低密度膨胀型堵漏浆在湘页1井的应用

湘页1井在二开钻井过程中发生了裂缝性和溶洞型漏失,为提高漏失层承压能力,保证固井质量,采用低密度膨胀型堵漏浆技术对漏失层段进行了承压堵漏施工。由于该井具有漏失井段长、漏点多的特点,针对不同漏失类型,采用不同性能的低密度膨胀型堵漏浆分段进行了3次承压堵漏施工,将地层承压能力提高到1 MPa以上,后续钻进和下套管、固井作业时未发生漏失。湘页1井的应用表明,低密度膨胀型堵漏浆具有良好的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,为湘中坳陷石炭系地层承压堵漏提供了新的技术支撑。      

低密度膨胀型堵漏技术在伊朗 BAB-1 井的应用

伊朗BAB-1井分别在井深404．16m和994m处发生只进不出的恶性漏失。分析了发生井漏的原因及堵漏施工的难点。提出首先应用低密度膨胀型高桥塞液对漏失层封堵，然后用低密度高强度加固液对漏失层加固，结果在短时间内堵漏成功。现场应用表明，该低密度膨胀型堵漏技术具有高塑性、低动切力和强滞留能力，密度在0．86—1，22g／cm^3范围内可调，膨胀率高，封堵加固能力强，封堵率为95．70％-99．84％，针入度小于0．2mm，抗温可达250℃；该堵漏剂的酸化率在75．0％以上，通过酸化解堵不会堵塞油气层，且其凝固时间、凝固强度可调，施工工艺安全快速。该项堵漏技术能够适应伊朗地区不同地层堵漏的需要。     

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。     

低密度膨胀型堵漏技术在塔深1井的应用

塔深1井设计井深为8000m,在同一裸眼井段中存在多套压力系统,易发生井漏、井涌;而且地层特殊,存在地下水,纵向及横向裂缝交错,大小溶洞直径差别大,非均质性严重,漏失通道存在着进口小、出口大的裂缝形态,增加了堵漏施工难度。采用低密度膨胀型堵漏浆在塔深1井6237~6650m井段进行了堵漏,并分为两段进行。第一段为潜在漏失段(6650~6350m),采用低稠化度堵漏浆。第二段为确定的严重漏失段(6350~6235m),采取中稠化度堵漏浆,其配方为:5m3井浆 25m3井场水 (0.5%~2%)密度调节剂SD-D (2%~3%)低密度油层保护剂SD-A (1%~2%)流型调节剂SD-R (1%~2%)低密度提粘剂SD-V (1%~2%)高效提粘剂SD-HV (1%~2%)填充加固剂MF-1 (5%~6%)填充加固剂MF-2 (60%~80%)悬浮稳定剂SF-1 (1%~2%)棉子皮 (2%~3%)锯末 (3%~4%)云母。该堵漏技术取得了理想的堵漏效果,实现了一次固井。     

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.     

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。     

明1井交联成膜与化学固结承压堵漏技术

明1井二开1 894.00~2 514.00 m井段钻进过程中漏失频发,且地层承压能力低,为保证二开后续井段钻井安全,需要对该井上部井段进行承压堵漏作业,以提高其承压能力。在分析漏失情况和钻遇地层岩性的基础上,确定了易漏失层位。根据易漏失层位的岩性并借鉴前期堵漏经验,确定采用交联成膜与化学固结承压堵漏技术进行承压堵漏作业,即首先利用交联成膜堵漏浆初步提高地层的承压能力,再利用化学固结堵漏浆进一步提高地层的承压能力,以满足高压油气层安全钻进要求。明1井上部井段进行交联成膜与化学固结承压堵漏后,2 021.58 m以浅井段地层的承压能力提高到1.70 kg/L以上,2 021.58 m以深井段地层的承压能力高于1.60 kg/L,达到了承压要求,二开井段后续钻井过程中,承压堵漏井段未再发生漏失。实践表明,交联成膜与化学固结承压堵漏技术可大幅度提高易漏失地层的承压能力,为同类地层承压堵漏提供技术借鉴。      

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｡     

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。     

基于温敏形状记忆聚合物的堵漏水泥浆体系研究

文章针对深井长裸眼大尺度裂缝发育井段固井漏失难题，基于自主研制的温敏形状记忆材料，复配耐温刚性支撑颗粒及纤维类堵漏材料，以高抗挤玻璃微珠低密度体系为基础，构建了新型堵漏水泥浆体系。该体系耐温150℃,流变、流动度等综合性能良好。文章采用自主研制的多尺度裂缝动态堵漏实验评价装置，针对3 mm、6 mm裂缝开展了堵漏水泥浆封堵能力评价，6 mm裂缝承压能力可达8.5 MPa,堵漏性能优异。室内研究结果表明：针对3 mm窄裂缝，1～2 mm刚性颗粒架桥，结合温敏膨胀网即可形成封堵；针对6 mm大裂缝，以2～3 mm刚性大颗粒一次架桥，1～2 mm刚性球二次架桥填充，温敏膨胀网覆盖，纤维扦插增强形成较致密封堵墙可以实现有效封堵。研究成果可望为深井防漏堵漏固井技术优化提供参考与指导。     

塔深5井超深层钻井关键技术

为探明塔河油田寒武系沙依里克组、肖尔布拉克组及震旦系奇格布拉克组储层的发育特征及含油气情况,部署了预探井塔深5井,相关资料表明,该井超深层存在缝洞发育易井漏、地层倾角大易井斜、硅质白云岩压实程度高导致机械钻速慢等钻井技术难点。针对井漏问题,优选了抗温堵漏材料,优化了堵漏材料的配比和粒径,辅以随钻堵漏和渐进式堵漏方法,以逐步提高地层的承压能力;为解决井身质量控制和提速的矛盾,应用了垂直钻井工具+大扭矩螺杆的防斜钻井提速技术,能够兼顾防斜和提速;为解决白云岩地层可钻性差、研磨性强的问题,优选了减振耐磨的PDC钻头和扭力冲击器配合等壁厚大扭矩螺杆钻进。采用上述钻井关键技术后,塔深5井顺利施工并成功完钻,为后续塔河油田下部寒武系和震旦系钻井提供了技术途径、积累了技术经验。     

塔里木盆地塔深1井寒武系油气地球化学特征

塔深1井是中国及亚洲陆上最深的探井。在埋深8400m左右、温度160℃、压力80MPa环境下的上寒武统白云岩溶洞储集体中发现了褐黄色的液态烃。研究表明,井深6800~7358m的下奥陶统—上寒武统气样的烃类气体含量为97%,干燥系数为0.97,甲烷碳同位素平均值为-37.9‰,对应的气源岩R_o为1.65%~1.91%,属于典型高演化油型干气,天然气轻烃指纹分析表明与塔河天然气具有相似的母质来源;塔深1井(8406.4~8407.37m)液态烃的正构烷烃齐全,OEP为1.029,C₂₁-/C₂₁+为0.49~1.46,Pr/Ph为0.762~0.991,具有植烷优势,反映了还原—强还原环境的海相腐泥型烃源岩;从表征原油成熟度变化的Pr/nC₁₇,Pr/nC₁₈及芳烃甲基菲指数等分析,与塔河油田奥陶系原油有较大区别,与来自中下寒武统烃源岩的塔东2井、T904井原油相似,其族组分碳同位素δ13C分布于-29.13‰~-25.84‰,具C₂₇>C₂₈<29甾烷特征,初步认为其来自于中下寒武统烃源岩,而高地层压力可能是其保存的重要原因。      

准噶尔盆地南缘山前构造带钻井提速研究

针对准噶尔盆地南缘山前构造带泥岩层段黏土含量高、地层易破碎,钻进中易发生粘卡、井漏、井壁失稳等而导致钻速慢、时效偏低的问题,进行了钻井提速研究。从该地区逆冲推覆体断层和褶皱的地应力特征入手,分析了泥岩的岩石力学特性,包括流变性地层的井壁稳定性特征、地层蠕变速率及其影响因素、井壁岩石崩落掉块机理、地层矿物成分及理化特性等,提出了山前构造带地层钻井提速技术对策,并在风险探井——西湖1井进行了现场应用。现场应用表明,采用具有较强抑制性和封堵能力的PRT有机盐钻井液,能有效减少因吸水膨胀造成的井壁失稳,并能解决井漏问题;用螺杆配合优选的PDC钻头进行钻进,钻速大幅提高,平均机械钻速达到3.00 m/h。与邻井西5井相比,西湖1井的井深增加20.5%,但井下故障大幅减少,钻井周期缩短11.9%,提速效果明显。由此证明,提出的钻井提速技术对策,能够有效解决山前构造带地层机械钻速和钻井时效偏低的问题。      

塔深1井8408米超深井钻井液技术

2006年7月钻至井深8408m的塔深1井,是目前亚洲最深井。钻井过程中,钻井液工艺技术克服了高温、塌、卡、有进无出严重井漏、固相侵入、膏盐污染、大环空携砂等技术难题,创造性应用微漏强钻技术、超深井稠浆段塞携砂工艺技术。用国产先进仪器对钻井液性能检测,其高温稳定性、润滑性、防塌性和失水造壁性都得到很好控制,成功地钻至8408m,塔深1井超深井钻井液工艺技术的成功应用,证明我国钻井液技术已达到国际先进水平,因此,这套钻井液技术具有一定的推广意义。     

顺北一区裂缝性碳酸盐岩储层抗高温可酸溶暂堵技术

顺北油气田一区超深裂缝性碳酸盐岩储层具有高温、高压和天然裂缝发育的特点,钻井过程中易发生漏失。为了解决地层漏失及漏失后带来的储层损害问题,基于岩石矿物组成、微观结构特征和损害因素等研究,提出了“钻井液性能控制+可酸溶暂堵体系”的储层保护对策,研制了主要由可酸溶纤维、可酸溶填充材料及弹性石墨组成的抗高温可酸溶暂堵体系。试验结果表明,该暂堵体系抗温180 ℃,酸溶率大于85.0%,渗透率恢复率大于87.0%,适用于缝宽1.0 mm以下的裂缝性储层。SHB1-10H井的现场试验表明,其目的层钻进中采用抗高温可酸溶暂堵技术后,储层保护效果明显,投产后产油量达到90.0 m3/d,较邻井产油量大幅提高,实现了“堵得住、解得开”,为类似油田的裂缝性储层高效钻进提供了一种新的技术途径。      

低压气藏用低密度无固相泡沫修井液的研制及试验

在产能低、漏失量大的低压气层,使用常规修井液时会带来排液困难、地层伤害严重、产能难以恢复等问题,为此,在可循环泡沫钻井液的基础上,通过添加高效两性离子型发泡剂及稳泡剂,使其能够形成具有特殊结构的微泡状材料,研制了一种保护储层的低密度无固相泡沫修井液。该修井液的泡沫密度达到0.50~0.95 kg/L,黏度不大于90 mPa·s,100 ℃温度下的稳定时间达到24 h。室内性能试验表明:该修井液储层伤害率和滤失量低,堵漏效果良好,温度、压力对其稳定性影响较小。在新疆八二西80104井的现场试验表明,该修井液性能稳定,防漏堵漏效果良好。研究认为,低密度无固相泡沫修井液可在井漏严重、储层水敏和水锁严重的低压气藏应用,能有效保护储层,提高气井产量。      

Y油田超厚沥青层安全钻进分强度控制技术

为解决Y油田超厚沥青层安全钻井技术难题,开展了沥青层分强度控制技术研究。通过高温高压砂床滤失试验、沥青乳化试验、堵漏试验和沥青硬化试验,优选了随钻堵漏浆配方、乳化剂最佳加量、化学堵漏浆配方、硬化剂。室内试验结果表明,随钻堵漏技术可以有效防止沥青侵入井筒;乳化剂RHJ-3加量达到沥青的20%时,能有效降低钻井液的黏度和切力,保持其性能稳定;优选的化学固结堵漏浆对渗透性地层具有良好的封堵效果;硬化剂YHJ-5可以将沥青的软化点提高75 ℃。随钻堵漏技术使F18井沥青层全烃值由87.98%降至23.40%,有效阻止了沥青侵入;乳化降黏技术使F02井沥青层钻井液漏斗黏度保持在62 s;化学堵漏技术使F19井地层承压能力提高0.2 g/cm3;沥青硬化技术在F17井应用后钻井液污染量降低19.5%;S03井采用"专封专打"井身结构和应用控压钻井技术安全钻穿了厚158.00 m的沥青层。超厚沥青层分强度处理技术能有效解决Y油田沥青层安全钻进的技术难题。      

绿泥石弱酸性解堵剂的开发与性能评价

黏土矿物常对油田储层造成污染和堵塞,绿泥石矿物是黏土矿物的主要组成部分之一。目前现场常采用的强酸性解堵剂腐蚀性大,作用时间短,当体系质子消耗到一定量时,体系解堵效率大大降低。为了解决以上问题,对各产地绿泥石物性分析比较,引入缓冲概念,针对性地复配了一种螯合能力强、具有缓冲能力的弱酸性解堵剂。通过室内实验研究发现:在解堵主剂质量浓度4%、pH值为5条件下,解堵剂对绿泥石24 h溶蚀率达25%,说明该解堵剂具有溶蚀率高、解堵效果好、腐蚀性弱以及配伍性好的优点。机理研究表明,解堵剂和缓冲体系有效组合,持续稳定提供一定浓度质子的特点是该弱酸性绿泥石解堵剂高效解堵的关键。WZ-X井在开发开采过程中,由于钻完井液侵入地层造成黏土膨胀与运移伤害,使用绿泥石解堵剂进行解除污染,作业后该井产液量由55.5 m3/d提升至98.0 m3/d。该技术的成功应用为油田解堵提供了新的方向。的方向。