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长裸眼穿盐井盐上承压堵漏技术探讨近两年来，西北油田分公司增储上产盐下井布井数量不断增加，而盐上地层承压堵漏使其承压能力达到下步施工要求是这类井的一个重点和影响建井周期的关键，特别是区块不同，地层承压能力也不同，承压堵漏不能盲目按照一个模式进行，要根据区块不同、盐带不同，地层特点有针对性的制定合理的承压堵漏方案。
承压时，不能盲目追求速度，要合理调配堵漏剂颗粒，稳扎稳打，保证地层憋入一定量的堵漏材料，确保承压堵漏一次成功。
现把我公司此类井施工及技术应用情况做一介绍。
1.盐下井地层概况塔河油田区块经历过多次构造运动，发生过多期岩溶作用，构造变形较强，是裂缝发育的有利部位。
油气藏纵向分布层位多，主要储油层位为奥陶系、石炭系、志留系，呈多层系的复式油气聚集特征。
大量实钻表明，该区块盐下井自盐膏层顶部长达2000多米的裸眼井段，地层承压能力相对较低。
一般来说，盐下井地质情况大致为，上第三系、下第三系为粉砂、细砂、粗砂岩夹棕褐色泥岩互层，该井段地层疏松，由于钻速快、砂岩多井壁易渗漏；侏罗系、三叠系地层泥页岩地层易吸水膨胀、剥落、掉块、使用高密度钻井液易发生漏失，特别是二叠系井段，在常规密度钻进时都容易发生井漏，先期承压堵漏这里将是最薄弱环节之一；石炭系“双峰灰岩”段，顶部为黄灰色泥晶灰岩夹深灰色泥岩，下峰含石膏，使用高密度钻井液体系易发生井漏。
堵漏要根据实钻情况和地质解释有针对性进行。
2.堵漏机理及配方的确定2.1、堵漏机理的分析与认识目前在各个区块井的承压堵漏一般使用的是桥接材料堵漏，将不同形状（颗粒、片状、纤维状）和不同尺寸（粗、中、细）的惰性材料，以不同配方混合于钻井液中，通过井口施压，将堵漏材料憋入地层中，在井壁缝隙内部形成桥堵，达到承压堵漏的目的。
（1）采用桥塞复合承压堵漏，提高地层承压能力，应压裂地层，并针对不同地层岩性、孔喉大小，让桥塞剂进入漏失通道后静堵，让其地层充分闭合，闭合过程中，桥塞剂堵液通过失水形成桥接隔离墙。
深井长裸眼堵漏技术
张敬荣;齐才学
【期刊名称】《南方油气》
【年(卷),期】2001(014)002
【摘要】井漏是在石油与天然气钻井过程中普遍存在或经常遇到的难题,它是在受地层压差的作用下,钻井液漏失到地层中的一种井下复杂情况,这种井下复杂情况是目前钻井工程中最普遍、最常见的技术难题之一.因此,本文对深井长裸眼堵漏工作列举了部分典型实例,从理论上对漏失及防漏堵漏技术进行了分析和研究.对井下漏失的岩石力学和流体力学;漏层性质和漏层位置判断以及提高低压层的承压能力,治理深井长裸眼井漏,提供了一定的现场理论依据和实际应用数据.以便更有效地指导在复杂地层条件下的勘探与开发工作,并结合深井堵漏机理及堵漏剂作用原理进行了有益的探讨和实践.
【总页数】7页(P65-71)
【作者】张敬荣;齐才学
【作者单位】青海油田公司勘探事业部,甘肃,敦煌,736202;青海油田公司勘探事业部,甘肃,敦煌,736202
【正文语种】中文
【中图分类】TE2
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180顺北油气田二、三开下套管及固井过程中易发生漏失，造成水泥浆返高达不到设计要求，导致部分地层漏封，严重影响油气井寿命。
下套管期间发生漏失后，后期固井很难再建立循环，因此，要解决井漏问题，首先要解决下套管及循环期间无漏失。
顺北油气田采用四开井身结构：一开套管下深1200m左右，主要封隔上部新近系松软地层。
二开中完井深4500m左右，钻遇新近系、古近系、白垩系、侏罗系、三叠系、二叠系、石炭系小海子组和卡拉沙依组等地层。
三开中完井深7800m左右，钻遇石炭系卡拉沙依组和巴楚组、泥盆系、志留系、奥陶系等地层，进入奥陶系一间房组中完。
1 漏失的主要因素分析1.1 地层承压能力低易漏地层压力系数低、埋藏深。
二叠系主要以火成岩为主，地层压力系数只有1.26～1.29g/cm 3，埋藏在3700～4300m左右，厚度600m左右；石炭系卡拉沙依组和巴楚组地层以砂岩、灰岩和泥岩为主，志留系塔塔埃尔塔格组、柯坪塔格组以砂岩为主，奥陶系桑塔木组以泥岩为主，岩性硬脆性强，易发生漏失。
由于压力窗口窄、钻进过程中易发生漏失，下套管、循环及固井过程中易发生严重漏失。
尤其是长裸眼井段，往往穿越多套压力体系，很难准确掌握地层安全压力窗口，当套管下放速度小于理论安全下放速度时仍然会发生漏失。
通过对西北油气田下套管漏失井下放速度进行了大量的统计分析，发生漏失的原因主要有以下几点：①地层承压能力掌握不清楚。
②套管下放速度不均匀，最大下放速度超过了安全下放速度。
③实际激动压力比理论值高。
1.2 钻井液性能近年来提倡降本增效，钻井液费用有限，忽视钻井液性能在高温下的稳定性和老化性，因此钻井液和封闭浆在静止时间长，触变性较强，失水后密度增高0.03-0.05g/cm 3，漏斗粘度增加20s以上，导致循环摩阻增大，且形成泥饼较厚，易憋漏地层。
1.3 下套管速度近年来钻井工程要求提速提效，为了节约钻井周期，在中完特殊作业时，井队对套管下放速度控制较快，单根下放时间在30s以内，这样就将产生过大的激动压力，如果激动压力和井内液柱压力之和大于地层破裂压力就可能压漏地层，发生井漏事故。
裸眼井段测井安全操作管理规定裸眼井段测井是石油勘探开发过程中的一项重要操作，涉及到井下设备和人员的安全。
为了保证裸眼井段测井操作的安全性，制定了一系列的管理规定。
以下是裸眼井段测井安全操作管理规定，____字：一、总则1.本管理规定适用于所有进行裸眼井段测井操作的井场和工作人员，旨在确保操作的安全性、高效性和可靠性。
2.裸眼井段测井操作必须遵守国家相关法律法规和技术规范，严格执行本管理规定的各项要求。
3.各级管理人员要重视对操作人员的技术培训和安全教育，确保其掌握本管理规定的内容，熟悉裸眼井段测井操作的各项要求。
二、责任和义务1.井场管理人员负责组织和协调裸眼井段测井操作，对操作人员进行技术培训和安全教育，制定相应的操作计划和风险评估。
2.操作人员必须按照管理人员的指令进行操作，严格遵守操作规程和操作程序，对井下设备进行检查和维护，及时报告异常情况。
3.设备制造商和供应商要提供符合国家标准和规范的裸眼井段测井设备，并提供相应的操作手册和技术支持。
三、井场准备1.井场应具备良好的基础设施和作业环境，如地面平整、井口固定、仓库清洁、设备配置合理等，并定期进行维护和检修。
2.井场应具备完善的安全措施和应急预案，设立明显的安全警示标志和疏散指示牌，配备必要的安全设备和消防器材。
3.井场应建立相应的操作规程和操作程序，明确各级管理人员和操作人员的职责和权限，做好相应的记录和报告工作。
四、井下操作1.操作人员必须穿戴符合安全要求的工作服和个人防护用品，如安全帽、防护眼镜、防护手套、耐酸耐碱鞋等。
2.操作人员在进入井口前必须检查井口的安全设施和井下通风状况，确保井下无有害气体和可燃性气体。
3.操作人员必须熟悉井下设备和工作流程，严格按照操作规程进行操作，遵循正确的操作步骤和方法，不得擅自改变操作流程。
4.井下设备必须经过认真检查和试验，确保正常工作和安全可靠，不得使用损坏或过期的设备。
5.井下设备的安装和拆卸必须按照操作规程进行，严禁使用不合适的工具或方法，避免设备损坏或人身伤害。
断块油气田２００８年１月第１５卷第１期低压易漏井提高固井质量的研究与应用孙清华彭明旺夏宏南张俊严维锋屈胜元（长江大学石油工程学院，湖北荆州４３４０２３）ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｉｍｐｒｏｖｉｎｇｃｅｍｅｎｔｑｕａｌｉｔｙｉｎｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｅａｓｙｌｅａｋｉｎｇｗｅｌｌｓＳｕｎＱｉｎｇｈｕａ（ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｅｔｒｏｌｅｕｍＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＹａｎｇｔｚｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｊｉｎｇｚｈｏｕ４３４０２３，Ｃｈｉｎａ），ＰｅｎｇＭｉｎｇｗａｎｇ，ＸｉａＨｏｎｇｎａｎ，ｅｔａｌ．ＷｅｌｌＰｕｇｕａｎｇ３ｉｓａｔｙｐｉｃａｌｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｅａｓｙｌｅａｋｉｎｇｗｅｌｌ．Ｉｔｉｓｅａｓｙｌｅａｋｉｎｇｉｎｌｏｎｇｏｐｅｎｈｏｌｅ，ｌｏｎｇｓｅａｌｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎｓ，ｍｕｌｔｉｐｌｅｐｒｅｓｓｕｒｅｒｅｇｉｍｅｂｅｃａｕｓｅｔｈｅｇｅｏｌｏｇｉｃｃｏｎｄｉｔｉｏｎｉｓｖｅｒｙｃｏｍｐｌｅｘｉｎｔｈｉｓａｒｅａ，ｗｈｉｃｈｂｒｉｎｇａｂｏｕｔｍａｎｙｄｉｆｆｉｃｕｌｔｉｅｓｉｎｃｅｍｅｎｔｉｎｇｏｐｅｒａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｃｅｍｅｎｔｉｎｇｑｕａｌｉｔｙｉｓｎｏｔｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙ．Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｅｓｔｈｅｍｅａｓｕｒｅｓｏｆｅｎｈａｎｃｉｎｇｃｅｍｅｎｔｑｕａｌｉｔｙ．Ｔｈｅｓａｔｉｓｆａｃｔｏｒｙｅｆｆｅｃｔｈａｓｂｅｅｎａｃｑｕｉｒｅｄｉｎｆｉｅｌｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｔｈｒｏｕｇｈｓｔｕｄｙｉｎｇｔｈｅｐｒｏｐｅｒｔｙａｎｄｖｏｌｕｍｅｏｆｃｅｍｅｎｔｐａｓｔｅａｎｄｏｐｔｉｍｉｚｉｎｇｔｈｅｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔｅｆｆｅｃｔ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｌｏｗｐｒｅｓｓｕｒｅａｎｄｅａｓｙｌｅａｋｉｎｇ，ｗｅｌｌｃｅｍｅｎｔｉｎｇ，ｌｏｎｇｏｐｅｎｈｏｌｅ，ｃｅｍｅｎｔｐａｓｔｅ．１提高固井质量的措施１．１堵漏提高地层承压能力对于低压易漏井，钻井过程中经常出现井漏或者不井漏但只能维持正常钻进而井眼不能承受额外液柱压力作用的情况，不能给固井创造一个较好的井眼条件。
目录第七章低压易漏长裸眼固井技术第一节概述一、国外发展情况二、国内发展情况第二节低压易漏长裸眼固井技术难点和关键技术一、技术难点二、关键技术第三节低压易漏长裸眼地层压力预测一、地层压力预测二、地层破裂压力预测第四节低压易漏长裸眼固井水泥浆技术一、粉煤灰低密度水泥浆技术二、空心微珠低密度水泥浆技术三、化学泡沫低密度水泥浆技术四、矿渣低密度水泥浆技术五、高强低密度水泥浆技术第五节低压易漏长裸眼固井施工技术一、综合防漏堵漏技术措施二、低压易漏长裸眼固井施工技术三、分级施工技术第七章低压易漏长裸眼固井技术第一节概述在石油、天然气钻探和开发过程中，要钻穿多个地层，每个地层的承压能力各不相同，为了提高钻井速度，降低成本，在地层条件（塌、漏）许可的情况下，一般钻达地层较深，在这多个地层中，有些地层（洛河、刘家沟等）破裂压力低，不能承受常规水泥浆液柱压力，要对这段地层进行封固，就形成了低压易漏长裸眼的固井问题。
何为低压易漏长裸眼固井？目前尚无统一的概念界定。
本章的低压易漏长裸眼固井技术是指封固段存在低压漏失层，若固井，必须应用非常规的水泥浆体系及施工工艺，一次封固井段超过1000米或使用分级注水泥器封固段总长超过2500米的特殊固井工艺技术。
这个问题，在全国大部分油气田都存在，特别在长庆、吐哈、辽河、新疆等油田较为突出，经过研究与实践，特别是通过九·五攻关，低压易漏长裸眼固井技术取得了大发展，形成了相应的特色技术。
一、国外发展情况低压易漏地层在国内外是一种普遍的现实，在固井中为了防止发生漏失，防止储层污染，一般采用降低水泥浆的密度。
60年代初，在中东、苏联、美国墨西哥湾等地区已广泛成功地使用了以膨润土、硅藻土、膨胀珍珠岩、水玻璃、硅质充填物等材料配置的低密度水泥浆，用这类材料配置具有合适强度的水泥浆最低密度极限是1.31g/cm3。
自1978年以来，国外已研究出了两种超低密度水泥浆，一种是高强度空心微珠水泥浆; 另一种是泡沫水泥浆，前者密度最低可以到0.96g/cm3，后者密度可低达0.72 g/cm3，1979年美国在西德克萨斯的Spraberry油田，使用泡沫水泥浆（密度0.82-1.14 g/cm3 ，失水＜200mL），解决了该地区丙烷气层和几个漏失层并混有硫化氢腐蚀水层的水泥返高问题。
但是低密度水泥浆由于水灰比、外掺料较大，一般具有较低的抗压强度和较高的渗透性，其应用受到限制。
九十年代后期，司仑贝谢Revil P等利用紧密堆积理论，提出了一种设计高性能低密度水泥浆的全新方法，这种方法基于正确选择用于干混合的组分，并优化配料粒度和配比，使水泥浆的流变性、稳定性、抗压强度等性能不再受水泥浆密度的限制，配制的低密度水泥浆的性能可与常规密度水泥浆的性能相媲美。
目前美国司仑贝谢油田服务公司又提出了“可替代泡沫水泥的低密高强水泥浆”，采用密度为0.36的具有高强度抗压缩的空心玻璃微珠，可将低密度水泥浆低至0.98g/cm3，其抗压强度可与正常密度的水泥浆相当，渗透率比正常密度的水泥石低十倍，并进行了成功应用，成为该领域的先导者。
另外，就是下多级套管。
这些技术的应用一般突破了成本的制约。
二、国内发展情况鄂尔多斯盆地大部分地区存在着严重漏失问题,•尤其是陇东中生界白垩系洛河层宜君组地层,厚约230-580米,是一组受海拔控制的区域性水层,该层孔隙度大,渗透率高,连通性好,极易发生压差性漏失。
陕北气田属于一个低压、低渗、致密气田，其封固特点为含气段长、温差变化大、层间水活跃、上部地层承压能力低。
地层孔隙压力梯度为0.0112MPa/m，气层破裂压力梯度为0.016MPa/m。
裸眼段长有些超过3500米。
吐哈油田油藏为“低压、低渗、低孔隙度”性质，油气层分布井段长，随着油田的不断勘探开发以及上至浅层白垩系、下到深层二叠系的多层系勘探，要求封固的目的层越来越多，封固段越来越长，另外部分特殊开发井也需要全井封固。
从油藏特性上看，储层压力普遍偏低，压力系数0.9～1.05g/cm3，部分区块甚至低于0.7 g/cm3。
鄯善油田容易发生漏失，这就为固井留下了隐患，所以必须解决固井过程中的漏失问题。
在丘东气田，固井要求全井水泥封固。
考虑到气井密封的严格要求、分级注水泥的高风险性，必须采用一次上返固井工艺技术。
国内低压易漏现象较为普遍，80年代以来，长庆油气田的低压易漏层，克拉玛依油田的低压浅层易漏油气井，辽河油田的低压稠油热采井及中原油田的中深易漏油气井中，相继使用了粉煤灰低密度水泥浆、白土低密度水泥浆和漂珠低密度水泥浆等待。
随后又开发了化学泡沫水泥浆密度和低密高强水泥浆技术，同时该水泥浆体系还用在目的层封固上。
工艺上，完善与发展了多级固井技术，一次上返固井技术，正注返挤固井技术等。
第二节低压易漏长裸眼固井技术难点和关键技术一．技术难点低压易漏长裸眼井存在着比常规井更多的固井技术难题，必须进行研究攻关才能解决技术问题，也才能进一步促使技术的进步。
这种类型井由于种种原因，简化井身结构，使得裸眼段长，穿越多层压力体系，封固井筒中各地层的难点全部集中在一起，而且固井过程中发生漏失的几率较大。
对注水泥作业以及如何提高固井质量提出了严峻的考验，主要表现在下列几个方面：1．井漏问题对于气井而言，注水引起地层压力异常以及气层流体可能对水泥造成侵害，水泥浆要求返高至地面，封固段较长，上下温度差异大，地层承压能力较低于环空水泥浆液柱压力时，就会发生漏失，为保证水泥浆返到设计高度，而不发生漏失，是低压易漏长裸眼固井作业的一个难点。
2.低密度水泥问题采用低密度水泥浆固井是降低环空液柱压力的主要措施，但充填型低密度水泥浆和漂珠低密度水泥浆水泥石的抗压强度低，若使用不当会出现问题，无法满足油气层段的射孔要求及油气层改造的要求。
对于有些探井，地层压力很低，在打钻过程中一直伴随着井漏，固井时井漏极易发生，甚至是不能避免的，如何解决固井过程中水泥浆漏失的情况下返高不够的问题，以及失重对固井质量的影响等难点。
3.长裸眼问题裸眼段长，封固井段所需的水泥量大，固井施工时间长，而由于低压易漏层的存在，不可能大排量注替水泥浆，施工难度高，风险加大。
若采用常规水泥浆体系，施工压力会大大增加固井的风险而环空液柱压力的增大会压漏地层，影响固井质量。
采用低密度水泥浆，对注水泥工艺和水泥浆密度控制要求更高。
若低密度水泥浆还不能解决问题，就必须与双级（或多级）注水泥浆工艺技术结合。
井段长造成井底与井口的温度差异过大，陕北气田井深3500-4500m，以正常的井温梯度计算，井口温度为25-30℃，而井底温度可达85-95℃，上下温差在60-70℃。
在吐哈油田、塔河油田由于井深达5500m左右，温差更大。
以井底循环温度为基准设计的水泥浆体系，在上部井段会长时间不凝固，容易引起地层流体浸入。
由于存在低压易漏段，注水泥施工过程中，不可能以大排量顶替来达到提高顶替效率的目的，因此必须保证水泥浆有很好的流动性。
5．顶替效率问题水泥浆的流变性与水泥浆的稳定性是相互矛盾的。
水泥浆的流变性好，顶替效率高，但浆体的稳定性相对会变差。
合理进行水泥浆流变学设计，平衡流动性能与稳定性的关系。
长裸眼段井，由于穿越多个地层、多套压力体系可能还有不同的钻井液体系的浸泡，井径变化不规则，形成“大肚子”井眼，有钻井液滞留区，不易被水泥浆顶替彻底；由于存在低压易漏层系，因此施工排量不能过大，难以实现紊流顶替。
因此顶替效率的提高也是低压易漏长裸眼井的固井技术难题之一。
提高项替效率的方法主要有：（1）提高井身质量；（2）固井前处理钻井液，优化其性能；（3）提高前置液、隔离液及水泥浆性能，合理的隔离液性能及数量设计，能够实现小排量低速注替过程中较高的顶替效率；（4）合理加放扶正器，提高套管居中度；（5）活动套管（6）设计合理的驱替工艺和驱替排量。
二.关键技术1．低密度水泥浆研究在低压易漏长裸眼段固井中，用正常密度的水泥浆会压漏地层，造成水泥浆返高不够，固井质量难以保证，必须采用低密度水泥浆体系。
已广泛使用的以膨润土、硅藻土、膨胀珍珠岩、水玻璃、硅质充填物等材料配置的低密度水泥浆，用这类材料配置具有合适强度的水泥浆最低密度极限是1.31g/cm3。
但是低密度水泥浆由于水灰比、外掺料较大，一般具有较低的抗压强度和较高的渗透性，其应用受到限制。
目前国外已研究出了两种超低密度水泥浆，一种是高强度空心微珠水泥浆; 另一种是泡沫水泥浆，前者密度最低可以到0.96g/cm3，这两种体系配合使用密度可低达0.72 g/cm3。
九十年代后期，司仑贝谢Revil P等利用紧密堆积理论，提出了一种设计高性能低密度水泥浆的全新方法，这种方法基于正确选择用于干混合的组分，并优化配料粒度和配比，使水泥浆的流变性、稳定性、抗压强度等性能不再受水泥浆密度的限制，配制的低密度水泥浆的性能可与常规密度水泥浆的性能相媲美。
而采用密度为0.36的具有高强度抗压缩的空心玻璃微珠，可将低密度水泥浆低至0.98g/cm3，其抗压强度可与正常密度的水泥浆相当，渗透率比正常密度的水泥石低十倍。
低密度水泥浆研究包括以下几方面内容：(1)减轻材料的选取，(2)水泥浆稳定性研究(3)提高水泥石强度方法研究2．低密度水泥浆稳定性研究在低压易漏长裸眼段固井中，对水泥浆的稳定性（包括游离水、滤失量等）要求更高。
由于低密度水泥浆中存在减轻材料或大大多于正常需水量的拌合水，其与水泥颗粒比重差较大，容易发生沉降分层，这样会破坏水泥浆柱的整体均持性，导致水泥石产生疏松凝结，影响水泥环和胶结质量或造成水泥返高不够；另一方面，游离水和滤失水的产生将会使水泥浆拌合水明显减速少，造成流变参数、稠化时间等浆体性能偏离设计值，影响顶替效率和施工质量。
严重时可使水泥浆脱水，产生桥堵造成憋泵或阻止液柱压力的传递。
加剧水泥凝固过程中的失重。
3．水泥浆防窜性能研究注完水泥后，环形空间发生油气水侵是国内外还没有很好解决的一个难题。
长裸眼段井穿越多个地层多套压力体系，地层压力异常，流体活跃，更易于发生油气水窜。
大量生产实践和科学研究表明，造成油气水窜的主要原因是在于水泥浆凝结过程中，其液柱压力在不断降低，，即水泥浆失重。
当作用于井筒环空内的浆柱压力逐渐降到低于油气水层压力的某一时刻，油气水就会侵入环形空间，形成窜流。
4．优化前置液性能使前置液与钻井液及水泥浆有良好的配伍性，与钻井液和水泥浆接触不增稠。
在塞流顶替模式下，尽可能提高顶替效率。
5.工艺配套技术设计研究工艺技术的合理配套，也是解决低压易漏长裸眼固井问题的关键技术之一。
根据地层最低破裂压力以及裸眼段的长度，设计合理的水泥浆密度，是否需要分级注水泥。
设计遵循下列原则：(1)为了保证在固井中不漏失，满足水泥返至设计返高要求，全井拟采用常规+低密度水泥浆固井。
