浅谈盐矿山老区钻遇喷漏同层问题及其解决思路

1、浅谈盐矿山老区钻遇喷漏同层问题及其 解决思路董正亮刘加杰 四川盐业地质钻井大队摘要:喷漏同层是盐矿山老区钻井现场极难对付的复杂情况。此类情况通常始于气侵溢 流，重浆压井时却又出现断流，安全窗口极窄;结合老矿区矿体特点、建井方式 和水采工艺分析成因和影响因素;介绍钻井液替换、循环压井、吊灌抢钻等儿种 处理思路和对策。关键词：喷漏同层;老矿区;吊灌;循环压井;作者简介：董正亮（1985-）,男，硕士，工程师，主要从事钻井液技术、水溶 开采技术服务工作。收稿日期:2017-08-22the briefly discussion on the problem and solution of spray

2、 leakage of the same layer in old distriet drilling of salt minemountaiondong zhengliang liu jiajiesichuan salt geological drilling brigade;abstract：the leakage of the same layer is the complicated situation of the drilling site in the old area of salt mine. this kind of situation usually starts fro

3、m the gas invasion and overflow, when the heavy slurry pressure well has broken down, the safety window is very narrow. based on the characteristics of ore body, the met hod of const rue tion and the analysis of the factors and the mining process of the old mining area, this paper introduces some th

4、oughts and countermeasures of drilling fluid replacemenl, circulating pressure wel1 and hoisting dri11.keyword：lcokagc of the same layer; old orca of salt mine; lift irrigdtion; circulating pressure well;received： 2017-08-221前言随着盐矿产能扩大的不断需求，合理加密原有矿区的井位分布，利用水平井对 接技术在老矿区合理增设井位是盐矿山后期扩能的主要方法。然而，由于盐矿矿 体特

5、点、建井方式和水采工艺等因素的影响，许多生产井在建井若干年后，发生 在水采采空区周围岩层的弯曲、冒落、偏帮、滑移、滚动和底鼓等移动形式ill 使矿体完整性和均质性遭到巨大破坏，其至岀现轰鸣般的地下大面积坍塌。这类 情况不仅破坏已建矿井的正常水采，造成地面沉陷等地质灾害，而且在该区域 新建盐井的钻探过程中，由于井下压力系统的变化而出现钻井时的“上喷下 漏”、“上漏下喷”，甚至是喷漏同层。这里重点就喷漏同层现象、成因和处理 对策进行研究。2钻遇喷漏同层的现象及危害当钻遇此类地层时，盐卤伴生气或容腔累积的压力气体或直接逸散而出，或夹 裹入井流体喷涌而出，顶入重浆压井后已发生井口断流，出现漏失，安全密

6、度 窗口极窄。据资料显示，我队在川西南地区某区块钻遇喷漏同层时，采用平衡压 井法，钻井液密度精确到0.001方能压稳。喷漏同层现象的发生不仅造成生产时 间的延滞，若不及时处理，还会进一步破坏井下压力平衡，酿成井喷、井塌和卡 钻等复杂事故。3钻遇喷漏同层的成因浅析盐矿山老区特殊的矿体特点、建井方式和水采工艺等各环节都在不同程度上造成 喷漏同层的现彖发生。作为连续形态分布的井矿盐资源，盐矿的地下开采必将引 起上覆岩层移动、变形和垮塌等现象，即开采沉陷开采推进方式是全方位的，不 同于巷采，各方位推进速度不一，难以控制。水溶开采方式和产层夹层多等特点, 使得预留矿柱难度很大図。盐产层及其周围由于产层沉

7、积特点，自然与人为引发的地层移动和盐层蠕变性 特点，使得产层夹层多，近产层带较为破碎，经水溶开采后，井下小腔体结构 发育，存在局部贯通的多压力系统。部分可能岀现小腔体沿盐层走向，岀现顶部 联通的趋势。水采入井液在岩盐溶腔中有较高的溶腔水压，压力会强化水对的盐层渗透作用， 促进岩盐溶解；同时水压还对顶板的力学性能有较大影响。盐岩溶腔因其渗透率和孔隙率极低作为能成为地下油气储库，但是随着多年开 采，因为生物发酵、盐卤伴生和加压注采而产生的溶腔气体也被滞留在溶腔内。 当钻遇此类溶腔，就容易发生气侵和井下压力波动。我国盐矿山具有分布广、盐层薄的特点，水平井对接成为最主要的建井方式。由 于水平轨迹沿盐层

8、推进，钻具机械作用、入井流体（钻井液和水泥浆等）浸润等 不仅进一步破坏盐层及其周岩的稳定性，而且促进个小腔体、乃至邻井老溶腔等 多压力系统的贯通。水溶开采时，注采压力、流量设置不合理、压力波动较大等也会加速盐层及其周 岩的破碎带的形成。4喷漏同层的处理对策研究当钻遇喷漏同层时，总体思路是先考虑控制喷涌，再解决漏失封堵的问题。这主 要是因为喷涌对人身和设备的威胁更大，对井口压力系统、排污系统有较高的要 求。根据情况的轻重缓急，主要有以下应对措施。4. 1钻井液置换。当岀现喷漏同层吋，为了降低喷涌对人身和设备的威胁和考虑到排污能力有限， 一般要采取关井的操作。但是不考虑喷涌流量贸然关井或关井时间过

9、长，都会造 成井口关井压力，从而加速钻井液漏失，甚至加大井喷事故发生的可能性。因此, 关井后为了防止出现井口压力过高，应当及时采取置换法卸压（泄气）向井内 注钻井液，达到增加井筒液柱压力降低井口压力之目的。但是，在井漏问题未得 到彻底解决的情况下这样做只是暂解井口之急，与此同吋还必须尽快组织堵漏 压井作业。4.2循环压井堵漏。当井口压力得以控制后，就需要对喷漏现象进行有针对性的处理。当井下漏失速 率不是很大时，可以采用循环堵漏压井进行处理。该法是指通过正/反循环方式 将堵漏与压井有机结合在一起，进行间断或者连续施工，处置喷漏同存的一项 工艺技术固。其主要思路向漏层注入一个堵漏剂“段塞”，通过液

10、柱压力和泵 注压力将堵漏剂挤入并封堵漏层，提高地层承压能力，然后注入重浆压井。根据 工作液循环方式分为正循环压井堵漏和反循环压井堵漏。正循环压井堵漏一般适用于钻具离漏层不远、钻具水眼畅通的作业条件。该工艺 可以先尝试回压阀+旁通阀结构循环压井。即在近钻头回压阀上部5000m处安装 旁通阀，以预留第二循环通道。先泵入轻质钻井液建立液柱，然后注入适量较低 浓度堵漏浆，最后注入压井液建立循环。若因堵漏剂浓度不足而难以奏效，建议 压井起钻换光钻杆堵漏。该方法对套管封隔性、有无井控设备基本无要求，且操 作简单、目标明确。反循环对井控设备、套管封隔性有着严格要求。即耍求处漏点外，基本处于一个 封闭压力系统

11、，流体不渗入未被套管封隔的疏松地层、套管无破损、胶结性较好, 井控设备完好等。井下钻具在漏层附近或漏层以下均可采用该法。它是利用放置 在压井液前面的堵漏浆，用反循环方式注入。首先封堵漏层提高漏层承压能力， 然后在接近半个循环周内钻井液在环空迅速建立液柱截断溢流，达到又堵漏又 压井的目的。通过在钻具上安装的简易井口控制压力和回收压井液等井控装备， 减少对地层过高的回压，避免关井正挤或反推容易将其他地方憋漏的现象。尽管 钻具内流动阻力稍大一些，增加了一些井底回压，但可迅速将堵漏液和压井液 注入漏层和环空建立液柱，有利于排除溢流减少对压井液污染，减少憋开其他 低压层的几率。与正循环方式相比，截断溢流

12、迅速，漏失消耗量小，成功率较 咼。4.3吊灌抢钻。“吊灌抢钻”技术是指在钻遇喷漏同层，出现井口断流、静液面不在井口的现象 时，采取定时定量地向井内（环空）灌入钻井液，钻具内采用饱和卤水抢钻， 以维持井内动压力平衡、防止井喷，抢钻穿过喷漏同层的一项有效处理技术。喷漏同层发生时，井内由于出现漏失而导致井筒液面下降，井内液柱压力降低， 井筒内压力失衡，加速喷涌现象;相反，井内出现喷涌时，关井和压井等操作等 会增加井内正压力，加速漏失现象。因此，要解决喷漏现象必须“双管齐下”。 吊灌抢钻正是基于此思路而产生的处理措施。吊灌钻井液是采用管外环空“压井”的方式提供足够的液柱压力以抑制井下压 力气体向井筒内

13、运移，使其回归地层或溶腔屮4;抢钻是采用对地层有抑制性、 低廉易得且对产层无危害的饱和卤水替代钻井液连续注入井内，构建钻头周围 的短暂循环。由此可见，该法要求钻遇地层无暴露的破碎、松软和泥/沙岩较发 育的地层，有充足的卤水供应管线和完善的井控装置。该法由于相关数据采集困难，尚无理论数据支撑，只是一种经验做法。然而，它 的确为下步堵漏准备和施工赢得时间，是防止造成井喷险情的重要举措。5结论5. 1喷漏同层是盐矿老矿区钻遇的极为复杂的情况，喷漏同层现象的发生不仅造成 牛产时间的延滞，若不及时处理，还会进一步破坏井下压力平衡，酿成井喷、井 塌和卡钻等复杂事故。5.2盐岩的赋存形式、矿体地质环境、建井特点和开采形式都在不同程度上促进盐矿 山老区井下多压力系统的形成与破坏，即为喷漏现象发牛的实质。5.3钻井液替换可有效缓解喷漏吋喷涌压力较大或关井后井口压力急剧增大的现象； 循环压井堵漏是正/反循环方式将堵漏与压井有机结合在一起，进行间断或者连 续施工，处置喷漏同存的一项工艺技术；吊灌钻井液是采用管外环空“压井”的 方式提供足够的液柱压力以抑制井下压力气体