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长庆区域随钻堵漏技术研究与应用  PDF

  • 孙欢
  • 朱明明
  • 石崇东
  • 刘朝峰
  • 屈艳平
  • 孙艳
  • 杨帆
川庆钻探长庆钻井总公司,陕西 西安 710000

中图分类号: TE28P634.8

最近更新:2024-11-08

DOI:10.12143/j.ztgc.2024.S1.058

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摘要

长庆油田已钻区域普遍存在漏失,为保证井控安全,加入现有的堵漏材料进行堵漏,但普遍存在钻具水眼堵塞、井下仪器无信号、一次堵漏成功率低等技术难点。为此,进行无线随钻仪器及井下动力工具优选、研发配套的随钻堵漏浆体,满足通过性要求的前提下,实现漏层的快速封堵,形成了长庆区域随钻堵漏技术,现场应用百余口井,一次堵漏成功率提高23.54%,大幅缩短了堵漏时间,提高了堵漏效率,保障了安全快速钻完井。

0 引言

为满足油气当量的持续增产,长庆油田重点部署庆阳气田,加大宜黄探区开发力度,加密部署陇东页岩油井和苏里格致密气气井,开拓盆地东缘、西缘和北缘的边缘探井。随着开发力度的加大和区域的拓展,井漏发生的频率逐年提升,治漏难度逐步增大。面对全区域普遍性的漏失现状,从提高堵漏效率,规模开发致密油/气,钻井提速提效,井下安全等多方面考虑,急需探索高效的随钻堵漏技

1-5,提高钻井效率,提高堵漏效率和成功率,降低堵漏成本。

1 漏失现状及高效堵漏难点

长庆钻探区域已探明的层位,从上到下依次是第四系、洛河组、直罗组、延安组、延长组、纸坊组、和尚沟组、刘家沟组、石千峰组、石盒子组、山西组、本溪组、马家沟组等15套层位,目前最深井已钻至长城系马家河组,其中洛河组、延长组、刘家沟组、石千锋组均属于极易漏层

6-10

已钻井数据统计,漏失井占总井数的30%以上。发生井漏后采用常规桥塞进行堵漏,但由于井下动力组合(包含单向阻流阀)、测量仪器的限制,只能随钻加入毫米级堵漏材料,针对恶性井漏只能起钻采用光钻杆进行专项堵漏,起下钻倒换钻具组合导致堵漏周期增长,特别是井深超过3000 m的漏失井,平均单趟起下钻更换光钻杆组合进行堵漏需8 h以上。

2 随钻堵漏关键技术

2.1 井下动力工具优选

2.1.1 无线定向仪器配置

通过文献及现场数据调研,明确了现有的定向仪器配置如表1,其中常用限流环直径∶主阀芯直径=35∶28、35∶27、34∶28 mm。

表1  无线定向仪器配置
序号仪器型号仪器外径/mm限流环直径/mm主阀芯直径/mm钻铤内径/mm
8 in6¾~7 in4¾~5 in
1 YST-48R 48 30.5/32.5/34.3/35.6/38.1 26.4/27.6/28.5/29.5/30.5 76~82 72 65
2 LHE-6401 48 30.5/32.5/34.3/35.6/38.1 26.4/27.6/28.5/29.5/30.5 76~82 72 65
3 MDN48GW 48 30.5/32.5/34.3/35.6/38.1 26.4/27.6/28.5/29.5/30.5 76~82 72 65
4 MDN42GW 42 30.5/32.5/34.3/35.6/38.1 26.4/27.6/28.5/29.5/30.5 76~82 72 65

注:  Ø311~346 mm井眼8 in(1 in=25.4 mm,下同)钻铤;Ø215.9~241 mm井眼6¾~7 in钻铤;Ø152.4 mm井眼4¾~5 in钻铤。

2.1.2 螺杆与堵漏材料配伍

常规的螺杆有奥瑞托螺杆与立林螺杆两类,其与堵漏材料通过性明细如表2所示。

表2  不同螺杆堵漏材料通过性明细
螺杆类型序号型号允许粒径/mm
奥瑞托 1 95 0~0.3
2 127 0~0.5
3 135 0.2~0.6
4 165 0.3~0.5
5 172 0.5~0.9
6 185 0.8~1.0
7 197 0.9~1.0
8 203 0.9~1.0
9 216 0.9~1.0
10 228 0.9~1.0
立林 1 23/8 in <1.0
2 27/8~3½ in <4.0
3 3¾~9½ in <5.0
4 11¼~12¾ <6.5

2.2 随钻堵漏材料优选与评价

2.2.1 随钻堵漏材料优选

根据堵漏材料的特性分为4大类:架桥类、高失水类、化学凝胶类、可固化类。由于井下状况具有很多不确定性因素,井场出现遇阻、阻卡等事件,因此,优选架桥类材料作为随钻堵漏材料,对现有的架桥类材料进行理化分析,结果如表3所示。

表3  随钻堵漏材料评价
材料名称筛余物质量分数/%(0.9 mm)水分/%灼烧残渣/%表观粘度变化率/%密度/(g·cm-3)封闭滤失量/mL
GT-MF 2%未通过 1.67 70 +6.67 1.055 0.5
锯末 18%未通过 3.00 32.7 +36.9 1.04 98
细云母(40目) 全通过 1.00 96.21 +2.92 1.045 34
DF-A 1.5%未通过 4.68 82.31 +3.47 1.04 18
SD-3 18%未通过 5.02 37.33 +15.48 1.04 76
TP-2 全通过 2.33 79.67 +3.92 1.04 14

表3可以看出,GT-MF、细云母(40目)、DF-A、TP-2等4种材料的通过性好、抗温性强、封堵效果好且与钻井液配伍性好,因此优选以上4种材料作为随钻堵漏材料。

2.2.2 动态可视化缝隙评价仪

目前国内外未有专用的堵漏材料颗粒通过性评价仪,为此,自研了一种动态可视化缝隙评价仪(如图1所示)。利用液体流动、并对内部施加一定的压力的条件下,观察和测量液体流动携带颗粒状物体对缝隙侵入的效果情况,模拟地层或井壁裂缝、在液体循环运动环境中,封堵效果的实际观测和实际测量。按照实验要求将缝板7或者孔板及实验的砂子、人造裂缝岩心或天然裂缝岩心置入刻度透明过流管中,接入自来水,使自来水处于循环流通状态,在外部的试验筒加入实验材料,即可观察材料在运动状态的变化。

图1  动态可视化缝隙评价仪

1—移动车;2—变速箱;3—泵体;4—电机;9—封压盖;10—透明管;11—输入接头;12—减压装置;13—导压管;14—锁紧螺钉;15—进液管;16—压力显示装置;17—框架;18—排气阀;19—调节手轮;20—上密封盖;21—注液控制阀;22—泄流阀;23—储液箱;24—输出连接管;25—回流管;26—排液阀;(5—滤液回收管;6—支撑环;7—缝板;8—下密封盖)

2.2.3 随钻堵漏材料评价

为保证其通过性的同时,还需要满足堵漏浆具有良好的封堵能力。通过室内实验分析,优选的单一的堵漏材料均能满足通过性要求,但针对缝板封堵评价还不能满足,因此将4种堵漏材料进行配伍,在满足通过性的前提下实现裂缝的高效封堵。最终优选配方为:基浆+5%GT-MF+5%细云母(40目)+5%DF-A+5%TP-2(见表4)。

表4  堵漏浆通过性及封堵性评价
配方动态可视化缝隙评价仪(3 mm孔径)不同缝板封闭滤失量/mL
1 mm缝板2 mm缝板3 mm缝板
基浆+GT-MF 全失 全失 全失
基浆+细云母(40目) 全失 全失 全失
基浆+DF-A 全失 全失 全失
基浆+TP-2 全失 全失 全失
基浆+5% GT-MF+5%细云母(40目)+5% DF-A+5% TP-2 80 120 230

注:  (1)基浆:清水+4%白土;(2)缝板实验配浆量为350 mL;(3)外部承压4 MPa。

表4可以看出,优选的堵漏材料及配伍后的堵漏配方通过性良好,优选的堵漏浆配方在1~3 mm缝板、4 MPa外部承压条件下封闭滤失量分别为80、120、230 mL,满足通过性要求的前提下,封堵效果良好。

3 现场应用

3.1 现场应用统计

长庆区域随钻堵漏技术现场应用百余口井,涵盖了工具、材料和工艺,一次堵漏成功率提高23.54%,大幅降低了钻井堵漏的综合时间,实现了不起钻高效堵漏,降低了井控风险。

3.2 典型案例现场应用

合H-XX井位于甘肃省庆阳市合水县老城镇,该井为同井场的第三口井,前两口井均发生不同程度的漏失,出现钻具仪器堵塞等现场,多次起下钻进行堵漏,该井应用长庆区域随钻堵漏技术,无线定向仪器选择型号为MDN48GW型,限流环主阀芯35~28 mm、7 in钻铤、奥瑞托185型螺杆。

该井钻进至井深1780 m发生失返性漏失,为预防沉砂卡钻强钻1个单根,起钻至井深1600 m配制随钻堵漏浆,堵漏浆配方:原浆+5%GT-MF+5%细云母(40目)+5%DF-A+5%TP-2,下钻至井深1760 m的位置泵入堵漏浆30 m3,堵漏浆出水眼3 m³后关封井器进行挤封作业,关井挤入8 m³后套压2.5 MPa,分5次将钻具内的堵漏浆挤封完,套压不超过4 MPa。憋压30 min后,开井循环。循环中无线随钻仪器显示正常,无漏失,恢复钻进。

该井钻进至2100、3080 m两个不同层位后均发生漏失,采用长庆区域随钻堵漏技术均实现一次堵漏成功,井下仪器及动力工具未出现堵塞,大幅节约了堵漏时间。

4 结论

(1)长庆区域属于三低油气藏,已钻的易漏区域至少存在3套以上的易漏层位,其中延安组、洛河组、延长组、刘家沟组、石千锋组均属于极易漏层位,针对易漏区域需合理优选钻井工具及储备专用的堵漏材料。

(2)长庆区域随钻堵漏技术涵盖了工具、材料和工艺,是一套集成的堵漏技术,优选配伍的随钻堵漏浆针对3 mm的缝板承压能力可承压4 MPa,满足井下仪器及工具通过性要求的前提下具有很好的封堵效果。

(3)针对恶性井漏还亟待研发针对性的堵漏工具及高性能的材料。

参考文献

1

那宇汪文星刘鹏.伊拉克F油田随钻堵漏技术的研究及应用[J].中国石油和化工标准与质量2024441):196-198. [百度学术] 

2

张文哲王波李伟.延长油田西部地区随钻堵漏技术研究与应用——以X241井为例[J].非常规油气201966):89-94. [百度学术] 

3

刘彦学.松南气田低密度低伤害随钻堵漏钻井液技术[J].钻井液与完液2019364):442-448. [百度学术] 

4

孙威威.海坨区块高效堵漏体系的优化与应用[J].钻探工程20214812):72-78. [百度学术] 

5

孙方龙李子钰.复合欠饱和盐水钻井液体系在顺北志留系复杂地层的应用[J].钻探工程2021487):65-71. [百度学术] 

6

唐明明张红梅苏明.鄂尔多斯盆地延北区块刘家沟组堵漏措施应用与分析[J].清洗世界2022385):9-11. [百度学术] 

7

孙欢.致密油洛河组Ø311.1 mm井眼堵漏技术研究与应用[J].石油化工应用2022414):26-29,43. [百度学术] 

8

孙欢朱明明王伟良.长庆页岩油水平井华H90-3井超长水平段防漏堵漏技术[J].石油钻探技术2022502):16-21. [百度学术] 

9

罗江伟.米脂区块刘家沟组地层漏失成因及堵漏对策研究[D].北京中国石油大学(北京)2023. [百度学术] 

10

沈兆超倪小伟黄苏铜.苏里格南SN0101平台钻井防漏与堵漏实践[J].录井工程2020313):60-64. [百度学术]