高压低渗透气井欠平衡固井技术——以宝龙1井为例_技术研究

摘要

摘要：宝龙1井是四川盆地川中龙女寺构造上的一口典型的压力窗口窄、漏喷共存的预探井。宝龙1井下Ф177.8mm尾管至井深2250.05m发生井漏失返，下至井深4569.70m井漏未返，反灌钻井

摘要：宝龙1井是四川盆地川中龙女寺构造上的一口典型的压力窗口窄、漏喷共存的预探井。宝龙1井下Ф177.8mm尾管至井深2250.05m发生井漏失返，下至井深4569.70m井漏未返，反灌钻井液4.6m³见返，循环井漏，采用桥浆堵漏仍然井漏，不能建立循环。为此，提出采用正反注水泥法来固井施工的技术思路。正注水泥施工结束后出现溢流不能起钻，决定在喇叭口处直接反注水泥然后起钻，反注水泥完仍然出现高压低渗透溢流，被迫循环排除水泥浆。在管内注入密度为2.42g/cm³的加重钻井液，在环空有限溢流的前提下把钻具起至设计位置，进行反注水泥施工作业，固井成功，电测固井质量合格率为84.33%、优质率为76.79%。该技术为高压低渗透气井欠平衡固井提供了新的途径。

关键词：宝龙1井；高压；低渗透储集层；欠平衡；固井；四川盆地；龙女寺构造

0 引言

宝龙1井是四川盆地川中龙女寺构造上的一口典型的压力窗口窄、漏喷共存的预探井。该井下送尾管至井深2250.05m发生井漏失返，下送至井深4569.70m未返，反灌钻井液4.6m³见返；施工改用正反注固井施工，成功完成了该井的固井作业(表1)。

表1 井身结构数据表

井号	钻头		套管
井号	规格(mm)	钻深(m)	规格(mm)	下深(m)
1	660.4	201.50	508.0	199.61
2	444.5	1766.00	339.7	1764.49
3	311.2	3186.00	244.5	3184.76
4	215.9	4570.20	177.8	3058.61～4569.70

1 宝龙1井的基本情况

1.1 钻井液性能

钻井液密度为2.14g/cm³：黏度为50s、失水为4mL、滤饼为0.5mm、切力为5～13Pa、含砂为0.2%、pH值为9.5。

1.2 地层分层(见表2)

表2 宝龙1井地质分层表

地层	井深(m)	地层	井深(m)	地层	井深(m)
T₁j²₃	3204	T₁f²	3799	P₁m¹	4417.00
T₁j²₂	3248	T₁f¹	3941	P₁q²	4455.00
T₁j²₁	3266	P₂ch	4069	P₁q¹	4531.00
T₁j¹	3478	P₂l	4224	P₁l	4562.00
T₁f⁴	3537	P₁m³	4254	O₁n	4570.20

1.3 井漏复杂

该井Ф215.9mm裸眼井段存在8个漏层，其中茅二段有2个(4294.47～4298.70m、4357.91～4358.43m)、茅一段有1个(4389.77～4392m)、栖二段有1个漏层(4440.52～4441.07m)，栖一段有3个漏层(4493.45～4494.27m、4518.65～4519.64m、4530.79～4531.11m)，梁山组有1个漏层(4549.50～4549.97m)。

2 固井难点

1) 该井Ф215.9mm裸眼井段存在多个漏层，经多次堵漏后采用密度为2.05g/cm³的钻井液钻至井深4299.59m(茅二段)，发生溢流1.2m³，关井套压为1.7～2.1MPa，控压加重钻井液密度，低于1MPa就外溢，高于3MPa井漏，采用15%的桥浆堵漏压井，加重密度至2.14g/cm³后井下正常。该井段由于压力窗口较窄，下套管、固井作业出现井漏，因井漏诱发溢流的可能性较大。

2) 水泥封固段长，环空间隙小，施工摩阻大，泵压高，施工中井漏的可能性大，施工难度大。

3 施工方案的制订原则

该井由于漏、喷同层，原设计采用一次性正注固井，但下套管中发生井漏^[1～5]，决定采用正反注固井施工；反注中发生溢流，采用加重堵漏浆压稳气层，反注固井施工顺利。

4 固井施工

4.1 下尾管井漏、堵漏作业

下套管至井深2250.05m井漏失返；下套管至井深4569.70m，无返，漏失聚磺钻井液31.3m³；反灌钻井液4.6m³见返；循环，漏速为42m³/h，漏失钻井液14.1m³。

1) 注入密度为2.14g/cm³、浓度为12%的桥浆35m³；投球，替入密度为2.14g/cm³的钻井液40m³，漏速为42～28.6m³/h，漏失钻井液15m³；桥浆9.2m³，其中碰压10MPa，坐挂倒扣成功。

2) 注入密度为2.14g/cm³、浓度为12%的桥浆20m³(耗SDL 3t)，出口间断失返，漏失钻井液14.6m³。

4.2 正注水泥施工

注入抗钙钻井液20m³，出口间断失返，漏失钻井液11.2m³。间断正注钻井液24.8m³无返，液面在井口；间断正循环，无返，漏失钻井液5.2m³。正注G级太铁矿加重水泥17m³，平均密度为2.18g/cm³，泵替钻井液碰压成功，施工中出口一直不返钻井液。

4.3 第一次反注水泥施工

倒出短方钻杆、短钻杆，井深为3055.65m，钻杆内喷钻井液3.4m³，不具备起钻条件，决定在尾管头处反挤水泥固井，注G级太铁矿加重水泥26.6m³，平均密度为2.19g/cm³，按设计顶替到位。开井卸方钻杆，钻杆内喷钻井液，喷高为0.2～0.3m，观察10min没有减小的趋势，强行起钻2柱至井深2997.13m，钻井液从二层台以上钻杆水眼中喷下，起钻困难，活动钻具正循环排出水泥混浆18m³，循环中地层有回吐现象。控压3～8MPa循环加重钻井液，加入重晶石粉45t，理论上钻井液密度应达到2.25g/cm³，实际上进口密度仅为2.10g/cm³、出口密度低于2.00g/cm³。

4.4 第二次反注水泥施工

4.4.1关井准备加重钻井液

关井8 h求压，套压上升到8.8MPa，立压为6.3MPa，控压7MPa在钻杆内注入密度为2.42g/cm³加重钻井液30m³，在有限溢流的条件下开井起钻9柱至井深2794.89m，接回压阀下钻杆2柱至井深2852.37m。

4.4.2反注水泥施工技术

关井反注钛铁矿加重水泥40m³，平均密度为2.25g/cm³，关井挤替水泥浆到设计井深。为了防止水泥凝固卡钻具，关环形防喷器，调低环形封井器控制压力至3～4MPa，起钻2柱至井深2794.89m，关井挤钻井液0.6m³，套压为7.5～6.5MPa，关井候凝。

5 固井质量分析

固井后探得上塞井段为3024.80～3066.2m，下塞井段为4389.09～4570.20m；电测水泥界面为4310m，电测固井质量合格率为84.33%、优质率为76.79%(表3)。

表3 电测固井质量数据表

井段(m)	固井质量	井段(m)	固井质量
3058～3349	好	4266～4310	中
3490～3560	中	4310～4547	差
3560～4266	好	4547～4570	好

6 结论与认识

1) 该井属于典型的高压低渗透气井，第一次反注水泥失败后由于钻井液密度高，脱气性差，加重困难，采用全井加重成本高、周期长。被迫在钻杆内注入加重钻井液，开井在有限溢流的条件下起钻至设计井深，接回压阀下钻杆2柱，施工完后可以在低环形封井器控制压力条件下起钻杆2柱，确保了固井施工安全。

2) 分析该井主漏层在茅口组地层、井深为4300m，需水泥浆量25m³，为了确保固井质量施工一直关井作业，把钻杆内30m³加重钻井液、15m³附加水泥量共45m³推入地层，较大程度地隔绝了气层，有效地提高了固井质量。

3) 该技术仅适宜于高压、低渗透，堵漏困难条件下的特殊固井作业，具有较大的井控、安全风险。固井的重要条件之一是井内压力平衡、井眼畅通，只有井眼准备好了，才能保证套管的顺利下入，才能保证施工安全、确保固井质量。

参考文献

[1] 李福德，曾毅.川东地区固井技术[J].天然气工业，2003，23(1)：47-49.

[2] 熊继有，付建红.井下增压研究新进展EJ3.天然气工业，2003，23(6)：91-93.

[3] 曾明友，石晓兵，魏民洁，等.屏蔽式暂堵技术在狮子沟油田的应用[J].西南石油学院学报，2006，28(4)：67-70.

[4] 刘德平，付华才，吴林龙.川东深井固井技术[J].钻采工艺，2005，27(1)：16-17.

[5] 练章华，韩建增，董事尔，等.基于数值模拟的复杂地层套管破坏机理研究[J].天然气工业，2002，22(1)：48-51.

(本文作者：刘德平王仕水卓云韩向军川庆钻探工程公司川东钻探公司)