塔河油田推广应用堵漏前置液及堵漏水泥浆技术

在渗漏型地层和诱导裂缝性地层固井时,水泥浆低返是各油气田急需解决的一项难题。从材料学角度出发,开发出了一种可承压延时吸水膨胀材料drf,其核心组分为经过表面改性和化学接枝处理的棒状及球状高分子吸水膨胀树脂。评价了drf承压堵漏水泥浆的常规固井施工性能和堵漏能力,分析了其作用机理。实验结果表明,drf具有一定的降失水功能,使浆体游离液为0,水泥石渗透率降低72%,通过配合使用稳定剂,可提高水泥浆的沉降稳定性;drf承压堵漏水泥浆能在0.7～6.9mpa的压差下封堵不同粒径石英砂模拟的微渗漏和大孔洞型渗漏性漏失,对2mm以下的裂缝性漏失也具有较好的堵漏能力。

塔河油田地质情况极为复杂,在塔河南区块经常性钻遇厚度不等的盐膏层。由于盐膏层在高温高压条件下呈塑性蠕变状态,极易造成井下事故,造成不可估量的损失。为了克服盐膏层塑性蠕变,需要提高钻井液密度。而上覆三叠系地层抗破能力差,极易发生漏失;为提高上覆地层的抗破能力,最为有效的办法就是承压堵漏。本文从方案优选,试验配伍,实际操作等方面全面阐述了塔河油田盐膏层承压堵漏的技术关键。经10余口井的应用,都取得了成功。

介绍了塔河油田制订承压堵漏方案的步骤和现场实际采用的承压堵漏作业程序,举例分析评价了该油田采用承压堵漏技术措施提高盐膏层以上裸眼井段地层承压能力的可靠性,总结了该油田采用承压堵漏提高地层承压能力的经验和教训,并针对存在的问题提出了改进的建议。

新型复合纤维堵漏水泥浆体系的研究与应用 摘要：针对胜利油田河50区块的固井漏失问题，研究开发了出了一种新型 复合纤维堵漏水泥浆体系，该体系优选了一种以有机聚合物为原料、对表面进行 特殊工艺处理的高强有机聚合物单丝短纤维作为堵漏材料，在水泥浆中有很好的 分散。当堵漏纤维水泥浆进入漏层时可形成“滤网结构”，增加水泥浆体的流动阻 力，借助于水泥浆的水化胶凝作用和未水化固相颗粒的填充作用，达到堵漏和提 高地层承压能力目的。 关键词：河50区块井漏复合纤维水泥浆性能现场应用 胜利油田河50区块位于东营凹陷中央隆起带西段，属于典型的低压渗漏地 层。该区块整体开发了20多年，现已进入高含水开发期，导致地层压力波动、 敏感，钻井、固井过程易漏失，钻井和固井技术都存在着诸多技术难题。由于该 区块地质结构比较复杂，二开的裸眼段存在两套压力系统（上部1800～2000m 压力系数

塔河油田二叠系井段钻进时普遍存在井漏,给钻井施工带来了极大的井下风险,二叠系井段钻穿经过专门堵漏后在同开次的后续井段施工中复漏、测井后通井下钻过成中复漏、下套管施工中复漏、固井过程中水泥浆返高较低等情况时有发生,导致在二叠系裸眼井段及同开次井段卡钻风险极高、油层套管固井质量较差、严重影响后期油气开采等问题出现。

在钻孔作业过程中经常会遇到各种复杂地层,如果造成钻孔事故,会给施工带来重大的经济损失而且拖延工期,本文通过工程实例详细阐述了如何应用水泥浆灌注工艺解决复杂地层的钻进难题,并介绍了水泥浆的灌注方法及操作流程,总结出了灌注水泥浆的技术要求,对钻孔护壁堵漏工作有一定的借鉴意义。

承压堵漏技术主要应用于孔隙和裂缝比较发育的多套压力体系并存的长裸眼井段,塔河油田盐膏层上部长裸眼地层承压堵漏困难,多数表现在承压堵漏施工周期长,堵漏需反复多次。针对深井盐膏层地质特点,开发出适合塔河地质特点的巨厚纯盐层、复合膏盐层的承压堵漏工艺:针对粗砂岩、砂砾岩为主的高渗透层,以高浓度细、超细颗粒复合堵剂为主,配合中粗颗粒,以便在出现压裂时起架桥作用;针对以细砂岩、粉砂岩为主的中低渗透层,以适当浓度细、超细颗粒复合堵剂为主,也可加入一定量的中粗颗粒堵剂,以便出现压裂时起架桥作用;对于以泥岩为主的超低渗透层,其破漏压力(当量密度)一般可达1.80g/cm3以上,以适当浓度细、中粗颗粒复合堵剂为主,作预防压裂时堵漏;对于裂隙、破碎地层或地质不整合面,易发生裂缝性漏失,应以高浓度中粗颗粒堵剂架桥,细、超细颗粒复合堵剂作充填,并合理搭配。该承压堵漏工艺先后在塔河油田主体区块的膏盐层井s105、s112-1等井进行了应用。

塔河油田s105井盐层以上地层破裂压力较平衡盐层的压力低,为了在盐层中安全钻进,必须提高钻井液密度,上部长段裸眼又会发生井漏。为此,采用了承压堵漏技术进行先期堵漏,使上部地层承压能力达到平衡盐层的当量密度,整个盐层钻井过程顺利,达到了预期效果。

为开发塔河油田石炭系巴楚组盐膏层以下的油气藏,采用盐上裸眼与盐层同层揭开的方案,由于存在裂缝性地层或渗漏性地层的漏失,同时地层压力复杂,因此承压堵漏技术成为关键技术之一。介绍了塔河油田盐上井段地层岩性特征,分析了漏失类型及区域分布特征,描述了塔河油田盐层井堵漏技术现状,分析了先前堵漏技术的经验教训,提出了针对不同漏失特征地层优选堵漏材料类型、粒径、浓度、配比,并优化出了2种典型的堵漏配方,配合相应的对策和施工作业措施,明显提高了一次堵漏成功率。实践表明,塔河油田盐上井段长裸眼采用承压堵漏技术是可行的,根据具体情况制定的承压堵漏技术,明显缩短了施工时间,满足了盐层钻井施工要求。

在钻井施工中,经常要进行堵漏作业,有的井是为使地层承压能力达到一定预期而进行的先期承压堵漏,而进行承压堵漏,区块不同,地层承压能力也不同,承压堵漏不能盲目按照一个模式进行,要根据区块不同,地层特点有针对性的制定合理的承压堵漏方案,承压时,不能盲目追求速度,要合理调配堵漏剂颗粒,稳扎稳打,保证地层注入一定量的堵漏材料,确保承压堵漏一次成功。

文中简要的介绍了塔河油田承压堵漏地层层位、堵漏钻井液配方以及堵漏工艺,从而为以后盐下区块的承压堵漏的钻井施工提供了宝贵经验

塔河油田s105井三开长裸眼井段钻遇长达255m的盐膏层,而且地层压力上低下高,为此,在钻至井深5100m时,应用承压堵漏技术对5100m以浅的裸眼段进行先期堵漏,使地层承压能力大大提高,整个盐膏层钻井过程顺利,仅漏失约20m3钻井液。详细介绍了该井承压堵漏的施工情况。

焦石坝龙马溪组非常规页岩气开采是中石化集团公司涪陵页岩气产能示范区开发的重点建设项目,首批非常规页岩气水平井水平段以油基钻井液钻进为主。该区块已发现多处易漏地层,水平段漏失情况尤其复杂,不仅加大了施工难度,更增加了钻井成本。为有效解决水平段油基钻井液堵漏难题,室内研究开发了一种水平井油基钻井液水泥浆堵漏技术,该技术的特点是采用柴油与淡水的混合物配制堵漏水泥浆,其与现场油基钻井液可以任意比例混合而不会产生配伍性问题。实验室对该堵漏水泥浆性能进行了系统研究,结果显示,该堵漏水泥浆密度、稠化时间和抗压强度均可调,具有沉降稳定性好、流动能力强的特点。试验结果充分说明,该水泥浆堵漏技术在油基钻井液水平段裂缝堵漏中具有广阔的应用空间。

黏土水泥浆堵漏液在长距离河流穿越工程中的应用——武汉天兴洲长江大型河流穿越铺管工程是一项典型、重大的水平定向钻井工程，该工程穿越地层复杂．以扮砂土和砾石为主，孔隙、裂隙发育。施工中较为突出的问题是垮孔、漏失严重。应用黏土水泥浆进行了护壁堵漏。...

武汉天兴洲长江大型河流穿越铺管工程是一项典型、重大的水平定向钻井工程,该工程穿越地层复杂,以粉砂土和砾石为主,孔隙、裂隙发育,施工中较为突出的问题是垮孔、漏失严重。应用黏土水泥浆进行了护壁堵漏。通过实验和现场实践证明,黏土水泥浆具有流动性好、抗渗性强、抗冲刷力强、稳定性高等突出特点,能够胶结碎石,有效地稳定、封堵住不稳定漏失地层,防止了孔内事故的发生。

塔河油田t913井在石炭系5285～5412m发育127m的盐膏层。钻井液密度在1.63～1.68g/cm~3才能满足盐膏层正常钻进要求,但上部井段承压能力低,容易压漏地层。因此,在分析上部地层特性的基础上,制订出适合不同地层的堵漏浆配方及施工技术工艺。采用承压堵漏技术对上部地层进行先期堵漏,以保证钻盐层过程中上部地层的稳定。施工过程共替堵漏浆494.5m~3,挤入地层204.7m~3,上部地层承压能力由1.24g/cm~3当量密度提高到1.74/cm~3当量密度,应用取得了良好的效果,满足了深层盐膏层钻进的要求,为深层盐膏层钻进要求。

结合冀东油田水泥外加剂使用现状,并根据冀东油田地质、固井特征,研发了有针对性的水泥浆体系。对该体系的主要外加剂一降失水剂、缓凝剂、减阻剂等进行了室内性能评价和配方优化。实验表明,该体系是水量低,稠化时间可调节,稠化曲线基本呈"直角",抗压强度较高,游离液含量小于1.4%。目前,该体系已经在冀东油田的不同区块的3口井得到应用,固井质量较好。

gk13h井为塔河油田的一口开发水平井,采用套管射孔完井,目的层为凝析油气藏。分析了水平井套管安全下入问题,水泥浆顶替效率低问题,以及水平井固井对水泥浆综合性能的严格要求。通过采用刚性树脂旋流扶正器,owc-1l化学冲洗液及高粘高切加重隔离液,调整水泥浆的流变至平板流型等综合措施提高水泥浆的顶替效率,采用胶乳、非渗透复合水泥浆体系,严格控制水泥浆的自由液为0ml、api失水小于50ml、稠化过渡时间小于10min、沉降稳定性好等优异性能来提高水泥浆的防气窜能力,保证了水平井的固井质量。

托普台地区具有丰富的地质储量。近几年来,西北油田分公司不断加大该区块的勘探开发力度,在托普台地区布井数量不断增加;而该区块地质结构复杂,经常发生井漏,造成钻井周期延长,影响了正常的完井投产。井漏成为制约托普台区块钻井提速的瓶颈问题。为了提高钻井效率,加快勘探开发进度,提高托普台地区钻井工程质量,在此从托普台区块的地质特点及漏失机理入手,提出了针对该区块的堵漏措施,并成功运用于现场施工,为工区钻井提速、快速上产提供保障。

通过实验和分析表明,丁苯胶乳水泥浆体系优化的胶乳水泥浆配方弹性模量相比素浆降低42%,抗折强度提高28.2%,冲击韧性提高27.5%。较常规水泥浆在防窜性能、力学性能上均有大幅度提高。在塔河油田的应用取得良好效果。

托普台地区具有丰富的地质储量。近几年来,西北油田分公司不断加大该区块的勘探开发力度,在托普台地区布井数量不断增加;而该区块地质结构复杂,经常发生井漏,造成钻井周期延长,影响了正常的完井投产。井漏成为制约托普台区块钻井提速的瓶颈问题。为了提高钻井效率,加快勘探开发进度,提高托甫台地区钻井工程质量,本文从托普台区块的地质特点及漏失机理入手,提出了针对该区块的堵漏措施,并成功运用于现场施工,为工区钻井提速、快速上产提供保障。

二连油田阿南老区阿31-102井由于周围生产井开发政策不同,各套目的层压力系数差别较大,高低压储层共存,压力系数为0.8~1.4。钻井过程中在1459~1670m井段累计发生7次漏失,共漏失钻井液150m3,井漏时钻井液密度1.31g/cm3。井漏同时也存在较严重的油水浸现象。为解决此问题,在井温低、水泥用量小的情况下,采用低密度防漏堵漏水泥浆体系固井。该水泥浆体系在降低水泥浆密度的同时,在水泥中加入弹性防漏堵漏材料,以达到防止漏失及油水浸的双重目的。现场应用施工顺利,未发生漏失情况,36h后测井,固井质量优质,满足二连油田老区复杂储层的低温防漏固井要求。