NC页岩气田东胜构造带浅表层防漏治漏工艺_陈雅辉.pdf

收稿日期：；修订日期：。作者简介：陈雅辉（），男，硕士，现从事非常规油气方面的管理和研究工作。：。基金项目：国家科技重大专项“彭水地区常压钻井及高效压裂工程工艺优化技术”（）。文章编号：（）页岩气田东胜构造带浅表层防漏治漏工艺陈雅辉，匡立新，龙志平，陈士奎，王 恒（中国石化重庆页岩气有限公司，重庆南川；中国石化华东石油工程有限公司六普钻井分公司，江苏镇江）摘要：页岩气田东胜构造带浅表层钻井井漏频次高、漏失特征不清，导致钻井过程中处理耗时长、治漏效果差等问题，严重制约了 页岩气田高效开发的步伐。鉴于此，在梳理东胜构造带浅表层前期井漏情况、厘清浅表层漏失特征、分析已用治漏工艺效果的基础上，从浅表层工勘、抢钻工艺、治漏工艺、携砂工艺等方面进行了优化，形成了一套以“防、抢、堵、携”为主的新型防漏治漏工艺，并在现场应用中获得了较好的效果。关键词：页岩气田；东胜构造带；浅表层；防漏治漏；现场应用中图分类号：文献标识码：，（，；，）：，：；地区常压页岩气资源丰富，地质构造表现为“四隆四凹”，现主要勘探区域为平桥南区块、东胜区块、阳春沟区块，其中东胜区块已知页岩气探明储量约 ，具备较好的开发前景。东胜区块页岩气虽蕴藏丰富，但因其构造带复杂，浅表层溶洞、暗河较为发育，钻井过程中出现井漏频率高且复杂，前期各种治漏工艺效果均未达预期，导致钻井周期冗长，难以实现降本增效的目标。在统计浅表层井漏情况、厘清浅表层漏失特征、分析已用治漏工艺的效果基础上，提出了一种以“防、抢、堵、携”为主的防漏治漏工艺，并进行了现场应用。浅表层井漏情况数据整理及漏失特征分析 本节分别从漏失频次、平均漏失井深、平均漏失 年 月石 油 地 质 与 工 程 第 卷 第 期速度及漏失清水量等方面梳理并分析了近两年 口漏失井在雷口坡组、嘉陵江组等浅表层钻进时的漏失情况（表）。表 东胜构造带浅表层井漏次数统计漏失地层漏失频次 次占比 平均漏失井深 平均漏失速度（）总漏失清水量 雷口坡组 嘉陵江组 飞仙关组 从表中可以看出，漏失层位主要集中在雷口坡组 嘉陵江组，两者占总漏失频次的 。口漏失井中，占主要漏失频次的雷口坡组 嘉陵江组，平均漏失井深分别为 、，飞仙关组平均漏失井深在 ，说明东胜构造带浅表层漏失主要集中在地层上部 左右，及井深 左右。雷口坡组、嘉陵江组属于严重漏失，飞仙关组属于中度漏失，而实际情况中，雷口坡组 嘉陵江组发生漏失速度大于 情况较多，为失返性漏失。从漏失类型角度分析，雷口坡 嘉陵江组缝洞、溶洞较发育，实际发生失返性漏失较多，属于缝洞 溶洞性漏失，而飞仙关组属于裂缝性漏失。防漏治漏工艺东胜构造带浅表层漏失问题，前期在 井等井开展了多种治漏工艺应用试验，但效果均不理想，仍无法实现缩减钻井周期的目标。针对东胜构造带浅表层漏失特性，结合现有钻井工艺的研究成果，提出了一套新型防漏治漏工艺 浅表层工勘前期探井出现复杂情况后，为防止钻遇天然溶洞、破碎带等井漏井垮区域，工作人员使用了微动勘探法和音频大地电磁法对后期新部署的平台开展了浅表层工勘工作，为优选井位提供了基础，为后期钻井作业提供了相关地质构造参考，以此从源头上预防浅表层井漏井垮问题。微动勘探法，即在获取目标地层区域的天然场源微动信号的基础上，从中获得瑞雷波曲线，再对瑞雷波曲线反演获取微动速度剖面，从而进一步勘测浅表层地质结构。图 为老 井的微动相速度剖面图，从图中可以发现，处附近出现显著的低速异常，推断存在天然裂隙、岩溶，而后期实钻情况显示 存在失返性漏失、存在天然溶洞，放空约 ，存在破碎带，存在岩溶，放空约 ，因此微动法测量结果与实钻较吻合。图 微动相速度剖面音频大地电磁（）法是一种以大地电磁法为基础，利用相关设备采集天然电磁场信号数据计算电阻率，通过对不同地层的电阻率进行分析，比较他们之间的差异，进而分辨浅表层的构造形态，以此来查明相关浅表层问题的勘探手段。图 为 井电阻率，显示 、呈现低电阻性特征，推测两段地层破碎程度较高，可能为破碎带。实钻情况显示，钻至井深 开始漏失，开始失返性漏失、为破碎带，测量结果与实钻较吻合。图 井电阻率 清水抢钻前期实践表明，浅表层问题主要表现为“漏垮共存”，各种防漏堵漏措施均失败，因此浅表层采用快速钻进施工，快速钻穿漏层。浅表层后期均采用清陈雅辉等 页岩气田东胜构造带浅表层防漏治漏工艺水抢钻方式钻进。该工艺要点有：因地层漏失严重，需做好供水保障；抢钻期间，为防止沉砂过高，间断用坂土浆清扫井底，确保井底沉砂可控。双液平推堵漏、泡沫水泥浆堵漏针对浅表层漏失特征，结合现有堵漏手段的研究，推出了双液平推堵漏、泡沫水泥浆堵漏。双液平推堵漏常规打水泥浆堵漏并不能有效封堵和稳固浅表层破碎带，因此现场施工人员根据以往堵漏经验，提出了一种新型堵漏工艺双液平推堵漏，“双液”即指水泥浆、堵漏浆，通过向破碎带同时注入水泥浆、堵漏浆，来改善封固浅表层破碎带的效果。双液平推堵漏的实现流程为：大排量循环井筒 ；先注入前置液，后注入堵漏浆增强堵漏效果；开始注入水泥浆且泥浆泵同时配合打入堵漏浆；注替浆、候凝。泡沫水泥浆堵漏泡沫水泥是一种由固相、液相、气相组成的多相体系，具有密度低、强度高、渗透率低、密封能力强等特点，在此基础上发展而来的低密度充氮泡沫水泥浆固井技术有效攻克了页岩气井固井时低压易漏及压裂后环空带压的技术难题。因此，针对东胜构造带浅表层破碎带的漏失特征，结合泡沫水泥的特点及其相关技术的成熟，决定对浅表层破碎带使用泡沫水泥浆堵漏，以此来达到有效封固长破碎带，提升后续钻进效率的目的（表）。表 新型堵漏工艺现场试验结果井号浅表层钻井周期 堵漏工艺老 多次常规堵漏 双液平推堵漏 泡沫水泥堵漏、双液平推堵漏 泡沫水泥堵漏、双液平推堵漏 双液平推堵漏 双壁钻杆气举、高黏切钻井液 双壁钻杆气举针对清水抢钻期间“井漏与井底沉砂共存”的携岩效果差问题，引进使用了双壁钻杆气举穿漏技术，该技术通过注气举升井筒上部泥浆，减少环空当量静态密度（），从而快速钻越漏失地层。双壁钻杆气举穿漏技术优势主要有三点：低成本：气量仅为一般空气钻钻进的 ，且不需要旋转控制头，设备少，占地小；携岩效果好：返速高，效率高，重复破碎少，且不受井眼尺寸影响；应对出水能力强：返速高，上部井眼不易泥包。该技术应用于 井，使用双壁钻杆气举穿漏技术前，井底沉砂高度为 ，通过该技术的应用，清砂至井底，为后期施工提供了基础保障（图）。高黏切钻井液在采用坂土浆清砂效果不理想的情况下，为进一步增强大井眼井段的清砂效果，可采用高黏度、高剪切性能的钻井液。井抢钻至 井段时，发生失返性漏失，钻进过程中坂土浆消耗大，需连续配浆且携岩效果差，后续采用高黏切钻井液后，携岩效果明显，保障了 井顺利钻至中完。现场应用结合上述防漏治漏工艺，在新 井进行了现场应用。为避开天然溶洞，应用了 法对新 井附近进行了浅表层工勘。优选后的井位工勘结果显示，存在破碎带可能性较大，针对此地质勘测结果，对新 井井身结构从“导管 三开制”优化为“导管 四开制”，其中一开对存在破碎带、溶洞的雷口坡组实行专打专封，二开专封缝洞发育易漏的嘉陵江组。钻遇雷口坡 嘉陵江组过程中出现多次漏失，为降低成本，采用双液平推堵漏工艺，效果均达到了预期，成功实行了堵漏，避免了“漏垮同存”。清水抢钻期间使用高黏切钻井液携砂，成功钻完了浅表层，钻井总耗时仅 ，相比同平台老 井，钻井周期缩减了 。结论与建议（）可控凝胶技术、高桥塞滞留型堵漏技术、爆炸堵漏技术、桥塞堵漏 打水泥技术等堵漏工艺治漏成功率未达预期，治理缝洞性、溶洞性漏失效果较差。（）建议将微动勘探法、法等工勘技术对浅表层的认识由区块整体认知转向单井认知并具体细化，逐步开展工勘论证，提升认识精度，进一步为优化井身结构、优快钻井提供依据参考。参考文献 彭兴，周玉仓，龙志平，等 南川地区页岩气水平井优快钻井技术进展及发展建议 石油钻探技术，（）：张国荣，王俊方，张龙富，等 南川常压页岩气田高效开石 油 地 质 与 工 程 年 第 期发关键技术进展 油气藏评价与开发，（）：何希鹏，卢比，何贵松，等 渝东南构造复杂区常压页岩气生产特征及开发技术政策 石油与天然气地质，（）：郝绵柱，姜振学，聂舟，等 深层页岩储层孔隙连通性发育特征及其控制因素：以川南地区龙马溪组为例断块油气田，（）：潘一，徐明磊，郭奇，等 钻井液智能堵漏材料研究进展 材料导报，（）：罗明望 抗高温可控凝胶堵漏技术研究 武汉：长江大学，李文博，李公让 可控化聚合物凝胶堵漏材料的研究进展 钻井液与完井液，（）：王委，刘亚，许春田，等 钻井井下爆炸堵漏技术石油钻采工艺，（）：张逸群，于超，程光明，等 聚能筑巢堵漏用金属割缝管爆炸成形数值模拟及试验研究 石油钻探技术，（）：孙晓倩 微动勘探法在长江中下游地区的研究与应用 北京：中国地质大学（北京），黄光明，赵举兴，李长安，等 岩溶区地下溶洞综合物探探测试验研究 地球物理学进展，（）：王桥，杨剑，夏时斌，等 四川盆地新区新层系页岩气的音频大地电磁探测 以川西南乐山地区须家河组为例 地质学报，（）：严新泺，刘晓珠，卢斌，等 音频大地电磁法（）在广西凤山县顶头金矿勘查中的应用 地质与勘探，（）：，（），（）陈雷，杨红歧，肖京男，等 杭锦旗区块漂珠 氮气超低密度泡沫水泥固井技术 石油钻探技术，（）：康波，樊洪海，唐洪林，等 常低压裂缝性地层气举穿漏钻井技术 石油钻采工艺，（）：李文哲，代锋，李郑涛，等 常规钻具充气反循环钻井技术研究与试验 钻采工艺，（）：（编辑 赵川喜）（上接第 页）牛似成 富县区块气层水平井二级井身结构应用可行性分析 石油地质与工程，（）：胡晋军，张立丽，张耀，等 埕海油田大斜度井超短尾管固井技术 石油钻探技术，（）：马骁，王磊，胡勇科，等 浅析溢漏同存复杂问题的防治技术 石油地质与工程，（）：杨红歧，陈会年，邓天安，等 元坝气田超深探井小尾管防气窜固井技术 石油钻采工艺，（）：王富华，孙希腾，丁万贵，等 裂缝性地层承压防漏堵漏钻井液技术室内研究 复杂油气藏，（）：邱元瑞，马海云，刘荣伟，等 雷特堵漏技术在冀东油田 井的应用 石油地质与工程，（）：谭鹏，何思龙，李明印，等 库车坳陷超深层复杂气田钻完井技术 石油钻采工艺，（）：田宝振，覃毅，高飞，等 深井低密度高强度韧性水泥浆固井技术 石油钻采工艺，（）：沈欣宇，胡锡辉，杨博仲，等 近平衡压力固井技术在超深易漏失井的应用 石油钻采工艺，（）：闵江本，马学如，张战臣 复合空心玻璃微珠水泥浆体系在长庆定吴区块的应用 石油地质与工程，（）：（编辑 赵川喜）陈雅辉等 页岩气田东胜构造带浅表层防漏治漏工艺