吊灌快干水泥漿堵漏工藝在鴨西110井的實踐與認識

呂東華，王新風，趙永杰，陶瑞東，涂福洪

（中國石油集團渤海鉆探第三鉆井工程公司，天津300280）

1 概況

鴨西110 井是玉門油田鴨西區塊上的一口二開評價井，鉆探目的是評價鴨兒峽白堊系下溝組K1g1油藏北部的含油氣性，完井方法射孔完井，設計井深4150m，第四系酒泉組地層巖性為雜色礫石，防漏是本井一開表層施工的重點和難點。該井于2019年3月25日 15：00 至 3 月 27 日 21：10 采用?311.1mm 三牙輪鉆頭+塔式鐘擺鉆具進行一開鉆進作業，鉆至323m，發現泵壓由11MPa 降至10MPa，坐崗人員發現出口槽鉆井液流速流量減少，隨即不返鉆井液，發生惡性漏失，立即起鉆，中途單泵向鉆具水眼灌漿2 次43m3井口未見液面。漏失時鉆具組合：塔式鐘擺。地層巖性為雜色礫石。鉆井參數：鉆壓20～40kN，轉速70～75r/min，排量 60L/s；鉆井液性能：密度 1.09g/cm3，粘度 142s。地質分層及巖性見圖1。

圖1 地質分層及巖性

針對玉門油田鴨西地區第四系地層膠結疏松存在縫隙，承壓能力低，應用常規堵漏技術效果不好，嚴重制約了鉆井提速。經現場實踐，在鴨西110井前期常規堵漏未成功的情況下，首次應用吊灌快干水泥漿堵漏工藝。試驗結果表明，針對膠結疏松的礫石地層有著較好的效果。

2 吊灌快干水泥漿堵漏工藝原理及技術簡介

2.1 工藝原理

井口吊灌快干水泥漿堵漏，首先要記錄單位時間內井筒灌鉆井液的量（體積），然后測量井筒鉆井液液面下降高度，從而計算靜漏速度和承壓能力，進而確定打水泥漿的密度、初凝時間以及用量，從井口吊灌水泥漿，利用壓差作用替換掉井筒內鉆井液，讓一部分快干水泥漿自由漏入地層，待壓力平衡后水泥漿不再漏失，迅速凝固達到堵漏的目的和效果。

如圖2中③所示水泥漿灌入井筒，在重力作用下鉆井液全部漏入地層，水泥漿柱替換鉆井液液柱，當液柱壓力達到地層承壓壓力水泥漿液柱高度不在增加，繼續注入的水泥漿將下部水泥漿壓入地層，達到封堵縫隙的目的。

2.2 技術簡介

圖2 鴨西110井堵漏工藝流程應用示意圖

加入早強劑(TW600S)的快干水泥漿具有靜止后快速凝固，保持體積不變的性能，較常規水泥漿水化速度快、稠化時間短、水泥石早期強度高，從而實現快速封堵漏層礫石縫隙，縮短復雜損失時間。使用快干水泥封固的井段水泥石整體質量，包括強度，尤其是對后期強度提高很是明顯，封堵井段在鉆具振動和起下鉆剮蹭下不易造成二次井漏。

快干水泥漿配方：嘉華G 級油井水泥+早強劑(TW600S)×3%。

性能：水灰比44.9%，密度1.89g/cm3，造漿率0.767m3/t。

試驗結果：使用DFC-0712B 型稠化儀在溫度18.8℃進行常壓試驗，測定水泥漿初始稠度28Bc 到終止稠度40Bc稠化時間為46min。

3 吊灌快干水泥漿堵漏工藝在鴨西110井使用情況

3.1 水泥漿用量

（1）測漏失壓力，為下步井口吊灌水泥漿做好理論支撐，靜止2h探井筒液面高度100m；灌漿12m3未觀察到液面，探液面高度86m，靜漏速約0.08m3/h。

（2）計算漏層漏失壓力約為2.48～2.63MPa，液柱壓力大于該壓力發生瞬時失返性漏失。

（3）用漏失壓力2.63MPa 計算密度1.89g/cm3水泥漿液柱高度約為141.94m，水泥用量按擴大率20%計算水泥漿體積15.53m3，另附加9.47m3進入地層封堵礫石縫隙，預計注入水泥漿25m3，塞面深度190.06m。

3.2 施工過程

（1）光鉆桿下鉆檢驗井況，探至321.7m，井況良好，鉆井液液面高度86m。

（2）使用固井管線插入井口吊灌，水泥車注入速干嘉華G 級水泥漿25m3，平均密度1.91g/cm3，按地層承壓能力預計封堵井段332～191.55m。

（3）注完水泥漿立即下光鉆桿探水泥液面至200m，起鉆依據水泥漿在鉆桿留痕位置判斷高度在135m左右。

（4）候凝12h，井筒灌漿14.5m3灌滿，液面不下降。

（5）使用?215.9mm三牙輪鉆頭+塔式鐘擺鉆具下鉆探塞，水泥塞面135m，鉆水泥塞至163m后為加快鉆井速度更換螺桿鉆具，鉆水泥塞至井底332m進入新地層均無漏失，恢復正常鉆進。堵漏成功。

3.3 注意事項

（1）使用快干水泥漿前要現場取水進行小型試驗，取得關鍵數據。

（2）注快干水泥漿時要分工明確、統一指揮。

（3）施工完畢及時清洗殘余在設備和工具內的水泥漿，防止固結。

（4）光鉆桿探水泥漿液面要迅速，防止復雜事故化（有條件使用探測儀測量液面）。

4 全井堵漏施工對比分析

4.1 第一次堵漏漿堵漏

（1）配方：基漿30m3（密度1.09g/cm3，粘度142s）+3.7%堵漏材料（單向壓力封堵劑+復合堵漏劑）。

（2）井筒灌入堵漏漿10m3未返漿；采取環空連續灌堵漏漿起鉆措施，灌入堵漏漿15m3井口觀察不到液面；起鉆完靜止堵漏，靜堵期間每隔1h灌入堵漏漿5m3，灌入堵漏漿15m3井口仍觀察不到液面。

（3）靜止堵漏2h井口觀察不到液面，配光鉆桿鉆具下鉆每100m分段頂通，排量12～30L/s測漏速，下至井底323m 返漿正常無漏失，起鉆；配常規鉆具下鉆正常無漏失，小排量12L/s 頂通循環，返漿5min 后井口失返，漏失18m3，采取強穿措施鉆至井深325m 漏失20m3，漏速80m3/h，漏失嚴重起鉆靜止堵漏。

（4）靜止堵漏 12h 期間每隔1h 灌入堵漏漿5m3，灌入12m3后出口返漿。

（5）配光鉆桿下鉆頂通排量12～60L/s 測漏速，返漿正常無漏失起鉆。配常規鉆具下鉆正常無漏失，循環排量12～35L/s，鉆進至332m 活動鉆具發生惡性漏失漏失19.5m3，立即起鉆。使用堵漏漿堵漏階段共計漏失152.5m3鉆井液，堵漏未成功。

4.2 第二次光鉆桿打常規水泥漿堵漏

（1）下光鉆桿至井深331m 打水泥漿堵漏，期間未返漿，水泥車注前置液清水2m3，常規嘉華G 級水泥漿10m3，平均密度 1.87g/cm3，替清水 1.2m3，預封堵井段332～200m。

（2）起鉆完候凝期間為保證水泥漿網架結構未灌漿，候凝24h后開始井筒灌漿，灌漿2次累計25m3，第1次灌漿13.5m3井口見液面后瞬時下降，第2 次灌漿11.5m3未觀察到液面。

（3）下光鉆桿探塞，在321.7m 遇阻；探井筒內泥漿液面高度95m，灌漿11m3未見液面，繼續探液面高度95m。

（4）起鉆，分析鉆桿上部存在鉆井液液柱，打入的常規水泥漿（稠化時間140min左右）從鉆桿最下端全部漏入地層，堵漏未成功，該階段共計漏失61.2m3鉆井液。

4.3 堵漏施工對比分析

（1）漏層位置地層存在縫隙[9]，連通性好。使用常規材料配置堵漏漿進行堵漏工作，材料本身的強度不夠，且很難形成較好的封門效果，在開泵循環或者鉆進過程易發生二次漏失。

（2）光鉆桿下入漏層打常規水泥漿堵漏未成功，主要原因是上部鉆井液液柱壓力+水泥漿液柱壓力大于地層漏失壓力，在水泥漿未初凝前漏入地層。

（3）井口吊灌快干水泥漿堵漏，水泥漿液柱壓力與地層漏失壓力自由找平衡，使部分水泥漿進入地層縫隙，加之其速干性能，短時間內稠化凝結，有效封堵礫石縫隙，達到堵漏目的和效果。雖然損失時間方面略大于前兩次堵漏工藝，但封堵漏層效果顯著。施工對比見表1。

5 結論與建議

表1 鴨西110井三次堵漏施工對比分析

（1）鴨西區塊第四系酒泉組地層巖性雜色砂礫巖膠結疏松存在縫隙、承壓能力低、堵漏材料強度不夠是本井初期應用常規堵漏技術未能奏效的主要原因。

（2）使用速干水泥漿體系必須試驗，根據需要的稠化時間確定最合理的水泥漿配方。

（3）表層發生漏失時，應充分認識漏層的特性，根據漏失情況采取合理的堵漏方法，爭取快速達到堵漏目的，井口吊灌快干水泥漿堵漏針對膠結疏松的礫石地層有著較好的效果。建議類似鴨西地區淺層井漏可推廣使用吊灌快干水泥漿堵漏技術。