涪陵页岩气田油基钻井液防漏堵漏技术探讨

第25卷第1期2015年3月江汉石油科技JIANGHANPETR0LEUMSCIENCEANDTECHN0L0GYV0125NO1MAR2015涪陵页岩气田油基钻井液防漏堵漏技术探讨于延雄，代一钦中国石化江汉油田工程有限公司钻井二公司，湖北潜江433123摘要涪陵页岩气田主要目的层在志留系龙马溪组，经过大规模压裂后，在该地层钻进期间出现了油基钻井液漏失现象；再者由于断裂带的存在，也造成了不同程度的漏失。油基钻井液成本高，必须找到切实可行的防漏堵漏方案，降低钻井成本，为提速提效做出贡献。从现场实际施工情况来看，主要还是采取桥接堵漏的方法，所以本文只探讨桥接堵漏的方法。关键词油基钻井液；防漏；堵漏；桥接堵漏涪陵焦石坝页岩气田是国家级页岩气示范区，主要目的层在志留系龙马溪组，该区块龙马溪组岩性主要是黑色泥页岩、碳质页岩，采用的钻井液体系是油基钻井液，该体系防塌性、润滑性、稳定性、流变性均能达到水平井钻进的要求，减少了井下复杂故障的发生。但是该区块地层破裂压力低，裂缝、微裂缝发育，经过大规模压裂后，裂缝开启程度进一步增大，在该地层钻进期问出现了油基钻井液漏失现象；再者由于不整合面或破碎地带、断裂带的存在，也造成了不同程度的漏失。此外，操作不当也会引起井漏。油基钻井液成本高，必须找到切实可行的防漏堵漏方案，降低钻井成本。1油基钻井液的简介油基钻井液是以油类作为分散介质的钻井液。该区块使用的一种油包水乳化钻井液体系，该体系具有强抑制性、强耐温性、抗污能力强、保护油气层效果好、润滑性能好等显著优点；其缺点是柴油中的芳香烃有毒性，不利于人体健康，油基钻井液易造成环境污染，配制成本高。基本配方为油相柴油2主乳化剂L辅乳化剂1碱度调节剂1有机土1增粘剂3降滤失剂3液体沥青，水相水表1基本性能控制表性能控制范围DGERAFVSPVMPA。SYPPAGELPAPAFLHTHPML30MINVSFESVO|C1MGLPOMML中6中326活度调节剂，油相与水相的混合比例75802520。基本性能控制见表1。2油基钻井液漏失情况到目前为止，江汉钻井二公司在33平台的第一作者简介于延雄，1993年7月毕业于重庆石油学校，工程师，主要从事钻井工程技术管理，现任江汉石油工程有限公司钻井二公司川东南经理部经理。一一一一一一一一34江汉石油科技第25卷焦页333HF井和焦页334HF井发生过油基钻井液的漏失。焦页333HF井三开油基钻井液钻进共发生4次井漏，堵漏6次。共漏失油基钻井液L31941M。焦页334HF井三开油基钻井液钻进共发生8次井漏，堵漏8次。共漏失油基钻井液2022M。具体漏失情况见表2。由表2得出两口井累计漏失12次，堵漏14次，成功率86，累计漏失油基钻井液152161M3井漏机理分析井漏是指钻井液或水泥浆等流体漏人地层的现象包括流体中的固相与液相，发生井漏的必要条件1钻井液对地层存在正压差，即钻井液的液柱压力大于地层漏失压力。2地层存在漏失通道，以及较大的容纳钻井液的空问。3地层通道的开口尺寸大于钻井液中固相颗粒的尺寸。漏失压力是使井筒内钻井液进入地层漏失通道所需的最低压力。影响因素地层孑L隙压力的大小；地层漏失通道的大小、形态和漏层厚度；钻井液的流变性；漏失通道中流体的流行性；在漏层内外，钻井液的泥饼质量。漏失通道的基本形态可分为五种裂缝型、孔隙型、洞穴型、孔隙裂缝型、洞穴裂缝。第1期于延雄等涪陵页岩气田油基钻井液防漏堵漏技术探讨35上述两口井的漏失层位为志留系龙马溪组，根据取芯情况可以判定漏失通道基本类型属于裂缝性漏失，该区块地层岩石强度低，易被液柱压力压裂，漏失压力当量密度在150155GERA。此外，地层之间存在不整合面或破碎地带、断裂地带等，地层对密度敏感，裂缝、微裂缝发育，而且容易形成诱导裂缝。漏失压力与地层坍塌压力接近，安全密度窗口窄。4部分堵漏失败原因分析堵漏成功率的高低是影响钻井提速的关键技术，结合施工实际情况，分析其失败的原因主要如下1由于对易漏地层岩性认识不足，漏层性质如漏失通道尺寸、裂缝分布规律、闭合裂缝开启压力等未知，以及复漏时，漏层位置难以准确确定。2堵漏配方选择不合理，堵漏剂颗粒与地层裂缝不匹配，造成只有架桥颗粒，缺少充填粒子，堵漏浆不能形成有效封堵，导致堵漏失败；3堵漏浆浓度达不到要求，封堵层强度低，使地层承压能力低。4承压堵漏作业施工工艺运用不当，尤其是承压时间短，以及挤入漏层的堵漏浆量不够，挤入深度不够。特别是纤维类材料在短时间内来不及膨胀、联结、拉筋，泄压和起钻抽吸堵漏材料反吐，造成堵漏失败。5下钻速度过快或者泥浆密度不均匀，局部过高，超过地层承压能力，致使地层被压漏。6常规桥塞堵漏材料抗温性能差，易降解变形使堵漏材料支承能力降低。7虽然油基钻井液的滤失量低，但是仍然不能阻止滤液侵入微裂缝，在压差作用传递下会引起地层的坍塌压力的升高，为平衡坍塌压力，提高钻井液密度，这将导致液柱压力的升高，增大漏失的风险性。8油基钻井液的静切力高于水基钻井液，增大了井底的激动压力，也是一个导致井漏发生的诱因。5防漏堵漏技术坚持“以防为主，防堵结合”的方针。51防漏技术1全面掌握邻井资料，熟悉地层压力。2加强防塌封堵能力，提前加入随钻封堵材料。3加强对失水的控制，降低泥饼渗透率，保证泥饼中固相合理级配，泥饼要坚韧、薄、光滑、致密、可压缩性强；此外保证滤液的较高粘度。4保证泥浆性能稳定，避免大幅度波动；如果需要加重，加重时一定要坚持“连续、均匀、稳定”的原则，防止局部密度过大，压漏地层。5在保证井眼良好净化的前提下，应尽可能调低钻井液的粘度、切力特别是静切力，从而最大限度地降低环空循环当量密度和减轻压力激动。6进入断层带，应选用合理的排量，避免过高的环空返速，控制起下钻速度，平稳操作，下钻时如发现连下三柱钻杆井口不返钻井液，应立即开泵循环。开泵前应先转动钻具23MIN，破坏钻井液结构后再缓慢地开泵，机械泵用单凡尔，电动泵用1015SPM开泵，下钻要分段循环。严格钻井避免过高的压力激动，特别是易漏层段，杜绝一切人为憋漏地层的操作。7做好液面监测，严密控制钻井液密度，起钻严格按规程灌满钻井液。一旦发生溢流需要压井，一定要准确计算地层压力，严格控制压井液密度，防止压井时发生井漏。8加强固相控制，无用固相要及时清除，防止无用固相含量升高，引起密度和静切力增大，随即导致当量循环密度ECD增大。9井场按设计要求储备好配浆材料、堵36江汉石油科技第25卷漏材料和加重材料。52堵漏技术从现场实际施工情况来看，主要还是采取桥接堵漏的方法，所以本文只探讨桥接堵漏的方法。521关键点钻进时密切关注各个参数变化情况，特别是钻时、泵压、液面、气测值等参数，准确判断漏层位置和漏失程度。522堵漏思路1封堵漏失通道。2减小或消除井筒与地层之间的正压差降低循环压耗降排量、降密度、降静切力，提高地层破裂压力封堵材料进入裂缝，使井眼整体承压能力提高。3增大钻井液在漏失通道中的流动阻力。桥浆堵漏重点考虑浓度、颗粒大小兼顾软硬匹配，并有针对性地封堵地层。注重堵漏工艺，承压值与承压时间。523堵漏配方与工艺1漏速5MH，降低1314的排量，并加入随钻堵漏材料1QS一2、12单封、12随钻堵漏剂，或者配堵漏浆1520M，配方井浆35单封35随钻堵漏剂3QS一2原钻具25MH漏速15MH，配堵漏浆2025M，配方原钻具井浆46DF一146随钻堵漏齐02FD123HTK051MM3QS一21架桥堵漏剂051MM光钻杆井浆46DF一135随钻堵漏齐034FD一123FD一23HTK051MIN2HTK13MM3QS一22架桥堵漏N13RAM1315M。H漏速至失返，配堵漏浆2530M，配方原钻具井浆68DF一146随钻堵漏剂23FD一13HTK051MM35QS一22架桥堵漏剂051MM光钻杆井浆46DF一135随钻堵漏齐034FD一123FD一246HTK05LMM35HTK13MM03HTKF58MM35QS一223桥堵漏剂13RAM12云母01棉籽壳01超级纤维发生漏失后，将钻具起到套管内；根据漏速，确定配方及其数量，同时准备好配浆罐、基浆、堵漏材料等；先加入不易水化膨胀的堵漏材料，后加入易于水化膨胀的堵漏材料，最好在6H内配好堵漏浆，减少堵漏材料在地面的相互作用，提高堵漏效果。估算配堵漏浆的时间，提前下钻最好是光钻杆至漏层或漏层附近，活动钻具。配浆后立即将堵漏浆泵入钻具内；用泥浆将堵漏浆替至漏层，控制好钻具内外的压力，防止起钻反喷。堵漏浆顶替到位后，起钻至套管内，先开泵循环，不漏后，可关井憋压，根据憋入量，确定承压值，要求承压值4MPA。6建议1提高油基钻井液对微裂缝的封堵能力，综合选用多种粒径、不同封堵原理的封堵材料进行搭配。2尽量降低钻井液的高温高压滤失量，减少滤液的侵