分级堵漏技术在鄂尔多斯盆地东部的应用

为了解决鄂尔多斯盆地东部刘家沟组-石千峰组地层的井漏问题,通过扫描电镜分析岩心样品、X衍射分析岩屑样品和对区域地质资料的研究,发现高含伊利石和绿泥石、低含高岭土和蒙脱石的刚性地层遇水失稳和网状缝发育是引起该区井漏严重和堵漏困难的主要原因。从抑制裂缝壁遇水失稳和用含不同直径刚性颗粒的桥塞型复合堵漏剂封堵不同宽度裂缝的思路出发,通过实验室优化和室内模拟实验,形成了分级堵漏剂配方及分级堵漏技术。分级堵漏剂主要成分包含0.4%～0.5%生物凝胶增稠剂、5%～7%钻井液用复合堵漏剂Ⅱ和含刚性颗粒不等的桥塞型复合堵漏剂。通过8口井现场应用表明,分级堵漏技术能够封堵裂缝宽度小于6 mm的裂缝性复杂井漏,堵漏后漏点地层承压高,满足后续钻井施工承压要求,且在堵漏后至完井期间未发生井漏。研究结果表明,分级堵漏技术适合鄂尔多斯盆地东部刘家沟组-石千峰组复杂裂缝性井漏,值得进一步推广。      

复合化学凝胶堵漏技术在四川地区的应用

四川地区地层破碎、裂缝孔洞发育、部分地层胶结性差,钻井作业中井漏问题突出,有的地层对压力敏感,常规的桥塞堵漏或单一的化学凝胶堵漏效果不理想。通过化学凝胶和桥塞堵漏剂进行复配,形成复合化学凝胶堵漏技术。复合化学凝胶堵漏剂具有较好的“架桥”封堵能力和弹性变形能力,能有效地将桥接堵漏材料胶结起来,达到提高堵漏效果和地层承压能力的目的。实验评价结果表明,复合化学凝胶堵漏剂对由20目-40目的漏失砂床具有很好的封堵能力,封堵层的承压能力大于10MPa。复合化学凝胶堵漏技术在四川地区的分水1并进行了3次堵漏试验,成功率为100％,具有扩大推广应用的前景。     

琼东南盆地高温高压井强承压堵漏技术

XX23-1-1井是位于琼东南盆地的一口重点预探井,该井在钻进至井深4186.22 m时发生井漏。根据XX23-1-1井地层井漏情况及漏层高温高压工况特点,提出了一种新型高温高压强承压堵漏技术。该高温高压堵漏配方由颗粒、片状和纤维材料复合而成,基于“颗粒架桥+楔入承压+井壁泥饼加固”堵漏机理,在挤注压差下形成结构稳定、密实的封堵层,封堵漏失通道,提高堵漏层的强度和堵漏成功率。对高温高压堵漏材料粒径分布特点、抗高温老化能力、堵漏承压效果进行了评价。实验结果表明：该堵漏剂粒径分布范围广,可解决诱导性裂缝漏失问题;高温高压堵漏剂在180℃老化16h后,材料质量损失率低,具有优异的高温耐久性;对5～3 mm缝板进行封堵,承压能力达到20 MPa以上。高温高压强承压堵漏技术在XX23-1-1井进行了现场应用,最终承压至3 MPa,稳压30 min,压降为0,井底承压当量密度为1.90g/cm³,达到了预期效果。     

诱导性裂缝防漏堵漏钻井液研究

由于诱导性裂缝产生,华庆油田在钻井中发生了严重漏失。目前桥塞堵漏剂对孔隙、裂缝尺寸的适应性较差。本文通过对架桥材料、聚合物吸附材料和填充材料优选及颗粒级配,确定了架桥材料为不同粒径橡胶粒(粒径为0.6～1.0mm、1.1～1.5mm和1.6～2.0mm的分别占30%、30%和40%),聚合物吸附材料为CDL-1;填充材料由30%蛭石(粒径0.4～0.5mm)、5%～10%云母、5%～10%锯末、20%～25%桥塞堵漏剂QD-1、20%～30%桥塞堵漏剂QD-2和10%～20%单向压力封堵剂DF-A组成。通过正交实验确定在基浆(清水+0.3%PAM+4%膨润土)中加入2%橡胶颗粒、0.2%CDL-1和3%填充材料,得到适应性防漏堵漏钻井液。该钻井液黏度10mPa·s,动切力3 Pa,承压能力达到4MPa,最小封堵时间10min。现场试验证明防漏堵漏钻井液可在较短时间内有效封堵漏层,取得了良好的应用效果。     

延迟膨胀颗粒堵漏剂的研究与应用

井漏是严重影响钻井生产正常进行的井下复杂情况之一，目前所采用的堵漏方法主要是桥塞堵漏和快干水泥堵漏，桥塞堵漏所采用的材料多由天然物质加工而成，它们的吸水膨胀能力较小或不具备吸水膨胀能力，在钻井堵漏时，往往易造成堵漏效果不佳和堵漏后发生重复性漏失。延迟膨胀颗粒堵漏剂WEA-1是一种吸水膨胀性很强的树脂，具有延迟膨胀的特征，因此能够保证颗粒材料有足够的时间进入井下漏失层位后继续膨胀，其吸水膨胀体积倍数可以达到4～8倍，同时，WEA-1的机械弹性形变能力强，拉伸强度大，封堵强度高，与各种水基钻井液配伍性好，能够达到良好的堵漏效果和有效提高地层承压能力的目的。延迟膨胀颗粒堵漏剂在彩南油田的C2872井、C3002井和霍001井进行了应用，堵漏均很成功，用WEA-1堵漏浆堵漏后，循环钻井液均再未发生漏失。     

高滤失承压堵漏技术

高滤失承压堵漏技术是以高滤失堵漏剂进行封堵漏层提高地层承压能力的堵漏技术,该技术在压差作用下堵漏浆迅速滤失,形成填塞层封堵漏失通道,钻井液在填塞层表面发生滤失形成致密的泥饼,达到提高地层承压能力的目的。研制了一种高滤失堵漏剂,对钻井液流变性没有影响,堵漏浆30 s内API滤失量达180 mL以上,用重晶石粉可加重堵漏浆密度至2.3 g/cm3。室内模拟封堵不同尺寸的缝隙性漏失,承压能力达到7 MPa。高滤失承压堵漏技术进行了7井次现场试验,结果表明:该技术堵漏一次成功率达71%,堵漏时间短3～4 h,为优质高效地钻井施工提供了技术保障。      

低密度膨胀型堵漏技术在塔深1井中的应用

介绍了低密度膨胀型堵漏技术的堵漏机理、技术特点及在塔深1井中的应用情况。低密度膨胀型堵漏技术利用堵漏剂在漏失通道中先堆积、架桥、连接、填充加固，快速形成封堵率高、填充加固能力强的封堵带，从而达到承压堵漏的目的。该堵漏浆具有高塑性，低动切，密度范围宽，膨胀率高，封堵加固能力强，酸化率高（达到75．0％以上），凝固时间、凝固强度可调的特点。塔深1井6130～6633m井段和6130～6317m井段采用该技术进行承压堵漏将地层承压能力提高到7．4MPa以上，下套管固井及完井作业期间未发生漏失。在塔深1井的应用表明，该堵漏技术具有独特的润滑流动性能及很强的封堵承压能力，在大型堵漏施工过程中，易于配制、调整，不需要特殊设备，施工工艺先进成熟，安全系数高，承压堵漏效果显著，为超深井奥陶系承压堵漏提供了新的技术支撑。     

提高地层承压能力技术

地层承压能力的影响因素主要有地层岩性、地层裂缝发育程度、温差、黏土矿物水化和钻井液漏失量、钻井液侵入时间、堵漏材料的类型和粒度组成、钻井和堵漏工艺水平.用改进的DL型堵漏实验仪对一系列浓度的刚性封堵剂、核桃壳以及它们复配的堵漏浆封堵模拟裂缝后的承压能力进行了评价,得出了刚性封堵剂由于强度高、不易被压碎、不水化,在裂缝中能架桥,填充,堵死裂缝,提高裂缝填塞层的承压能力.在DN2-4井和莫深1井上的现场实验也证实了,复配使用刚性封堵剂与核桃壳的堵漏浆能很好地封堵裂缝,提高封堵层的承压能力,且封堵层不容易再次发生漏失,可增加一次成功提高地层承压能力的几率.     

多功能固结堵漏技术在宜202井区碳酸盐岩地层的应用

宜202井区位于天宫堂构造,该井区受区块构造作用,断层和裂缝较发育,碳酸盐岩地层井漏频发,且茅口组发育高压,溢漏并存,同时桥堵浆粒径匹配差、水泥浆驻留能力弱,导致堵漏效果差、成功率低。文章研究了一种多功能固结承压堵漏技术,该技术中的多功能固结承压堵漏剂优选柔性纤维、刚性细颗粒和固化剂等材料,兼备架桥滤失固结和整体固结两种堵漏模式,在时间和地温的作用下稠化固结,12～24 h的初始固结体具有较高的封堵强度,通过室内评价,固结封堵强度随着时间的推移逐渐增加最高可达到19.2 MPa。在Y215井雷口坡组现场应用,承压能力当量密度提高0.36 g/cm³,复杂治理周期较同区域降低75.51%,该技术适用于密度1.40～2.00 g/cm³的各类水基钻井液,能满足40℃～150℃条件下的安全施工。     

南海莺琼盆地高温高压井堵漏技术

南海西部莺琼盆地地质条件复杂,井底温度和压力高,钻进目的层过程中井漏频发。为解决井漏问题,在分析发生井漏主要原因的基础上,提出了将耐高温刚性堵漏材料和耐高温弹性堵漏材料相结合的思路。在钻井液中添加耐高温刚性堵漏材料DXD和耐高温弹性石墨堵漏材料TXD配制成堵漏浆,DXD在诱导裂缝中架桥,TXD在压差作用下充填于诱导裂缝剩余孔隙中,防止诱导缝进一步开启扩大,封堵诱导裂缝,提高地层承压能力。室内性能评价表明,堵漏浆密度最高可达2.40 kg/L,抗温能力可达200 ℃。堵漏浆在莺琼盆地多口高温高压井进行了应用,堵漏效果较好,堵漏成功率由采用常规堵漏技术的30%左右提高到了80%以上。这表明,该堵漏浆可以封堵莺琼盆地目的层的诱导裂缝,提高地层的承压能力和堵漏成功率,解决井漏频发的问题。      

形状记忆聚合物型温控膨胀堵漏剂的制备及应用

针对裂缝性漏失地层,利用低聚物树脂单体与交联剂和增韧剂在催化剂作用下加热交联,制备温度触变模式的抗温承压形变聚合物膨胀堵漏剂SDP,以自适应漏失空间架桥堵塞。研制SDP系列聚合物板材常温抗压强度≥71.62 MPa,高温抗压强度≥17.21 MPa;在激活温度环境下,膨胀延迟时间为40.07～53.43 min,随着环境温度的升高,膨胀延迟时间降低。其不同粒径颗粒复配后可对裂缝膨胀架桥封堵,9%浓度的堵漏液承压能力≥9.5 MPa。将温控膨胀堵漏剂复配刚性和弹性颗粒、柔性纤维等材料在宁夏兴1井进行了应用,解决了延安组煤层裂缝性反复漏失问题,一次堵漏成功率100%,漏失量相比降低了77.67%。      

塔河油田托普区块二叠系高承压堵漏技术

塔河油田托普区块二叠系地层承压能力低,裂缝较发育,易破碎、垮塌,严重影响着三开中途完井固井质量。针对该区块地层特点,优选了雷特堵漏剂作为主要堵漏材料,该堵漏剂以颗粒架桥、楔入承压、封门加固相结合的方式进行堵漏,并具有片状易楔入、耐高温不易变形等特点,特别适合深井及恶性漏失井的堵漏。实验筛选了堵漏浆配方并进行评价,制定了堵漏方案及施工工艺。在塔河油田4口井的二叠系漏失地层进行了承压堵漏施工,取得了良好的效果,应用井一次堵漏成功率为100%,均达到工程设计要求的承压值,堵漏施工周期由平均9.53 d缩短至2 d以内。     

驴驹河储气库井多级承压堵漏技术与应用

针对大港油田驴驹河储气库部分井三开薄弱点多、井筒完整性较差、整体承压能力不足，文章在深入分析漏失机理的基础上，固井前采用了多级承压堵漏技术逐级提高裸眼段的整体承压能力。第一步针对个别天然致漏点的封堵问题，优化出以合金铝颗粒、延迟水化膨胀材料为核心的高承压桥接堵漏配方，形成三种不同裂缝尺寸的堵漏配方，堵漏作业后实验用楔板承压能力均超过13 MPa,抗返排压力超过2.5 MPa。第二步针对井筒整体承压能力不足的问题，优化出一种树脂固结堵漏浆，该浆体密度适中(1.3～1.4 g/cm³),酸溶率高(≥70%),强度适中(3～5 MPa),稠化时间可调。经过两种堵漏作业的强化后，实验所用的三种不同尺寸楔板封堵层承压能力均超过18 MPa,抗返排能力超过6.5 MPa。以此为基础形成的多级承压堵漏技术在HK6井应用效果良好，一次性堵漏成功，承压能力提高5.5 MPa,耗时3 d,相比同区块前期漏失井的堵漏作业周期缩短80%～90%,大幅度缩减承压堵漏时间。     

凝胶承压堵漏技术在普光地区的应用

普光地区承压堵漏技术存在裸眼段长、漏层及缝洞孔喉尺寸难、存在张开性裂缝和岩石骨架承压能力低等难点，桥塞堵漏的效果不理想。因此对桥塞堵漏剂进行改进，通过引入凝胶聚合物和胶结剂形成凝胶堵漏剂。性能评价结果表明，凝胶堵漏剂对不同漏失通道的适应性好，能与地层胶结成高强度的封堵层，对由5-20mm砂粒组成的砂床或10-30mgl石子模拟漏层均具有很好的封堵能力，封堵层的承压能力大于9MPa；该剂的弹性变形能力、膨胀堵塞和化学胶结作用能有效提高材料进入和驻留漏层的能力。凝胶堵漏技术在普光地区4口井中进行了试验，成功率为100％，取得了很好的承压堵漏效果，证实了该技术具有现场适应性好和堵漏程度高的标性。     

油基钻井液随钻防漏技术实验研究

与水基钻井液相比,油基钻井液更容易发生井眼漏失,且井漏现场处理困难,一旦发生井漏,往往会造成重大经济损失。针对油基钻井液漏失问题,从油基钻井液井漏预防措施入手,通过优选不同类型的钻井液防漏堵漏剂,研制了新型油基钻井液随钻防漏堵漏材料,并探讨了其协同作用机理。渗透性封堵实验以及作用机理分析表明,刚性架桥颗粒、弹性填充颗粒、微细纤维材料等不同类型钻井液防漏堵漏剂具有协同作用效果,能够迅速形成具有"强力链网络"的致密封堵层,显著提高了油基钻井液的随钻防漏堵漏性能。进一步优化了强封堵性油基钻井液体系,该体系在120℃、16 h热滚前后的流变性、滤失性能良好,PPA砂盘滤失量仅为11.4 m L,具有良好的随钻防漏堵漏性能,能够起到强化封堵井壁作用,有助于提高地层承压能力。     

龙马溪页岩微米防漏堵漏剂研究与应用

针对川渝地区长宁—威远区块龙马溪组地层微裂缝发育、承压能力低、漏点多、漏失量大、堵漏难度高的问题,采用表面特殊改性处理的可变形胶粒及强刚性、强拉伸强度合成石墨,形成专项防漏堵漏技术。室内研究结果表明,可变形胶粒D50为0.455μm,合成石墨D50为1.121μm,满足龙马溪地层裂缝0.05～2μm填充要求,其最佳配方为：油基钻井液+0.5%～4%可变形胶粒+0.5%～8%合成石墨,该堵漏配方对钻井液流变性影响小,高温,高压滤失量降低率高达92.86%,高温高压渗透封堵性升高25%,体系承压封堵能力最高可达9.57 MPa。该技术在N216H2-1井龙马溪组地层成功应用,结果表明,其可有效降低钻井液漏失速度67%～75%,堵漏成功后安全密度窗口由0.19 MPa扩大至0.56 MPa｡     

鲁迈拉油田防漏堵漏工艺技术

伊拉克鲁迈拉油田地质条件十分复杂,漏层为碳酸盐沉积原生孔隙和成岩作用与构造运动所形成的孔洞、裂缝,漏失通道从微米级至厘米级,二开地层具有“上下漏、中间喷”的层位分布特点,同一裸眼段存在多套压力体系,钻井液漏失严重,堵漏施工时间长.通过室内研究,提出以下防漏堵漏技术:为防止上部地层的漏失,优选出(2％～3％)DLX-1+(2％～3％)QNPB作随钻堵漏剂;当漏失速率为2～5m3/h时可用钻井液快速钻穿漏层,采用静止堵漏或憋压堵漏;对于严重漏失,可采用清水盲钻,一次性把漏层都钻完,然后注入高效承压剂复合堵漏桥浆,高效承压剂能够在漏失孔道内迅速膨胀,配合刚性复合堵漏剂架桥,高效承压剂能很好地与岩石表面吸附完成漏层填充,提高地层的承压能力及堵漏成功率,再结合现场情况适当采用打水泥塞彻底封堵漏层.该高效承压复合堵漏技术、防漏堵漏工艺以及相关的工程技术措施,满足了鲁迈拉区块钻井安全顺利施工的需求.     

适用于鄂尔多斯盆地天环塌陷西翼的体膨胀堵漏工艺

长庆油田鄂尔多斯盆地天环塌陷西翼主要漏失层为洛河层及刘家沟组地层,漏层缝隙发育良好,地层水活跃,漏失速率为20～100 m3/h,堵漏难度大。传统堵漏方法成功率低,难以有效封堵。针对大型漏失井,通过筛选堵漏材料,优选出体膨胀承压堵漏剂HSW-1,以此作为先导浆,在漏失层形成结构承压体,避免漏失点动水冲刷,后注入水泥塞达到堵漏目的。体膨胀承压堵漏剂遇水膨胀可达500～800倍,7 MPa压力下承压能力达11 MPa,耐温120℃,固化时间为2～6min。因HSW-1遇水膨胀和固化时间短的特征,研发出一种定点投送工具,以达到定点投送和定位候凝的目的,提高堵漏成功率。      

刚性楔入承压封堵技术

刚性楔入承压封堵技术是以刚性封堵剂、可膨胀封堵剂和低渗透封堵剂进行架桥封堵的封堵技术,它利用在地层裂缝、孔隙中架桥、楔入、充填,以提高地层周向应力,达到提高地层承压能力的目的。根据SAN-2工程理论分布确定了刚性封堵剂的粒径级配,形成了适应不同漏失速率的承压封堵浆配方。并对刚性封堵剂与其他封堵剂进行了复配实验,实验结果表明,用刚性封堵剂与可膨胀封堵剂、低渗透封堵剂复配的封堵浆,能快速地在裂缝中架桥、填充,形成低渗透率的填塞层,封堵裂缝,承压能力达到7 MPa。现场试验33口井,显著提高了封堵成功率,节约了封堵时间,减少封堵浆消耗量,增强了地层承压能力,为优质高效地完成钻井施工提供了技术保障。     

抗返吐堵漏剂的研制及现场应用

针对川渝区块页岩气堵漏高承压、易返吐的特点,以高软化点树脂为主体,研制了抗返吐堵漏剂(ARP)。室内评价了ARP堵剂在现场油基钻井液中的分散性、与现场堵漏剂的胶结强度,并测试了其胶结固化后的承压能力和抗返吐能力。结果表明,ARP堵剂的最优配方为环氧树脂(软化点90℃)、铁矿粉、20%二乙基甲苯二胺。当堵剂密度为1.8 g/cm³、粒径为0.5～2.0 mm时,其在现场油基钻井液中的分散性较好。ARP堵剂具有变形和胶结固化能力,与桥堵颗粒复配使用时,可在地层裂缝中与其他普通堵漏颗粒胶结固化,从而提高整体封堵段塞的承压能力和抗返吐能力。将ARP堵剂与现场堵漏剂复配使用时,ARP适宜的占比为15%～25%,复合堵剂的胶结强度可达2.7～7.8 MPa。将ARP配制的堵漏浆用于封堵2～3 mm裂缝,正向承压可达8 MPa,抗返吐承压能力可达3.3 MPa。根据材料特点,在四川长宁某井设计现场施工该工艺并应用,取得了较好的堵漏效果。