渤海火成巖發(fā)育區(qū)油田防漏堵漏技術(shù)認(rèn)識與探討

胡國金 庹海洋 付 琳 羅 曼 胡志爽

（1、中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津300452 2、中海石油（中國）天津分公司，天津300452）

1 油田火成巖地層特點(diǎn)

油田地質(zhì)特點(diǎn)X 油田是渤海第一個火成巖下覆優(yōu)質(zhì)大中型油田，新近系、古近系多層系含油，復(fù)式成藏。然而，該區(qū)域地質(zhì)條件復(fù)雜，沙河街期和東營期存在多期火山活動，主要含油目的層段內(nèi)部和上部均有火成巖發(fā)育。橫向上，火成巖分布范圍廣且變化大；縱向上，火成巖分布層段多、厚度大。已鉆井資料揭示，漏失主要發(fā)生在東營組，通過回歸統(tǒng)計，漏失巖性主要是玄武巖，火山灰的沉積相，漏點(diǎn)類型分為三大類：火山通道、微斷層漏失和火成巖微裂縫。因此，火成巖及具有漏失風(fēng)險的復(fù)雜地質(zhì)區(qū)域的高精度識別是防漏的重點(diǎn)。

2 火成巖識別技術(shù)

在地震剖面中，溢流相火成巖具有以下特點(diǎn)：溢流相火成巖與兩側(cè)沉積巖呈漸變接觸；由于噴出地表，橫向延伸較遠(yuǎn)，與地層近似平行[1-2]。結(jié)合井震，確定溢流相火成巖在地震上強(qiáng)反射的響應(yīng)特征，利用區(qū)域地震反射軸追蹤，精細(xì)刻畫東營組旋回溢流相火成巖平面分布特征，綜合利用錄井、測井資料，結(jié)合探井薄片鑒定資料建立X 油田火成巖巖性識別方法。玄武巖、安山巖和部分凝灰?guī)r測井響應(yīng)特征差異明顯，利用火成巖巖性識別圖版可進(jìn)行準(zhǔn)確判別；火山沉積相類巖石測井響應(yīng)特征相近，測井圖版判斷區(qū)間重疊，利用錄井為主、測井為輔的方法進(jìn)行巖性劃分。如圖1 所示。

3 精細(xì)刻畫微裂縫技術(shù)

井漏主要分為滲透性漏失、裂縫性漏失、溶洞漏失以及人為因素漏失四種漏失類型[3]。火成巖漏失主要以裂縫性漏失為主，一旦發(fā)生漏失瞬間失返，且漏失量較大。因此需要精準(zhǔn)的火成巖裂縫識別技術(shù)，盡量避鉆、少鉆火成巖區(qū)域，較少漏失風(fēng)險。經(jīng)前期發(fā)現(xiàn)規(guī)律，反演波形剖面和方差剖面，發(fā)現(xiàn)均具有較為明顯的剖面反映。

通過該方法可以精細(xì)刻畫裂縫和微小斷層，工程上提前采取防漏措施，較少漏速及漏失次生傷害，結(jié)合油化新型堵漏材料，解決問題。

4 定向井軌跡優(yōu)化技術(shù)

基于火成巖精細(xì)識別技術(shù)，實現(xiàn)不同噴發(fā)旋回溢流相火成巖的平面分布和厚度分布預(yù)測，還可以實現(xiàn)對火山通道的精準(zhǔn)識別，共識別火山通道43 個，根據(jù)火成巖空間展布模型，以最優(yōu)火山沉積交互地層鉆進(jìn)效率為目標(biāo)函數(shù)，創(chuàng)建了火成巖高效鉆進(jìn)軌跡設(shè)計方法。包含盡量避鉆火山通道、S 型軌跡穿越較薄火成巖等方法，圖2 為火山通道識別示意圖。

4.1 在滿足油藏要求條件下盡量避開溢流相火成巖發(fā)育段；

4.2 針對無法避鉆的溢流相火成巖，選擇厚度較小的層段穿過及設(shè)計軌跡小角度穿過火成巖段；

4.3 針對火山通道相火成巖，由于此類火成巖可鉆性極差、且極易發(fā)生漏失，因此采取繞鉆的原則，堅決避開此類火成巖。

圖1 火成巖在地震上的橫向、縱向響應(yīng)特征

圖2 火山通道識別示意圖

5 基于井漏風(fēng)險防控條件下的井身結(jié)構(gòu)優(yōu)化

將由ECD 數(shù)據(jù)統(tǒng)計，研究發(fā)現(xiàn)在鉆井液比重相同，環(huán)空反速相同的情況下，發(fā)現(xiàn)漏失的8.5 井眼實時ECD 為1.49～1.55，12-1/4 井段為1.4～1.44，兩者ECD 相差0.05SG 到0.11SG，該數(shù)值對于火成巖發(fā)育承壓能力低地層壓漏風(fēng)險較高。因此，在保障工程安全的情況下（井深3300m 以下，井斜30°以下）采用12-1/4″井段完鉆，此外，盡可能的用12-1/4 井段打過斷層，降低8.5 井眼漏失風(fēng)險。

6 現(xiàn)場堵漏方法

主動降低ROP 和排量，在滿足最低反速的情況下，注意起下鉆激動壓力，控制起下鉆速度。火成巖除了堅硬和易漏以外，還有個特點(diǎn)是易垮，因此不宜采用高失水類的堵漏材料，以免增加卡鉆風(fēng)險，通過配比隨鉆和單封的濃度比例進(jìn)行堵漏。具體措施如下：

鉆井過程以防漏為主，鉆井液中加入1-2%的PF-SEAL，采取隨鉆堵漏的方法，提高地層的承壓能力。

6.1 漏速小于10m3/h 的火成巖滲漏，采用隨鉆循環(huán)堵漏，膠液中里也加入1-2%的PF-SEAL 和PF-SZDL，保證鉆井液中隨時有一定含量的此類封堵材料。

6.2 對于滲漏地層來說，漏速大于10m3/h 同時小于20m3/h的火成巖滲漏，則需要配置堵漏液。堵漏液配方：

井漿：10-15m3+PF-SEAL：20-30kg/m3+PF-SZDL：20-30kg/m3。

將堵漏鉆井液替到漏層處，可以靜止堵漏，也可以將堵漏鉆井液擠入漏層。

6.3 對于裂縫性漏失和斷層漏失（大于20m3/h）則可以采取橋塞堵漏：

堵漏橋塞液配方（12.25in 一次性配漿60m3，8-1/2in 為30m3）：

井漿：15-30m3+PF-SEAL：30-50kg/m3+PF-BLN2：50-100kg/m3+膨潤土：50kg/m3+PF-LSF：20-30kg/m3。

進(jìn)行擠堵漏鉆井液的作業(yè)，慢慢泵入，停頓觀察壓力變化情況；注意蹩壓不能超過套管鞋處最高承受壓力。如果將壓力控制在一個穩(wěn)定值1 到2h，說明堵漏成功；如果不行則需要再次擠入堵漏鉆井液，直到能夠穩(wěn)壓一段時間，然后恢復(fù)鉆井作業(yè)。如果堵漏失敗，則需要請示基地，等待下一步處理方案。

6.4 如果橋塞堵漏無效，建議使用PF-STP 進(jìn)行堵漏，其配方為：

海水：15-20m3+KCl：150-200kg/m3+PF-STP: 200-300kg/m3。

加重至井漿比重對于失返性漏失，使用本配方前首先應(yīng)該進(jìn)行橋塞堵漏，或者將堵漏液直接跟在橋堵漿后進(jìn)行堵漏。

7 應(yīng)用效果

火成巖避鉆或少鉆軌跡精準(zhǔn)設(shè)計原則應(yīng)用58 口井，避鉆火通道4 口井，形成火成巖井漏預(yù)防控制技術(shù)，配合堵漏技術(shù)，使漏失井比例由77%下降至17%，節(jié)約處理時間約520h，節(jié)省費(fèi)用3000 余萬元。

8 結(jié)論與建議

8.1 研究海上火成巖發(fā)育地層特點(diǎn)基礎(chǔ)上，搭建目標(biāo)油田火成巖噴發(fā)旋回區(qū)域等時格架，結(jié)合井震，確定溢流相火成巖在地震上強(qiáng)反射的響應(yīng)特征，利用區(qū)域地震反射軸追蹤，精細(xì)刻畫東營組旋回溢流相火成巖平面分布特征。

8.2 通過反演波形剖面和方差剖面，精細(xì)刻畫火成巖裂縫，盡量避鉆、少鉆火成巖區(qū)域，較少漏失風(fēng)險。

8.3 通過對相同鉆井液比重、相同環(huán)空反速情況下的ECD數(shù)據(jù)研究，發(fā)現(xiàn)12-1/4″井段低于8-1/2″井段，盡量采用12-1/4″井段完鉆，降低漏失風(fēng)險。