储气库堵漏技术研究与应用

双6区块气驱采油储气库是西气东输项目在东北建设的唯一一个储气库, 是秦皇岛——沈阳天然气管道配套工程, 是集团公司重点建设项目, 属于国家重点投资项目。该地区已开发30年, 目的层地层压力系数极低 (0.1-0.2左右) (见表1) 且不均衡, 属枯竭气藏。施工中为平衡上部东营组水层压力、沙河街泥页岩层坍塌, 二开使用钻井液密度在1.20-1.25g/cm3, 中完前打开目的层即形成高压差, 为满足固井的要求, 下套管前需承压堵漏使地层承压能力达到4MPa;三开地层压力低, 且不均衡, 使用密度为1.02-1.05g/cm3的无固相钻井液还特别容易发生井漏。

一、承压堵漏机理的研究

上世纪90年代“井眼强化”Wellbore Strenthening概念首次被提出继而有学者提出了“应力笼”理论。当泥浆液柱压力超过地层的破裂压力时便会产生裂缝在裂缝形成后固相颗粒和泥饼迅速在裂缝的近井眼处形成封堵就像一个“楔子”一样楔进裂缝当中对地层形成了压缩此时泥浆的液柱压力通过“楔子”作用在裂缝的近井眼端的两侧形成了压缩环即“应力笼”而它的产生使得井眼的强度得以提高。当泥浆液柱压力大于裂缝尖端的闭合应力时漏失便会发生因此阻隔液柱压力向裂缝尖端的传导是承压堵漏的关键[1]。

二、随钻堵漏、承压堵漏技术的研究

为了较好的达到良好的防漏、堵漏效果, 保证固井质量, 对随钻堵漏和承压堵漏技术进行了室内研究。

1. 随钻堵漏技术研究

通过室内配伍性和封堵性研究, 选配出可以用于随钻封堵地层微小裂缝或孔喉的随钻堵漏液配方为:

基浆+1~1.5%单封+1~1.5%承压堵漏剂+2%超细Ca CO3

利用QD堵漏仪, 用12-20目石英砂进行堵漏试验, 试验数据及现象见表2。

注:基浆:4%膨润土浆+0.3%多元包被抑制剂+0.6%复合硅降粘剂+0.6%高聚硅稳定剂+0.2%烧碱+1%HA-树脂+1%KH-931+1%沥青+重晶石

2. 承压堵漏技术研究

通过室内配伍性和封堵性研究, 选配出可以封堵住地层裂缝或孔喉尺寸在1mm以内的承压堵漏液配方为:

基浆+1%棉籽壳+3%果壳 (核桃壳粗细各1.5%) +3%云母+4%蛭石+5%堵漏剂915+5%单封+7%承压堵漏剂MDF+5%低软化点沥青+4%超细Ca CO3+10%水

注:基浆为4%膨润土浆+0.6%复合硅降粘剂+0.6%高聚硅稳定剂+0.2%烧碱+1%HA-树脂

利用QD堵漏仪, 用直径为4.4mm的钢珠进行堵漏试验, 试验数据及现象见表3。

现象:每次加压钻井液呈细线状缓慢流下, 承压约1min后变为液滴滴下。承压3.5MPa后无钻井液流出, 堵漏成功。

利用QD堵漏仪, 用1mm缝板进行堵漏试验, 试验数据及现象见表4。

现象:承压达到6MPa时无钻井液流出, 堵漏成功。

三、随钻堵漏及承压堵漏工艺技术

1. 随钻堵漏技术

二开后在揭开可能的漏失地层前, 调整好钻井液流变性、稳定性和良好的剪切稀释性, 彻底清扫井底, 防止环空憋堵, 并在钻井液中加入1~2%的承压堵漏剂、1~2%的超低渗透剂, 提高钻井液对地层的封堵能力, 预防井漏的发生, 保证安全快速钻进。三开水平段使用有机盐钻井液体系, 降低循环压耗, 保证清洁无固相, 有效保护油气层, 提高钻井液携岩能力, 防止环空憋堵, 并保证钻井液中承压堵漏剂、超低渗透剂含量分别在1.5%以上, 超细碳酸钙2~3%, 提高地层承压能力, 有效的预防井漏情况发生。

2. 承压堵漏技术

中完打完进尺之后, 调整好钻井液性能, 并充分循环洗井, 起钻电测;电测期间使用室内试验形成的配方, 配堵漏浆20m3左右, 下钻循环好后, 将堵漏浆顶替到易漏失地层, 封闭易漏井段, 之后关井憋压;关井憋压时坚持“小量, 多次”的原则, 憋挤排量控制在0.2m3/min~0.3 m3/min, 每次挤入量控制在2m3~3m3, 憋挤压力增幅控制为1.0MPa~1.5MPa、分3-4次逐步憋压到5MPa左右, 每次憋挤间隔时间1h, 承压能力达到要求后, 分段循环筛出堵漏剂, 循环调整好泥浆后起钻, 下套管固井。

摘要：辽河油田储气库是国家重点工程, 要求套管和地层具有优良的密闭性, 防止注入气体外泄, 影响储气效果。该储气库位于的区块已开采多年, 目的层地层压力系数极低, 施工中极易发生漏失。对此专门研究了随钻堵漏和承压堵漏钻井液技术, 施工中采取了相应的技术措施, 取得了较好的应用效果, 满足了储气库施工的要求。

关键词：储气库,随钻堵漏,承压堵漏,应用