井漏预防与处理技术减少事故高发
时间:2016-02-01 16:52
来源:
SHYB-546 井是位于沙特东南部 Rub'al-Khali 沙 漠 SHYABAH 区 块 的一口采油井。该区块地层复杂,很容 易发生井漏风险,由于该井储层含有不 确定的裂缝,更增加了井漏的风险性。 在钻井过程中一旦发生井漏就会引起 一系列的井下复杂情况,堵漏失败很容 易引起进一步的地层坍塌或井涌井喷 等事故。堵漏对于易漏失井显得尤为 重要,对于不同区块,不同井下情况 应当采取不同的堵漏措施,以达到较 好效果。针对 SHYB-546 井发生的严 重井漏情况,分析其原因并汲取教训, 总结经验,研究井漏预防与处理技术, 以解决问题。
区块井漏探底
SHYABAH 区块是位于沙特东南 部 Rub'al-Khali 沙漠里的一块高储油 气藏,距离首都利雅得 800km,呈宽 13km、长 64km 的狭长地带。该油藏 发现于 1968 年,属于低渗油藏,并含 有巨大的气体盖层。地表呈高低不平的 沙丘,沙丘最高达 200 米,表层被高 含盐砂层覆盖。该储藏的特点是由东 北至西南向的连续折叠背斜构成,主 要由白垩纪的砂岩、页岩及碳酸盐组 成。SHYABAH 区块储藏垂直深度约 为 5,000ft,为了开采更多的沙丘下区 域, 该井型设计为 6 开次 5 分支水平井, 设计井深大约在 16,000~18,000ft。 该井在 6 开钻进 6 1 / 8 ″井眼过程中曾 多次发生井漏。 该区块地层压力的安全压力区间 较小,油气层地层压力当量密度为 72pcf,采取近平衡钻进技术所采用泥 浆比重为 76pcf,而地层破裂压力当量 密度仅为 90pcf,钻井泥浆安全密度 区间为 14pcf,相比普通油气井较小。 在该区块第一口井 6 1 / 8 ″井眼的钻进 过程中,为有效的保护油气层采用密 度为 76pcf 的泥浆,后期钻进过程中 发生两次溢流险兆。该区块在之后的钻进工程中均提高密度至 80~82pcf, 有效避免了溢流的发生,但增加了井 漏的风险,其钻井液密度与破裂压力 当量密度差异只有 8~10pcf。该井水 平段为软砂岩地层,较为松软,为了 有效地提高机械钻速,钻进过程中, 会在每柱钻杆的钻进过程中打入约 15bbls 的高粘泥浆以提高循环效率, 而高粘泥浆比重通常都在90pcf以上。 在高速钻进中,固控设备使用效果的 不稳定也会导致岩屑含量大而引起泥 浆密度迅速升高。各种因素的不确定 性都增加了密度控制的难度,一旦控 制不当就会压漏地层。 该区块储层裂缝发育较好,裂缝地 层容易发生漏失,一旦漏失,速度会 非常快,有时候难以控制,由于分布 不均匀,无法准确地探测并加以预防, 增加井漏的风险。
该储层岩性以活性页 岩及砂岩为主,孔隙度较大,渗透率 较好,这种地层对于我们的采油有很 大的好处,然而对于钻井施工却恰恰 相反,对于泥浆性能的要求更加苛刻, 一旦性能发生变化就会引起井下的复 杂状况,比如一旦发生漏失,渗透性 和孔隙度都会成为增加漏速的主要因 素之一。 发现轻微井漏后未能采取有 效的措施也会导致井漏的进一步恶化, 如该井第二分支在钻至 16,827 ft 时发 生轻微井漏,司钻在降低排量上提活动 钻具观察后,发现漏失速度为 40bbl/ hr,但未引起甲方密切注视,认为只 是平常的漏失速度,决定继续钻进, 在钻进 4ft 后,突然钻速加快,泥浆失 返,提钻后发现已经完全漏失,之后 多次进行堵漏,效果不大,最后只能 下封隔器,采取提前完钻的方法处理, 未达到设计的井深。
井漏的预防及处理措施
钻进前根据设计要求及邻井相关经 验确定准确的钻进参数,包括钻压、泵 速、泵压及所需要控制的钻速等;在钻 井施工中严格的控制好泥浆性能是钻井 施工的成败所在。该井主要是要控制好 泥浆比重,在进入油层后,要加强泥浆 性能的监测工作,尤其是密度和粘度, 确保其控制在合理的范围之内。提前检 查好各个固控设备,该井次钻进前进行 固控设备的性能测试,包括振动筛、除 沙除泥器、离心机及除气器等,确保灵 活好用。检查各种传感器,包括液面及 硫化氢传感器的使用情况,确保准确, 泥浆体积是判断井漏的最直接和有效的 方法。 对于任何井,在发生井漏时首要做 的就是堵漏,对于堵漏材料及泥浆参数 的要求需要根据具体的地层及井下情况 来决定,对于该区块地层选用特殊的堵 漏剂配方。一旦发生完全漏失(漏失速度 >100bbl/hr)就要采取措施封堵地 层,以免因为泥浆不够导致井筒液面下 降引起的井涌井喷风险。封堵地层多采 用永久性封隔器对地层进行封堵,但会 带来一定的后果,首先会导致封隔器下 部井段的串层,甚至将导致封隔井段的 报废。
最大化降低井漏发生率
井漏不仅会导致井下情况的复杂 化,也会诱发井涌井喷等复杂事故的 发生;即使是成功的堵漏也会产生时 间和堵漏材料的损失,封隔地层仍会 产生储层的污染及井段报废。总之, 井漏的后果是严重的,必须在初期就 采取有效预防措施,最大化的降低井 漏发生的可能性,从而减小井漏所造 成的各种损失。 SHYABAH 区块施工的井几乎都 有不同程度的漏失,每次进入该地层前 必须调整好泥浆性能,如密度和粘度; 进入油气层钻进后实行专人坐岗,用好 固控设备, 加强泥浆性能及体积的监控, 对井漏等复杂情况早发现早处理,避免 复杂情况扩大化;控制钻速在 100ft/ hr 以下,每柱打高粘进行充分的循环, 确保井下清洁;控制起下钻速度,特别 是在裸眼段,防止产生激动压力压漏地 层;司钻加强观察,一是观察泥浆体积 变化,及时发现井漏;二是准确发现各 种井下情况,例如钻速突然加快,放空 等现象,及时准确地做出判断;井场备 足堵漏材料及相应尺寸的封隔器等;加 强井控演练,增强各岗位人员的井下安 全意识。