海上油田灰巖裂縫性井漏處理實踐

＊程忠 雷鴻 李東升

（中海石油（中國）有限公司深圳分公司 廣東 518067）

A井是陸豐13-1油田的一口定向井，目的層為深層古近系恩平組2980層。該井φ215.9mm井眼鉆進至2628m（進入灰巖標志層2m），突然發生井漏，在堵漏過程中，先后采用不同顆粒級配的橋接材料[1]堵漏，隨鉆堵漏并強鉆穿灰巖井段，擠聚合物水泥漿堵漏，最終達到堵漏目的，本文通過對A井灰巖裂縫性井漏堵漏工藝技術及現場實踐進行總結，對海上油田鉆井裂縫性漏失處理和安全作業具有很好的借鑒意義。

1.基本情況

（1）地質情況。陸豐13-1油田鉆遇地層包括前古近系，古近系的恩平組、珠海組，新近系的珠江組、韓江組、粵海組和萬山組地層。珠江組開發的含油層段主要為2370層和2500層兩個含油層組，均屬于濱岸相沉積的中孔、高滲油藏，其間為一套厚40m左右灰巖分隔[2]。該套灰巖巖石類型以顆粒灰巖為主，結構類型主要為粒屑結構，孔隙類型主要以原生粒內孔粒間孔為主，粒內及粒間溶孔、溶蝕擴大孔次之，及一些生物骨架孔、微裂縫[3]。根據近幾年該油田已鉆井情況分析，該井灰巖井段漏失可能性大（近6年陸豐13-1油田所鉆16口調整井，有5口井在灰巖井段發生井漏）。

（2）井身結構設計。A井是陸豐13-1油田一口將低效生產井進行棄置后，割拔老井φ244.5mm套管，在老井φ339.7mm套管下注水泥側鉆的一口定向井，目的層為深層古近系恩平組2980層油藏，設計側鉆φ311.2mm井眼至2366m，下φ244.5mm套管，鉆φ215.9mm井眼至完鉆，下φ177.8mm套管，射孔完井。設計完鉆井深3800m，設計完鉆垂深3130m，設計井身結構見圖1。

圖1 A井設計井身結構圖

2.井漏發生經過

A井下完φ244.5mm套管并固井后，鉆φ215.9mm井眼，以排量2400L/min鉆進至2628m（進入灰巖層2m），發生井漏，10min漏失鉆井液11m3，漏失速度66m3/h。降低排量循環監測漏失速度：排量1220L/min，漏失速度19.1m3/h；排量760L/min，漏失速度4.8m3/h，測靜止漏速，無漏失。鉆井液性能：密度1.23g/cm3，漏斗黏度53s，塑性黏度20mPa·s。

3.堵漏思路及過程

根據已鉆井灰巖漏失情況，判斷本次井漏層位為灰巖井段，根據地層性質，判斷屬于裂縫性漏失，漏失層位和漏失通道明確。居于地層情況及漏層以下安全鉆進需要，制定堵漏措施主要考慮以下兩點（本井灰巖堵漏方法流程見圖2）：

圖2 灰巖堵漏流程圖

（1）A井灰巖井段斜厚約50m，灰巖頂深2626m，灰巖底深2676m，灰巖中裂縫發育，鉆進過程中，隨著灰巖不斷被揭開，整套灰巖均有漏失風險。

（2）A井珠海組、恩平組地層夾多套煤層，易垮塌，根據已鉆井經驗，維持鉆井液比重1.30g/cm3能支撐井壁，有效防止煤層垮塌。為下部井段安全鉆進需要，反算灰巖井段需具有當量鉆井液密度1.50g/cm3的地層承壓能力，防止下部井段作業過程中，灰巖井段復漏[4]。

（1）橋接材料堵漏。橋接材料堵漏：利用不同形狀（顆粒狀、片狀、纖維狀）、尺寸（粗、中、細）的材料，配置不同級配和濃度的橋接堵漏鉆井液，將橋接堵漏鉆井液注入漏層，在壓差的作用下隨著鉆井液的漏失，橋接材料在漏失通道中架橋和充填，從而達到堵漏的目的。在堵漏過程中顆粒狀材料卡住裂縫的喉道，起架橋作用，將漏失通道變成大小不一的孔隙空間。片狀材料在堵漏過程中充填由顆粒狀材料架橋構成的孔隙空間，達到堵漏的目的[5]。纖維狀材料在片狀材料構成的充填中縱橫交錯，相互拉扯，起拉筋作用，增強堵漏帶的強度。A井利用現場的堵漏材料PF-SEAL（單向壓力封閉劑[6]）、PF-BLN1、PF-BLN2、PF-BLN3（由2種顆粒狀、2種纖維狀、1種鱗片狀材料粒徑搭配，可分別成功封堵5mm、3mm、1mm裂縫）、PF-NUT（果殼）進行橋接材料堵漏。

第一次橋接材料堵漏：替入堵漏泥漿10m3（配方：井漿+100kg/m3PF-SEAL）。堵漏后測循環漏速：排量1490L/min，漏失速度15.9m3/h。堵漏后，漏速無明顯降低，堵漏失敗。

第二次橋接材料堵漏：調整堵漏材料顆粒級配及濃度，改用大顆粒堵漏材料。替入堵漏泥漿12m3（配方：井漿+80kg/m3PF-SEAL+30kg/m3PF-BLN2+50kg/m3PF-BLN1+50kg/m3PF-NUT），堵漏后測循環漏速：排量1490L/min，漏失速度：4.0m3/h，堵漏效果不佳。

灰巖井段裂縫開口尺寸和壁面構造復雜，橋接堵漏材料的濃度、顆粒級配的選擇難以與裂縫匹配。堵漏材料粒度過大，超過了裂縫開口尺寸，堵漏過程中堵漏材料被擋在裂縫外，造成淺層封堵或封門[7]，達不到堵漏效果；粒度過小，堵漏材料在裂縫中很難滯留，無法進行架橋和充填，起不到堵漏作用。堵漏材料濃度過大，大量的堵漏材料同時涌向裂縫開口處，造成封門，不能進入裂縫，達不到堵漏效果；濃度過小，堵漏材料在裂縫中起不到充填、堆積作用，起不到堵漏作用[8]。A井橋接材料堵漏過程中，橋接材料的濃度、顆粒級配沒有與灰巖裂縫開口尺寸和壁面構造很好的匹配，導致堵漏失敗。

（2）強鉆灰巖井段。A井使用橋接堵漏材料均堵漏失敗，加之考慮下部仍有48m易漏灰巖未鉆穿揭開，決定在泥漿循環體系中加入堵漏材料邊堵漏邊強行鉆穿灰巖井段。期間采取以下措施確保井下安全。

①鉆進期間為了保證堵漏材料的濃度，避免堵漏材料被固控系統清除，強鉆灰巖井段過程中，拆除振動篩篩布，使堵漏材料、巖屑返出后均閉路回到沉砂池。

②鑒于漏速對排量、泵壓敏感，鉆進過程中使用低、中排量鉆進，防止漏速擴大甚至失返。

循環體系中加入堵漏材料，鉆進φ215.9mm井眼至2686m（鉆穿灰巖井段10m）。循環測漏速：排量1490L/min，漏失速度3.8m3/h。

（3）水泥漿堵漏。水泥漿堵漏：將無機膠凝堵漏材料水泥與水、添加劑等材料混合配制成水泥漿，泵送至漏層，通過調整水泥漿的稠化時間，使水泥漿從稠化到固化，形成具有一定抗壓強度的凝固體而填塞漏失通道，并與井壁周圍的地層膠結為一體，達到封堵漏層的目的。為了使漏層達到一定的承壓強度，注完水泥漿后，關閉防噴器，通過調節地面回壓維持漏層當量鉆井液密度憋壓把水泥漿擠入漏層，使堵漏成功后漏層具有所需當量鉆井液密度的承壓能力。

①堵漏施工方案設計

A.水泥漿前置液使用雙效隔離液（隔離液內加入隔離液材料和沖洗液材料，起隔離、沖洗雙作用），具備一定的承壓能力[9]。

B.水泥漿中加入堵漏纖維[10]，堵漏纖維均勻分散在水泥漿中，堵漏水泥漿進入漏失通道后，堵漏纖維架橋結網，水泥顆粒充填網孔，水泥漿固化與漏失通道壁面膠結，增強堵漏承壓能力。

C.經驗表明，保證堵漏水泥漿量的1/3～3/4進入漏層，能有效封堵漏層，A井計劃注200m堵漏水泥漿覆蓋2682～2482m井段，水泥漿附加量為25%，水泥漿總量9.16m3。水泥漿比重：1.9g/cm3，失水量：45ml/30min×1000psi，稠化時間6.58h。

D.擠水泥方案：為下部井段安全鉆進需要，灰巖井段需具有當量鉆井液密度1.50g/cm3的地層承壓能力，計算地面擠注壓力為6.72MPa。注水泥漿期間記錄水泥漿出鉆桿后至擠水泥前井內總的漏失量，根據漏失量決定擠水泥漿量，為了確保漏層以上有30m水泥漿，控制漏失量+總擠注量小于114m裸眼體積，即4.17m3。

②堵漏施工過程

A.注堵漏水泥漿：下φ127mm光鉆桿至2682m，泵入密度為1.90g/cm3的堵漏水泥漿9.16m3并頂替到位，注堵漏水泥漿作業期間，水泥漿出鉆桿后，無漏失。

B.循環沖洗鉆桿：起鉆至2426m，正循環沖洗鉆桿，期間共漏失水泥漿0.64m3。為確保擠水泥結束后灰巖漏失層（2626m）以上30m有水泥漿，需控制水泥漿漏失量（0.64m3）+水泥漿總擠注量小于114m裸眼容積（4.17m3），故水泥漿總擠注量應小于3.53m3。第一次擠入量為1/2×（114m裸眼量-漏失量），即1/2×3.53=1.77m3，采用間歇法擠注水泥漿，后續每次擠注量等于1/2×剩余擠注量。

C.擠注水泥漿，憋壓侯凝：起鉆至2387m，關防噴器，采用間歇法擠水泥，每次擠水泥間隔20min，第1次擠入量1.77m3（1/2×（114m裸眼量-漏失量）），最高擠入壓力4.14MPa，停泵20min后壓力降低至2.96 MPa；第2次擠入量0.88m3，最高擠入壓力6.21MPa，停泵20min后壓力降低至3.72MPa；第3次擠入量0.44m3，最高擠入壓力6.72MPa，停泵20min后壓力降低至5.52MPa；第4次擠入量0.16m3，最高擠入壓力6.72MPa，停泵20min后壓力降低至6.21MPa；第5次擠入量0.06m3，最高擠入壓力6.72MPa，停泵20min后穩定在6.72MPa；憋壓6.72MPa侯凝至地面水泥漿樣品初凝。固井泵累積擠入水泥漿總量3.31m3。

D.下入φ215.9mm鉆具，下鉆探水泥塞面@2577.4m，鉆水泥塞至2686m，做地層承壓試驗，打壓至6.72MPa，穩壓10min，壓力不降，堵漏成功。

4.結論和建議

（1）防漏比堵漏更重要，鉆井過程中，鉆遇易漏地層之前，進行充分的循環和短起下鉆，確保井眼清潔和上部井眼順暢，能有效降低環空壓耗，降低井眼漏失風險；鉆進易漏地層，提前在循環池中加入隨鉆堵漏材料，可以有效降低井漏風險和降低漏失速度。

（2）對于裂縫性漏失，使用橋接材料堵漏時，不能盲目的使用大顆粒、高濃度堵漏橋接堵漏材料，需要對漏失層的裂縫開口尺寸和壁面構造進行分析，使用合適的橋接材料的濃度、顆粒級配，能達到事半功倍的效果。

（3）裂縫性漏失或其他類型的漏失，常規堵漏手段無法成功堵漏時，采取邊堵漏邊控制鉆井參數鉆穿漏失層，然后再進行堵漏，堵漏成功后能有效避免復漏的發生。

（4）擠水泥堵漏是堵漏的終極手段，堵漏成功率高，選用合適的水泥漿配方和優選擠水泥工藝，根據地層承壓能力選取合適的擠水泥參數，采用間歇法擠水泥漿不僅可以防止水泥漿全部漏入地層，堵漏成功后還可以提高地層的承壓能力，有效防止復漏。