裂缝-孔洞型碳酸盐岩储层暂堵性堵漏机理研究

针对裂缝-孔洞型储层从数十微米级至毫米级别漏失通道并存的储层漏失控制问题,提出漏失控制及储层保护的关键是又好又快地封堵裂缝。进行了塔河油田12区钻井液、完井液动态损害评价试验,结果表明,该钻井液、完井液难以满足裂缝-孔洞型储层的漏失控制及储层保护的需要。根据暂堵性堵漏思路改进了该钻井液、完井液,改进后约在3 min内形成暂堵率在99.999%以上的致密封堵层,且60 min累积滤失量不超过0.5 mL,较改进前裂缝封堵能力提高2.3倍,酸溶返排恢复率提高60%,证明暂堵性堵漏思路是可行的。暂堵性堵漏具有堵漏材料粒度范围大、架桥快速、封堵层致密、侵入适度、双向承压和酸溶解除等特点,暂堵性堵漏与屏蔽暂堵技术的差异主要体现在封堵对象、封堵层形成时间、封堵层承压能力、封堵层厚度、封堵层解除方法等方面。      

超深裂缝性储层漏失机理及堵漏技术

钻井液漏失及其诱发的井下复杂问题严重制约着深层裂缝性油气藏的勘探开发。概述了高温高压超深致密砂岩储层特点,并分析了钻井液漏失机理,总结了目前矿场常用的随钻酸溶、提高承压能力及屏蔽暂堵堵漏技术,分析了各堵漏技术优缺点。鉴于井漏是最严重的储层损害形式,建议采用基于储层保护理论的堵漏思路,强调以保护裂缝渗流通道和提高承压能力为漏失控制的关键。建议进行低损害、易解堵的堵漏材料及钻井液配方设计研究,最终形成一种低损害、广谱性、高承压且耐高温的油基钻井液堵漏技术。     

缝洞型碳酸盐岩储层暂堵性堵漏配方研究

暂堵性堵漏是针对缝洞型储层漏失控制提出的新技术,具有堵漏剂粒度分布广、固相粒子架桥快速、形成的封堵层致密并可以双向承压等特点。人工制成了缝宽为150 μm的缝洞岩样,在暂堵性堵漏机理的基础上,优选了封堵150 μm缝宽裂缝的暂堵性堵漏材料,进行了"架桥粒子粒径"、"架桥粒子加量"和"变形粒子加量"的3因素3水平正交试验。试验结果表明,架桥粒子与裂缝宽度匹配关系为1∶1、架桥粒子体积分数为2.0%、变形粒子体积分数为1.5%是最佳复配组合。用端面为缝和端面为洞两类缝宽150 μm的缝洞人工岩样,进行了动态损害评价试验和酸溶解除滤饼试验。试验结果表明,优化配方均在3 min内形成暂堵率达99.999 9%的滤饼,其承压能力至少为12 MPa,自然返排恢复率大于65%,酸溶助排恢复率达85%以上,较好地实现了暂堵性堵漏目的。      

基于弹性网眼体的油基钻井液堵漏体系研究与应用

针对常规堵漏材料与裂缝适应性差的难题，优选压缩变形性好的弹性网眼体作为架桥材料，对其表面改性制备了耐温耐油弹性孔网材料，通过研选刚性颗粒、弹性颗粒、纤维材料，构建了基于弹性孔网的油基钻井液堵漏体系。室内利用2 mm×1 mm楔形长裂缝封堵模拟评价实验装置对堵漏体系封堵性能进行了评价。实验结果表明，形成的堵漏体系裂缝封堵区域位置适中，封堵区域厚度增加，漏失量小，承压能力高。基于弹性孔网的油基钻井液堵漏体系在现场进行了多口井的应用，一次堵漏成功率达84.6%。该技术成果可为裂缝性地层油基钻井液漏失提供行之有效的技术思路。     

理想充填堵漏工艺在温储6井的应用

温储6井是吐哈油田XX储气库的一口先导试验井,该井三开储层段西山窑组属于超低压枯竭地层,地层压力系数只有0.25~0.27,并且受邻井井下压裂影响,砂岩裂缝明显,在钻进过程中极易发生钻井液失返性恶性漏失。为了实现在三开储层漏失井段的顺利取心,同时保证固井质量,根据储层裂缝宽度,基于理想充填理论优化架桥颗粒粒级分布,结合延迟水化膨胀颗粒、弹性石墨和高效刚性架桥颗粒等特殊堵漏材料,应用该套堵漏工艺在该井三开取心和固井前承压堵漏过程中开展了多次成功堵漏作业,在易漏地层累计取心4桶,长度为32.2 m,收获率为100%;三开固井前,筛除堵漏材料后,最高承压为5.8 MPa,常规密度水泥浆固井期间无漏失发生。理想充填堵漏工艺的成功,为解决类似砂岩低压裂缝漏失难题提供了新的思路,为后续该储气库的有效开发提供了技术保障。      

三维粗糙裂缝网络钻井液漏失流固耦合模型研究

针对现有三维裂缝性地层钻井液漏失模型未考虑粗糙裂缝网络对钻井液漏速影响的情况,建立了三维椭圆裂缝粗糙表面形貌方程,采用分形维数、高度幅值和粗糙峰叠加数量3个参数表征粗糙裂缝;建立了三维裂缝性地层钻井液漏失流固耦合力学模型,修正了粗糙裂缝中流体流动的立方定律,研究了漏失过程中储层压力和裂缝开度的变化规律。实例计算表明,分形维数和高度幅值与钻井液漏失量呈正相关关系;粗糙峰叠加数量与裂缝的平均开度、钻井液漏失量呈负相关关系,裂缝的最大开度与钻井液漏失量有显著的正相关关系。选择堵漏材料粒径时需要充分考虑裂缝表面粗糙度的影响,堵漏材料应重点在开度较大处架桥。研究成果为进一步认识钻井液在裂缝性地层的漏失规律和裂缝开度反演提供了理论基础。     

高酸溶纤维堵漏剂的实验研究

裂缝性储层钻井完井液漏失及其引起的储层损害问题,严重制约裂缝性油气藏的钻探及高效开发。目前现场处理裂缝性储层钻井完井液漏失较常用的方法是桥接堵漏法,纤维是桥接堵漏材料的重要组成部分,但常用的纤维类堵漏材料酸溶性能较差,不能满足裂缝性储层酸化解堵的技术需要。为此,研制了一种高酸溶纤维堵漏剂SDSF,平均直径为10～30 μm,长度为3～12 mm,可根据工程需要调节,酸溶率达95%,抗温能力达150℃,在水基钻井液中分散性良好,耐碱性能优良。基于新型高酸溶纤维堵漏剂SDSF,协同高酸溶颗粒状桥接堵漏材料,实验优化了不同开度楔形裂缝的高酸溶纤维堵漏工作液配方,其承压能力可达10 MPa。高酸溶纤维堵漏技术为解决储层工作液漏失及解堵难题,提供了有效的技术方案。      

南堡 1号构造储层雷特承压堵漏技术

南堡油田 1 号构造人工岛由于长期开采, 造成储层压力亏损, 钻井过程中经常出现失返性漏失, 堵漏时间长漏失量大。室内实验采用 HD- Ⅱ型堵漏仪,采用不锈钢的缝板模拟宽度为 1.0～10.0 mm 等不同规格的裂缝,分别对2 种主要片状锲入剂 NTS-S（酸溶性堵漏剂）和 NTS-M（超强堵漏剂）进行了承压堵漏实验,并优选出一套高效承压堵漏配方。该堵漏剂配方以大颗粒状高承压堵漏剂为架桥剂、片状堵漏剂 NTS-M 复配 NTS-S 为多层叠加锲入剂、纤维类材料 SQD-98 为桥接剂,并配合不同级配填充类堵漏剂,室内评价其承压值可达 7 MPa。南堡 13-1170 井通过应用该套堵漏技术,承压堵漏一次成功,并确保了该井下套管、固井顺利完成,固井质量合格。      

钻井井下爆炸堵漏技术

现有堵漏方法对渗透性漏失较易解决,对裂缝性漏失,堵漏一次成功率低,处理过程复杂、周期较长、成本高,如近年来苏北盆地有46口井发生裂缝性漏失,平均每口井漏失钻井液641 m3、损失时间268 h。主要原因是井下裂缝宽度不一、难以确定,造成堵漏材料粒径不匹配,大粒径堵漏材料难以进入地层,小粒径堵漏材料又容易被漏失的钻井液带走,难以在漏失孔喉处形成有效的桥架结构,导致堵漏成功率低。研发了一种针对裂缝性漏失堵漏的新方法——井下爆炸堵漏技术,主要通过堵漏工作原理、堵漏注射器、药盒、胶筒及凝胶配方等方面的研究,形成钻井井下爆炸堵漏技术。该技术主要通过井下爆炸的方式,挤压地层裂缝,减小裂缝宽度,使堵漏材料“进得去、停得住”,有效提高裂缝性漏失的堵漏成功率,减少经济损失。该技术通过现场4口井共6个漏失层位的封堵应用,成功堵漏5层、有效1层,堵漏成功率83.33%,有效率100%。钻井井下爆炸堵漏技术为进一步完善堵漏工艺开辟了新的思路和方法。     

裂缝性储层漏失机理及控制技术进展

裂缝性漏失及其引起的储层损害问题严重制约着裂缝性油气藏和深层油气藏钻探及开发进程。讨论了当前以封堵为主的桥接材料堵漏、化学堵漏和无机胶凝物质堵漏等漏失控制技术的特点，概述了漏失机理研究、计算机预测及诊断等方面的重要进展及现场应用情况。强调漏失控制必须以预防为主，防治结合。分析表明，实现近平衡或欠平衡钻进、采用暂堵一堵漏原理大幅度提高储层承压能力、改进工艺措施减少激动压力、建立压力屏障阻止裂缝延伸是漏失控制的关键。指出，亟待发展岩石裂缝参数变化动力学理论、油气层压力及漏层位置预测技术、新材料及新型工作液体系、漏失处理系统应用软件。     

高温地层钻井堵漏材料特性实验

深井高温地层堵漏技术对堵漏材料的抗/耐温能力、抗压强度和沉降稳定性等提出了更高要求。针对高温地层钻井堵漏技术难题,基于220℃高温老化质量损失率、粒度降级率、抗压破碎率、抗压弹性变形率、摩擦系数变化率、纤维断裂强度保持率等技术指标,借助扫描电镜观察堵漏材料高温老化前后微观结构变化,评价了常用的有机植物类、有机聚合物类和无机矿物类堵漏材料的基本抗温能力,揭示了高温老化性能下降机理。利用自制的高温高压裂缝封堵模拟实验装置,探讨了高温封堵层失稳破坏机制。实验优选出抗220℃高温的微细填充颗粒、弹性变形颗粒和片状填塞颗粒等3种堵漏材料;基于耐热高分子和无机矿物材料,自制了抗高温高强度低密度的刚性架桥颗粒、抗高温高强度纤维类两种新型堵漏材料。基于强力链网络结构的致密承压封堵基本原理,通过不同类型抗高温堵漏材料的复合协同作用,优化得到了针对不同裂缝开度的抗高温致密承压封堵工作液配方,其承压能力≥ 10 MPa,沉降稳定性好,酸溶率高,可用于解决高温地层或储层钻井堵漏技术难题。     

基于力链网络表征的裂缝封堵层结构失稳细观力学机制

裂缝封堵层细观结构稳定性控制着宏观结构承压能力,进而影响工作液漏失控制效果.由于缺少裂缝封堵层动态细观力学参数获取方法与细观结构演化的精细刻画方法,裂缝封堵层结构承压失稳细观力学机制尚不明确.利用自主研发的钻井防漏堵漏裂缝封堵层细观结构表征系统,模拟了承压过程中物理类颗粒材料构成的裂缝封堵层细观结构演化过程,明确了承压...     

膨化水暂堵剂在海上油田修井中的应用

渤海某油田经过多年注水开发,储层压力高,层间压力差异大,修井作业往往需要较高密度的修井液来平衡地层压力.为减少修井液漏失,保护储层,一般会采取堵漏措施.该油田近年来引进了膨化水暂堵剂,室内研究表明,膨化水暂堵剂与该油田常用压井盐水配伍性较好,堵塞筛管及解堵效果良好.经油田现场实际应用,有较好的暂堵效果.     

高含硫喷漏同存气井钻井与完井工艺技术研究

天东109高含硫天然气井喷漏同存，需要实施堵漏压井技术对气层漏失进行暂堵，但该井属高含硫大产量天然气井，既没有安全钻井液密度窗口，又不具备完井条件，情况复杂，为此研究了固井技术与完井工艺及应急预案，通过认真组织施工，并取得了成功经验。并指明了应用放喷泄压技术从安全的角度考虑应注意的主要问题：①对长裸眼层段存在多压力系统发生井漏与溢流，应分析各层段的地层压力与承压能力，确定漏失层与气层，为制定堵漏与压井施工方案提供科学依据；②在钻井施工中进行堵漏作业，应认真分析漏失层岩性特征、漏失原因与机理，针对性地选择堵漏材料与堵漏工艺；③对喷漏同存的井，应将堵漏与压井进行综合考虑和有机结合，保持井内动态液柱压力始终高于漏层压力，即气层发生井漏实施吊灌技术；④若漏失层为非产层，在不构成伤害油气层前提下，可选择堵漏固化后强度高的永久性堵漏材料；若漏层为产层，确需堵漏则选择能最大限度保护产层的暂堵材料；⑤高含硫气井喷漏同存复杂条件下，固井与完井工艺选择既要符合气田采气技术要求，又要有利于安全施工。     

化学凝胶堵剂承压堵漏技术在顺北3井的应用

顺北3井是位于塔里木盆地顺托果勒低隆北缘构造的一口勘探井,该井二叠系火成岩裂缝发育,地层胶结差、易破碎,承压能力弱,钻井时发生6次井漏,先后使用桥浆、水泥浆等堵漏方式,堵漏效果不佳,一次堵漏成功率低。针对二叠系地层承压能力弱等问题,通过复配使用多种特殊纳米级堵漏材料,研制出一种化学凝胶堵剂HND-1。通过机理分析可知,HND-1具有"多元协同封堵"作用,能够大幅地提高地层的承压能力。室内性能评价结果表明,用HND-1配制的化学凝胶堵漏浆的稠化时间在4~20 h内可调,24 h的抗压强度可达12 MPa以上,密度在0.8~2.25 g/cm3内可调,与其他外加剂的配伍性能好。HND-1化学凝胶堵漏浆在顺北3井二叠系裂缝性漏层进行了现场试验,承压效果良好,现场试压5 MPa,30 min压降为0.2 MPa,二叠系当量密度达到1.55 g/cm3,满足了二叠系承压能力的要求。      

雷特承压堵漏技术在TP226x井的应用

雷特承压堵漏技术主要采用了惰性堵漏材料雷特超强堵漏剂,其性能稳定,施工简单,具有提升承压能力的效果。本文从地层资料分析、堵漏浆配方的确定及堵漏浆配制与注入、憋堵施工全过程,介绍了TP226x井的承压堵漏技术,通过采用惰性堵漏材料雷特超强堵漏剂,进行了三次打压憋堵试验,达到了固井和完井施工需要的目的。     

川东北地区钻井漏失及堵漏措施现状分析

针对川东北地区钻井漏失频率高、处理措施效果不理想的现状,运用数理统计方法对钻井漏失及其处理措施进行了分析、评价。在对川东北地区钻井漏失层进行统计的基础上,依据漏失发生频率、孔道类型、严重程度、漏失特点以及堵漏现状,将川东北地区漏失层分为4个层段,各个层段及其特点分别是:飞仙关组,堵漏难度最大;嘉陵江组,漏失频率最高;须家河组—自流井组,"高孔低破"喷漏同层;蓬莱镇组—沙溪庙组,已得到较好解决。对川东北地区目前应用的堵漏措施进行了归纳总结,并结合各井漏处理措施的封堵机理和现场堵漏效果,总结了11种漏失处理措施的优缺点和适用范围,指出了目前该地区堵漏存在的主要问题并提出了对策。     

热致形状记忆“智能”型堵漏剂的制备与特性实验

裂缝性漏失是钻井工程中的世界性难题,具有裂缝开度不明确、堵漏效率低等特点。传统的桥接堵漏材料对裂缝开度敏感性较强,难以实现有效的自适应架桥封堵。基于形状记忆智能材料学科新进展,利用"热-机械变形"基本原理,研制了不同粒径的热致形状记忆智能型堵漏剂（密度为1.16 g/cm³）,借助傅里叶红外光谱仪、差示扫描量热仪和"折叠-展开"形状记忆测试方法,实验评价了其分子结构、玻璃化转变温度和形状记忆性能;测试了高温高压条件下颗粒膨胀及力学性能;开展了长裂缝封堵模拟实验,探讨了裂缝封堵机理。结果表明,热致形状记忆堵漏剂的玻璃化转变温度可依据漏层温度进行调控（72.86~102.35℃）,形状固定率和回复率大于99%;高温高压条件下（120℃、20 MPa）颗粒D90增长率大于40%,激活后抗压强度高,有利于在裂缝中自适应架桥封堵。热致形状记忆堵漏剂激活前为片状,易进入裂缝,达到激活温度后膨胀至立方体块状的三维结构,在一定范围内可自适应匹配漏层裂缝宽度,封堵效率高,采用一套封堵工作液配方即可成功封堵3~5 mm不同开度共存裂缝,实现温敏、自适应、高效封堵作用。