清水强钻在四川盆地林摊场构造的应用

发表时间:2020/12/8   来源:《工程管理前沿》2020年8月第24期   作者:李建军
[导读] 钻井过程中,井漏现象常有发生。当钻遇大裂缝、溶洞型井漏时,井口失返,钻井液返至漏层全部漏失,采用“堵”的方针难以奏效,采用清水强钻的处理可起到事半功倍的效果.
        李建军
        中石化西南石油工程有限公司临盘钻井分公司

        摘要
        钻井过程中,井漏现象常有发生。当钻遇大裂缝、溶洞型井漏时,井口失返,钻井液返至漏层全部漏失,采用“堵”的方针难以奏效,采用清水强钻的处理可起到事半功倍的效果,本文通过对林页1井钻遇溶洞型恶性井漏的处理过程进行分析,为林摊场构造的开发或类似井漏的处理提供技术参考。
        关键字:恶性井漏;清水强钻;林摊场
1 四川盆地林摊场构造概况
        四川盆地川东南低陡构造带林滩场构造断裂发育,井漏现象普遍,同时由于钻遇断层裂缝带及煤层或页岩时井壁容易失稳坍塌,故阻卡现象现象也比较多;另邻井在嘉陵江组有钻遇高压记录,本井一开在进入嘉陵江组高压水层前中完。根据设计井区地震剖面及邻井实钻情况,预测本井钻遇地层倾角较大,可达22-32°,地层造斜能力较强,防斜打直是重难点。
2 清水强钻在林摊场构造存在的风险与难点
        (1)林摊场构造地层倾角大,邻井之间地层差异非常大,难以根据井深确定当前层位,清水强钻无岩屑返出井口,如何卡层是清水强钻的难点之一,有钻遇下部高压盐水层的风险。
        (2)清水抢钻过程岩屑无法携带出井口,接单根、起下钻停泵时容易发生沉砂卡钻。
        (3)溶洞上下口可能存在两个洞口不绝对居中,钻头上下通过洞口时可能会出现阻挂。
        (4)井眼存在漏失段和膏岩段,无钻井液液柱压力支撑,可能存在缩径或掉块导致起下钻不畅通或掉块卡钻。
        (5)清水强钻不满足下入MWD随钻纠斜组合,地层倾角大,井斜控制难度大。清水强钻时井眼内残余砂子多,吊测时存在沉砂卡钻风险,因环空失返,钻具内无液体,若采用起钻投测方式则可能因仪器自由落体高速下坠损坏仪器和钻具,清水强钻监控井眼轨迹是难点之一。
        (6)林摊场地区距离河流远,无充足水源供给,水源供应不足时需提前起钻至漏层以上安全井段,清水强钻的施工连续性难以保证。
3 采取的技术措施
3.1沉砂卡钻的预防措施
        (1)简化钻具组合,降低卡钻风险,下入牙轮钻头替换PDC钻头,以便于沉砂卡钻的处理。
        (2)在清水供应充足情况下采用大排量施工,钻进过程注意观察扭矩情况,发现扭矩异常时适当上提排量观察,若憋钻严重则停钻采取正、倒划眼正常后再恢复钻进,防止发生卡钻。
        (3)钻完立柱大排量循环携砂,泵入事先已准备好的高粘切稠泥浆悬浮岩屑,采用卸单根接立柱方式,不应将钻头直接放在井底接立柱。
        (4)钻进时确保循环罐清水供应,定专人分别负责循环罐液位高度和清水池蓄水量情况,循环罐内应留有清水不少于50m3作为安全余量,若清水池储备的水量不能满足连续钻进时,立即停钻上提钻具至漏层以上的安全井段,等待清水储蓄足够后下钻恢复钻进。
        (5)钻进时循环罐储备一罐高粘切泥浆,确保随时能用于泵入井内循环携砂保障钻具能上提至安全井段,倒换清水和泥浆入井时不能停泵,循环罐上水阀门直接先开后关,保证倒换期间连续循环。高粘切泥浆使用后立即重新补充储备到位。
3.2井斜控制的措施
        (1)钻进时主要采用轻压吊打为主,防止井斜增加过快。
        (2)若井下情况正常,停泵后上提下放钻具无阻挂时,可使用电子多点进行吊测监测井斜。
        (3)起钻前充分循环后通过投测方式监控井斜。
3.3地层卡层的措施
        钻具组合中下入类似捞杯的捞砂筒,下到井底后通过大排量循环,多次开停泵后捞砂筒中充满岩屑,起钻后从捞砂筒的岩屑判断钻遇地层层位。
3.4清水供应不足措施
        钻进时确保循环罐清水供应,定专人分别负责循环罐液位高度和清水池蓄水量情况,循环罐内应留有清水不少于50m3作为安全余量,循环罐、清水池、取水点和司钻房等岗位人员时刻保持对讲机通讯畅通若清水池储备的水量不能满足连续钻进时,立即停钻上提钻具至漏层以上的安全井段,等待清水储蓄足够后下钻恢复钻进。


4 清水强钻在林页1井的应用情况
4.1  林页1井前期施工情况
        林页1井一开钻至635.98m发生第一次井漏;钻至640m发生第二次漏失;钻至647.67发生失返型漏失;简化组合划眼至井底时发生第四次井漏;钻至650.08m发生第五次井漏;钻至658.19m发生失返型井漏,17:00清水抢钻至673.73m,井口无返出,井段661.5-670.5m发生放空9米钻遇大溶洞,下一步更换牙轮钻头,采用清水强钻钻至一开中完。
4.2  林页1井清水强钻施工方案
        (1)钻具组合:Φ406.4mm牙轮*0.36m+浮阀*0.6m+接头*0.46m+Φ241.3mm钻铤*2根*18.09m+Φ228.6mm钻铤*4根*35.55m+731*630*0.47m+Φ203.2mm钻铤*6根*53.3m+631*520*0.5m+旁通阀*0.46m+Φ139.7mm钻杆。
        (2)钻井参数:钻压6-10T,转速70-80rpm,排量38-50L/S。
        (3)中完井深确定:清水抢钻至750m起钻,加入捞杯下钻钻进3-5m,捞砂后起钻,根据岩性确定地层层位及中完井深。
4.3  林页1井清水强钻施工过程
4.3.1 简化组合
        2018年1月28日17:00清水试钻至673.73m(661.5-670.5m放空,存在9m溶洞);22:30起钻更换牙轮钻头;
4.3.2 清水强钻
        29日12:20清水强钻至684.52m,水源供水不足;-20:30起钻至633m清水池蓄水;-21:00下钻至664m遇阻;
        -30日00:30划眼、循环携砂(划眼期间替入稠浆15m3携砂);-06:15清水强钻至693.71m(清水供应不足);-12:30起钻至463m蓄清水;-13:00下钻至665.9m遇阻;-13:25划眼至井底(693.71m);-13:40清水强钻至694.38m;-13:50循环;-14:00泵入稠浆20m3,接单根;-20:00清水强钻至703.17m(清水供应不足);-20:25划眼、替入稠浆20.6m3携砂;-21:00起钻至480m;
        -31日00:00蓄清水;-01:00下钻至689m遇阻;-01:15划眼至井底;-09:00清水强钻至井深713.72m;-09:10划眼;-09:20泵入稠浆30.2m3;-12:30起钻完。
4.3.3 组合捞砂筒专项捞砂确定层位
        1月31日14:30更换钻头、组合捞砂筒;-16:30下钻至701m遇阻;-16:45划眼至井底;-18:30捞砂;-18:40泵入稠浆30.4m3;-20:30起钻完;-21:00出砂(捞出岩屑含量:深灰色白云岩35%,灰色白云岩35%;灰白色石膏岩、云质膏岩25%,灰黑色页岩、灰色细砂岩5%,偶见灰色灰岩)。
4.3.4 清水强钻至一开中完
        2月1日01:15组合钻具下钻至701.32m遇阻;-01:30划眼至井底;-06:30清水强钻至721.7m;-06:40划眼;-06:50替入稠浆30m3;-06:55接单根;-12:07清水强钻至井深731.84m(清水供应不足);-12:50泵入稠浆20m3;-13:30起钻至井深480m;-16:00蓄清水;-16:30下钻至715m遇阻;-16:45划眼至井底;-17:30泵入稠浆27.6m3带砂;-22:00清水强钻至741.3m(清水供应不足);-22:15循环携砂;-22:30替入稠浆30m3携砂;-23:00起钻至480m;-04:00蓄清水;-04:30下钻至730m遇阻;-04:45划眼至井底;-11:00清水强钻至井深750.86m;-11:10泵入稠浆25m3;-12:30起钻至井深480m;-20:30蓄清水;-21:30下至727m遇阻;-22:30划眼至井底;-04:30清水强钻至760m(一开中完井深)后投测起钻。
5 认识和结论
        (1)林页1井清水强钻的成功,再一次验证了清水强钻在恶性井漏应用的可行性;
        (2)清水供给在清水强钻中起着至关重要的作用,一旦清水停供,则会造成沉砂埋钻的事故。若清水供给受自然原因难以保证连续施工,则需要起钻至安全井段储蓄清水;
        (3)清水强钻无法通过井口返出岩屑确定层位时,可下入捞砂筒或者捞杯进行捞砂来确定层位;
        (4)清水强钻可通过投测监测井斜,确不能下入MWD或者旋导工具等进行纠斜,目前有效的防斜工具是防斜钻具组合和调整钻井参数。
        (5)清水强钻需要起钻、接立柱时,宜采用泵入稠浆携砂、垫底悬浮岩屑,是防止沉砂卡钻的有效措施。
参考文献
[1] 王实其,彭大勇,陈兴明.恶性井漏与气层并存的清水强钻技术【J】.钻采工艺,2019,38(6):73-77.
[2] 易旺,李凯等.黔西地区钻遇地层漏失分析及堵漏措施探讨【J】.石油化工应用,1994,17(4):13-16.
[3] 肖建波,晏凌.井底清水强钻处理恶性井漏的方法【J】.钻采工艺,2000,,23(4):96-97.
[4] 王德承.用清水强钻发处理恶性井漏【J】.石油钻采工艺,1990,7(4):39-43.
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