保證能通過鉆具水眼。

(1)現場小樣實驗。

(2)配堵漏漿。配漿罐內轉入30 m3井漿，通過鉆井液混合漏斗加入所需堵漏材料，并攪拌均勻。

(3)上提鉆具。保證鉆頭在漏層上方，防止發生卡鉆等事故。

(4)泵注堵漏漿。通過泥漿泵注入堵漏漿20 m3以上。

(5)頂替堵漏漿。泵注堵漏漿結束后，泵替井漿，替漿量以堵漏漿剛出鉆頭2～3 m3為宜，替漿結束后停泵。

(6)關井蹩擠。關井，通過泥漿泵小排量蹩擠，排量控制在3～5 L/s。待起壓后采用間斷蹩擠。保證漏層堵漏漿吃入量10～15 m3，整個施工過程控制最高套壓不超過3 MPa。

(7)開井循環驗堵。緩慢泄壓開井，先以小排量循環，循環觀察30 min無漏失后，逐漸提至正常鉆進排量循環無漏失后，下鉆至井底循環驗堵。

四、雷特隨鉆承壓堵漏技術現場應用

1.試驗井基本情況

試驗井位于庫車山前構造，兩口井三開康村組和吉迪克組夾礫巖，根據鄰井鉆遇復雜提示，在高密度鉆井液井段施工過程中有可能發生漏失或鉆井液消耗量過大的現象。試驗井基本情況見表2。

表2 試驗井基本情況

注:主要地層為庫車組、吉迪克組、蘇維依組；鉆井液體系為KCl聚磺體系。

2.現場施工情況

根據試驗井基本情況，采用全井隨鉆承壓堵漏工藝，現場試驗情況見表3。

表3 現場試驗情況

3.現場試驗效果

現場試驗效果表明，雷特隨鉆承壓堵漏配方對鉆井液性能影響小，隨材料濃度增加和密度提高，黏切無明顯增加；實現了有效預防井漏的目的，零漏失；使用后平均鉆井液消耗量比鄰井同井段平均鉆井液消耗量降低15%以上；提高承壓能力當量密度0.05 g/cm3以上，兩口井在三開后續作業中未發生漏失，施工順利。

五、結論及建議

(1)通過室內實驗評價優選出雷特隨鉆堵漏劑，并形成了全井隨鉆堵漏配方和段塞隨鉆防漏配方。

(2)形成了雷特承壓隨鉆堵漏配套施工工藝。

(3)雷特隨鉆承壓堵漏技術能夠在不停鉆條件下實現預防或減小漏失，降低鉆井液消耗量。

(4)現場試驗表明，該技術對鉆井液性能影響小、零漏失、降低消耗量和提高承壓能力，證實了該技術的適用性，具有良好的推廣應用價值。