• 论文
主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会

六盘水牛场区块煤层气井恶性漏失地层堵漏方法

2018-06-20

  “技术经验”栏目致力于提炼已发表科研成果中解决实际问题的方案,并尽可能提供科研人员联系方式,以便更好服务生产。 


  牛场区块隶属于贵州织纳煤田比德–三塘向斜,累计施工煤层气井36 口,中部地层200~450 m 深出现失返性漏失井达半数以上,主要漏失层位为飞仙关组四段(T1f4),岩性为灰色–浅灰色泥质粉砂岩或粉砂岩互层,薄至中厚层状,波状层理及水平层理,灰岩一般有3 套,全层厚度大于90 m,地层倾角10°左右。堵漏占每口井施工周期约1/3 时间。如何解决该层位恶性漏失问题,降低堵漏成本,缩短钻井周期已成为困扰该区块煤层气钻井的难题。


  前期针对飞仙关组四段(T1f4)恶性漏失地层分别采用过清水强钻、桥塞堵漏、水泥浆堵漏、复合堵漏和可控胶凝堵漏等常规堵漏方法,但堵漏成功后地层承压能力不高,在后续钻井过程中易重复漏失。


  投入式复合堵漏塞


  针对具有地下水活动纵横分布较广的裂隙性漏失带堵漏,研究人员认为,首先应该解决高浓度桥塞堵漏浆被稀释的问题,真正起到驻留支撑作用。由于现场混浆漏斗配置浓度低,为了提高驻留段塞浓度,通过现场试验,将重晶石粉、随钻堵漏剂、锯末、纯棉籽壳、复合堵漏剂和综合堵漏剂按1∶1∶3∶3∶2∶2 搅拌(比例可依据裂隙大小进行调整),为了提高复合堵漏塞的胶凝程度并加入聚丙烯酰胺、高黏羧甲基纤维素钠、高黏堵漏剂,准备3 m3 并装袋。加工井口灌入式漏斗,从井口漏斗均匀投入井内,并利用泥浆泵和方钻杆小流量冲刷携带,保证体积分数达60%以上,使用泥浆罐计量灌入量。为了防止“封门”,下一柱钻具关封井器,采用挤压法方式进行间隙挤压,即每间隔10~20 min 挤压一次,确保将复合堵漏塞全部压入漏层,从而达到在裂隙中堆积、桥接、阻挡和隔离裂隙水,为后续注水泥浆做准备。


  水泥浆固化塞


  对于恶性裂隙性漏失,常规打水泥塞堵漏效果不佳,水泥浆虽具有良好的凝固强度,但堵塞作用有限,在漏速较大的裂隙性漏层中,虽然通过复合堵漏塞能起到阻隔、留驻作用,但大部分水泥浆未凝固之前,已被稀释和冲散,失去堵塞作用。若选择凝固时间较短的速凝水泥,现场自行配浆、注浆时间难以准确掌控,风险较大。因此选择膨润土水泥浆既能降低水泥浆的流动性,又有较强的堵塞作用,也能有一定的强度。为防止水泥浆与井筒内泥浆混浆,下光钻杆至漏层位置,配置体积质量1.8 的膨润土水泥浆4 m3,注浆完成后替浆起钻120 m,关井挤压2/3 水泥浆,候凝48 h 正常钻进。


  投入式复合堵漏塞+水泥浆综合堵漏法解决该区块纵横分布较广的含水裂隙性漏失带取得了理想效果,但完钻时全井做地层承压试验时,该漏层承压能力弱易被压开。主要是由于膨润土水泥浆降低了水泥塞的抗压强度,加之该漏层小裂隙水泥浆进入少,形成的水泥墙较薄,经不起地层5 MPa 的承压试验。由于现场自行注浆水泥浆量少,前期未做精准计量,加上上下混浆量,真正进入漏层裂隙的有效水泥量有限,降低了综合堵漏的效果。


  为了提高漏失井段的承压能力,根据该区块地层漏失特性和原理,将膨润土水泥浆更换为聚丙烯纤维水泥浆,每方水泥浆各混合3 mm和6 mm 聚丙烯纤维2 kg,配浆后聚丙烯纤维无序、均匀地分散在浆体中,封堵裂缝时,纤维在裂缝内架桥结网,水泥颗粒则充填网孔,水泥水化胶凝后与裂缝固结,起到堵漏承压的作用。


  候凝24 h 的聚丙烯纤维水泥试样


  通过3 口井试验优化后的投入式复合堵漏塞+水泥浆综合堵漏方法, 堵漏一次成功率达到了100%;地层承压试验均达到3 MPa 以上,满足固井要求,为牛场区块恶性漏失地层堵漏开辟了新的途径,同时大大节约了堵漏成本及堵漏时间。


  作者简介:徐堪社,1980 年生,男,陕西周至人,硕士,助理研究员,从事煤层气勘探与开发、矿山井下瓦斯抽放及防治水研究。E-mail:xukanshe@cctegxian.com


论文链接
  责任编辑:宫在芹

特别声明:

本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
今日专家

2018年至今,中国矿业大学化工学院,矿物加工工程,教师...

亮点论文

通信作者是特殊的署名类型,存在特殊的学术不端行为。通信作者的职责是完成论文通信事宜,其不 当署名具体表现为标注不适格、侵犯其他作者署名权、未履行通信作者义...

今日企业

主办单位:煤炭科学研究总院有限公司 中国煤炭学会学术期刊工作委员会

©版权所有2015 煤炭科学研究总院有限公司 地址:北京市朝阳区和平里青年沟东路煤炭大厦 邮编:100013
京ICP备05086979号-16  技术支持:云智互联