川南页岩气钻井井漏特征与堵漏技术应用分析

摘要：川渝地区优质页岩气储量丰富，“十三五”以来，各区域勘探开发力度不断增大，页岩气钻井技术取得跨越式发展，以威远、长宁等为代表的川南页岩气示范区块成为川渝主力产区。由于区块地质条件复杂，裂缝溶洞异常发育等原因，实钻过程中井漏复杂频繁，严重制约了钻井施工提速提效。开展堵漏总结分析，优化井漏防治措施，探索高效堵漏工艺技术，减少漏失损失，对保障川南地区页岩气高效开发具有重要战略意义。

关键词：川南；页岩气；钻井井漏；特征；堵漏技术；应用

1页岩气钻井井漏特征分析

川南页岩气区块井漏发生频率高，漏失层位多，从地表至目的层龙马溪组均有漏失层，纵向上呈现明显的“三段式”特征。浅表漏失层以雷口坡组、嘉陵江组为主，漏失通道多为水蚀风化作用形成的溶蚀缝洞，大小不均且分布无规律，既有放空性的大裂缝、大溶洞，又有漏水不漏砂的微裂缝，整体漏失量大，漏失过程常伴有地层垮塌、出水等复杂，处理难度大，损失时间长。使用水泥堵漏一次成功率低，反复堵漏过程中容易产生环保事故，其中已钻井平均井漏处理时间为243h。部分井区漏失裂缝与地表窜通，且存在推覆体和流沙层。

中部井段主要漏失层为飞仙关组、茅口组和栖霞组。其中茅口组、栖霞组属碳酸盐岩地层，多发育断层或纵向裂缝。失返性漏失占比高，漏失量大，堵漏效率低。部分层段存在高压气层或煤层，致使中部井段易出现漏塌同存、溢漏同存等矛盾性复杂情况。下部页岩段层理发育、褶皱断层多，并存高角度裂缝，易发生恶性漏失。钻进过程中气测显示频繁，加之微裂缝扩展压力限制，钻井液安全密度窗口窄，井底压力控制要求高，井控和防漏矛盾突出。川南页岩气区块整体地质条件复杂，纵向上各层段均有裂缝溶洞发育，横向上裂缝间连通性良好，裂缝开启压力低，整体漏失情况复杂。漏失类型多以裂缝性漏失为主，具有漏失量大、堵漏成功率低、漏失处理周期长的特点，漏失过程并存气侵、垮塌等风险，井控难度大。

2页岩气分段井漏防治技术现状

2.1表层井漏防治技术

钻井过程中，为保证浅表地层水不受污染，多采用清水强钻、空气/雾化钻井工艺措施和水泥、商砼、多相混输堵漏技术。使用清水强钻、空气/雾化钻井方式可快速钻穿雷口坡组、嘉陵江组等缝洞发育地层，井漏损失时间大幅降低，但会消耗大量清水。钻遇推覆体和流沙层时，井漏往往伴有垮塌、地层出水等复杂，无法使用空气钻井等技术，治理难度极大，尚未得到很好解决。

2.2中部井段井漏防治技术

中部井段主要采用随钻、桥堵、水泥堵漏和清水强钻工艺。通过优化堵漏方案（随钻、桥堵、水泥堵漏），缩短治漏时间，提高堵漏工序及组合规范性。在钻遇龙潭组垮塌层时，强化钻井液性能后降密度钻进，钻穿后采用水泥封固措施至中途完钻井深；针对茅口组漏塌同存问题，采用盖帽钻井液+清水强钻，上部使用钻井液盖帽防塌，下部清水强钻。针对泸州等地二叠系含高压气层，发生井漏后可能诱导溢流的问题，优化井身结构，将技术套管下入层位从石牛栏组顶部优化至栖霞组顶，优化后未出现漏喷转换情况。采用上述措施取得了较好的井漏防治效。

2.3下部井段井漏防治技术

下部井段井漏防治技术路线主要采用随钻、桥堵和水泥堵漏方式。针对渗透性漏失，采用随钻堵漏，成功率逐年提高。但是，韩家店组—石牛栏组存在低压漏失层，部分井存在高角度裂缝，提承压难度大；龙马溪组安全密度窗口窄，溢漏、漏塌矛盾突出，井漏回吐现象突出，井控风险大。下部井段仍存在承压堵漏无效、龙马溪组溢漏同存的难题。

3主要堵漏技术与应用效果

3.1桥塞堵漏技术

FDJ系列复合桥塞堵漏剂具有配制简单、施工简便、适用范围广、见效快的特点，但也存在一些不足。如对漏失层认识不清楚时，易出现“封门”问题，导致堵漏效果不佳；在高密度条件下，材料存在上浮问题，可能导致水眼堵塞；经过高温、长期浸泡后，材料强度降低。为了解决FDJ系列材料在高温、浸泡后堵漏效果变差的问题，研发了WNDK系列刚性颗粒堵漏剂，与FDJ复合堵漏剂复配使用，增加了堵漏剂耐温能力，提高堵漏强度，尤其适用于承压堵漏。WNDK特点是刚性矿物颗粒强度高，不受温度、水浸泡影响，配制简单，施工简便；但由于尺寸较大的颗粒悬浮稳定性差，易沉降，对漏失层认识不足时，易出现“封门”问题。

3.2水泥堵漏技术

针对失返性漏失、破碎带、大裂缝、溶洞漏失等，采用水泥堵漏技术，通过优化水泥浆，添加纤维，形成纤维水泥浆，提高水泥浆在漏失层驻留能力，提高水泥石韧性，效果较好。水泥堵漏强度高，适用范围广，较桥塞堵漏成功率高。注水泥堵漏需专业设备支撑，存在施工周期长、安全风险大的问题。

3.3多相混输堵漏工艺技术

针对页岩气区块表层大裂缝、溶洞型井漏，研究并试验多相混输堵漏工艺技术。该工艺技术在水泥浆中加入大尺寸多相介质堵漏剂，应用砾石凝胶体配制、泵送设备，将高密度、高稠度、刚性凝胶工作液通过大排量柱塞泵送至漏失层，实现大直径刚性堵漏材料以流体的形式进入漏失层。研制的多相混输堵漏设备可自主完成配浆、泵送等工作，实现了人员远程控制、读秒精确供水、自动上料、井口转换连接等一系列智能便捷的操作模式。

3.4遇水快速凝固堵漏技术

为解决大裂缝含水漏失层堵漏难题，研制了遇水膨胀堵漏剂和密闭输送工具，堵漏剂遇水发生反应，快速膨胀，同时中间产物发生交联，形成弹性固结体，占据漏失通道，成为大裂缝含水漏失层快速封堵的新手段。

3.5综合防漏治漏方案

基于现场实践经验积累，结合室内研发攻关及新技术工艺引进，集成上述堵漏技术成果，形成了复合桥塞堵漏、桥塞+高滤失堵漏、桥塞+水泥浆堵漏、凝胶+水泥浆堵漏等综合堵漏工艺技术，实现从单项堵漏技术应用到单项技术集成应用转型，有效提高了堵漏成功率，基本满足了天然裂缝、诱导裂缝、采空区、漏水同层、喷漏同层、多压力系统共存等复杂井漏防治的需要。

4存在的问题

（1）环境敏感，表层堵漏手段受限，无快速有效的处理方法。在长宁区块，某些井表层钻遇溶洞、裂缝+推覆体、流沙层地层，出现出水、井漏、垮塌，地下暗河与地表河道连通性好，考虑环境保护，清水强钻、空气钻井、膨润土浆钻井均无法实施，防漏治漏工艺有限，处理周期长，仍无有效的快速处理

方法。

（2）地层从上至下均存在漏失层，漏失层位置及特征判断难度大。井漏发生后，缺乏对漏失层的整体认知，尤其针对长裸眼多压力层段，堵漏措施针对性不强，堵漏效果差。目前仅能实施环空液面监测，其他漏失层性质均靠经验判断，难以满足现场高效堵漏需求，堵漏方法选择、钻具下深、堵漏浆配制、施工压力等工艺参数无法准确确定，导致现场堵漏施工存在一定的盲目性和不可预见性。

（3）页岩层压裂诱导性井漏治理难度大。高压含气层与龙马溪组同裸眼，龙马溪组发生井漏并有反吐现象，属典型的压裂诱导性漏失，控压钻井不足以降低钻井液密度，井漏及井控难度大、风险大。同时防漏堵漏材料种类少，针对恶性井漏的承压、吸油膨胀及油凝胶类段塞材料的现场应用尚不成熟，堵漏效果有待提升。

（4）缺少对地层承压能力评估的有效模型或方法，长裸眼、薄弱地层提承压难度大。部分区块韩家店组—石牛栏组存在高角度裂缝，堵漏过程中存在堵不牢、揭开新地层又发生井漏、承压能力低、易复漏等问题，尚无有效的承压堵漏方法。

（5）堵漏浆量化评价不足。目前，所有堵漏剂在漏失层适应性和承压能力方面均有量化评价数据，但对不同类型、尺寸和加量的堵漏材料配制的复合堵漏浆缺乏综合量化评价。例如：不同复合堵漏浆对漏失层的适应性和承压能力缺少数据支撑；由于钻具组合日趋复杂，缺乏复合堵漏浆的钻具通过性评价等。