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。     

涪陵页岩气田油基钻井液随钻堵漏技术

涪陵页岩气田焦石坝区块三开水平段采用油基钻井液钻进过程中,因堵漏材料与现场钻井液配伍性差导致堵漏成功率低、易复漏,针对该问题,研究了油基钻井液随钻防漏堵漏体系。基于"刚柔并济,变形封堵,细粒充填及限制渗透"的堵漏原理,通过室内试验,优选了JHCarb刚性堵漏剂、HIFlex变形颗粒与H-Seal弹性封堵剂,并配制了油基钻井液用随钻防漏堵漏体系。该体系与油基钻井液配伍性好,耐油耐温性能佳,可长时间在井浆中循环,预防渗透性漏失,封堵宽度小于3.0 mm的裂缝,承压能力大于7 MPa。该体系在焦石坝区块页岩气水平井水平段油基钻井液钻进过程中进行了应用,有效防止了易漏地层的渗透性漏失,成功解决了钻进过程中漏速10.0 m3/h左右的漏失问题。研究结果表明,该油基钻井液随钻堵漏技术能解决页岩地层的漏失问题,有效提高了地层承压能力,保证了固井作业顺利进行。      

准噶尔南缘油基膨胀型随钻防漏堵漏技术

新疆油田准噶尔南缘地区应用油基钻井液过程中,井漏问题突出。自主研发出油基膨胀型堵漏剂DHF系列,其在三类基础油中具有良好的膨胀性能,膨胀率52%~72%,具有良好的抗压强度和回弹效果,抗压30 MPa、回弹率12.2%~15.5%,具有抗160℃高温能力。选择刚性颗粒WNDK、油基膨胀型DHF、细纤维TP-2和软化沥青SOLTEX复配的防漏堵漏技术思路,根据不同漏速,形成1~5#油基防漏堵漏配方。室内实验表明,复配的堵漏材料与油基钻井液具有良好的配伍性能,1#防漏配方具有较好的封堵性能,侵入深度减少率95.2%。2~5#堵漏配方对其相应缝板的堵漏效果较好,7 MPa下的总滤失量30~45 ml。形成油基膨胀型随钻防漏堵漏工艺,并在乐探1井成功应用,井漏复杂得到有效控制,一次堵漏成功率达70%,低压层的承压能力提高至1.98~2.02。建议油基膨胀型随钻防漏堵漏技术在新疆油田准噶尔盆地南缘地区低压地层、断层裂缝发育等复杂地层中继续推广应用。     

准噶尔南缘膏泥岩地层高密度防漏型油基钻井液研究

准噶尔盆地南缘地层含有大段膏泥岩和泥岩,具有高分散高膨胀的特点,且地层孔隙压力高、钻井液密度高、钻井液当量密度窗口窄,极易发生卡钻、井漏等井下复杂事故。针对这一问题,通过优选油基钻井液的组分和复合防漏材料获得了高密度防漏型油基钻井液体系。研究了油基钻井液的抗温抗盐性能、抗岩屑污染能力和防漏型油基钻井液的封堵防漏性能。结果表明,油基钻井液抗温抗盐性良好,在温度180℃和密度2.5 g/cm~3的条件下,钻井液流变性和乳化性能稳定(破乳电压大于1000 V),可抗15%的CaSO_4、12%的NaCl和20%的CaCl_2及10%岩屑污染。在油基钻井液中加入复合封堵剂(1%封堵剂FD-L+1%碳酸钙(600目)+0.5%石墨粉)和3%油溶性膨胀堵漏剂(LCM)形成的高密度防漏型油基钻井液具有良好的封堵性能和防漏性能,封堵承压为7.75 MPa,在1~5 mm模拟裂宽下的堵漏承压为7.0 MPa。     

泡沫随钻堵漏钻井液体系

针对冷家油田老区块胶结差、破碎地层的井漏问题,通过分析井漏原因,制定解决对策,优选出泡沫聚合物钻井液体系和高效随钻堵漏剂CLPA-1。通过室内实验,选择XC与CMC按1∶2的比例复配作增黏剂,SMP-1、SAS、CMS按0.75∶0.5∶1的比例复配作降滤失剂,发泡剂和稳泡剂的浓度约为0.025%。CLPA-1是一种由预交联凝胶颗粒、吸水性树脂和高分子聚合物为基本材料合成的随钻堵漏剂,其瞬时滤失量小,在加量为3%时堵漏效果好,承压达到5 MPa;为提高滤饼承压能力,体系还加入了2%超细碳酸钙。介绍了该体系在冷42-41-164CH和洼60-H2302井的成功应用情况;在该油田其他相同区块易漏层应用的8口井,提前防漏效果显著,预防井漏发生4口井,井漏后一次堵漏成功3口井,且堵漏后再钻无漏失情况,堵漏成功率大于80%。该微泡沫低固相聚合物体系和随钻堵漏剂CLPA-1,利用密度控制技术,能解决亏空、胶结性差、存在微裂缝的老区块二次开发中产生的井漏难题。     

一种新型随钻堵漏剂ZTC-1的生产工艺及性能评价

以杏仁壳为主要原料,经过初级粉碎、脱脂、干燥、超微粉碎和造粒一系列加工工艺研制出了-种新型随钻防漏堵漏剂,代号为ZTC-1。实验结果表明,该堵漏剂在正压差作用下能迅速形成有效封堵,封堵强度高、深度小,加入钻井液中有利于降低钻井液API和高温高压滤失量。与传统堵漏剂相比,ZTC-1防漏堵漏剂具有延时膨胀性,且膨胀比例更大,施工简便,用量少,若复配传统随钻堵漏剂可处理各种裂缝性、破碎性、孔隙性和渗透性等地层的塥失以及漏失位置不好确定的漏层的防漏堵漏。     

随钻防漏堵漏技术研究

在钻遇安全密度窗口窄、裂缝发育的地层时，实施随钻防漏堵漏技术意义重大。该技术的关键在于当诱导裂缝开启到很小的时候，随钻防漏剂就进入裂缝，由单级颗粒架桥变缝为孔，然后逐级填充，在很短的时间内、漏失量很少的情况下堵死裂缝，同时使堵塞段具有一定承压能力。用改进型DL堵漏仪，采用带宽度为1～3mm裂缝的不锈钢模具，从架桥粒子的形状、浓度、性质以及与裂缝尺寸的匹配程度等方面评价了不同混合物的堵漏能力，得出了随钻堵漏剂的组成和级配关系。在DN2-24井的现场试验证实，该随钻防漏堵漏技术能很大程度地减少漏失量和停钻堵漏次数，提高地层承压能力，实现了对漏失点多、量大、位置不确定地层的随钻封堵；随钻堵漏剂的用量少，约为1％～1．5％，粒径也较小，约为0．125～0．180mm，对钻井液性能影响小。     

川渝页岩气井油膨胀随钻防漏治漏技术及应用

川渝地区页岩气水平井使用油基钻井液过程中,井漏问题突出,急需完善现用油基钻井液堵漏技术.为此,自主研发出油膨胀堵漏剂WNPDL系列,并采用"刚性颗粒+油膨胀颗粒+薄片+纤维+沥青"的技术思路,根据不同漏速,形成了1～5#油基防漏治漏配方.室内实验结果表明:①油膨胀堵漏剂WNPDL系列可以抗150℃高温能力,抗压35 M...     

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.     

油基钻井液随钻堵漏技术与应用

针对在用油基钻井液钻进页岩气井水平段时井漏事故常有发生,造成严重的经济损失,研制了一种A型堵漏材料,对其进行了粒径分析,优选了最佳粒径范围,并在油基钻井液中评价了其堵漏性能。实验结果显示,A型堵漏剂的配伍性好,分散性好,吸油膨胀率高,抗150℃高温,砂床渗透侵入深度为1.0 cm,几乎是零滤失;与同类产品进行了对比,堵漏性能优于其他同类产品,具有好的防渗堵漏和裂缝堵漏效果;正向驱替压力为13 MPa,反向突破压力为1.2 MPa,承压强度高,反向驱替压力低,能够解决油基钻井液的渗透性漏失问题;A型堵漏剂与其他堵漏材料复配时能够有效解决1~3 mm裂缝漏失问题。形成了一套油基钻井液随钻堵漏技术,并在焦页195-1HF井进行现场应用,取得了良好的应用效果,不仅降低了焦页195-1HF井的钻井成本,同时缩短了钻井周期。      

抗高温油基钻井液堵漏剂的研制与应用——以龙马溪组页岩气井W204H为例

针对四川盆地龙马溪组页岩孔隙、微裂缝较发育,导致油基钻井液漏失频发的问题,研发了抗高温油基钻井液堵漏剂.该堵漏剂以丙烯酸异辛酯(EHA)和4-甲基苯乙烯(MPE)为单体,二乙烯基苯(DB)为交联剂,偶氮二异丁腈为引发剂,通过乳液聚合法制备得到.合成反应的最佳条件为:反应单体配比EHA与MPE的摩尔质量比为8:2,单体总质量分数20％,交联剂质量分数为0.10％,反应温度为80℃,反应时间为8h.合成的堵漏剂颗粒粒径分布在3～30μm,粒径中值为11.2 μm,可以有效封堵页岩地层漏失.热重分析表明:合成的堵漏剂分解温度为270℃,热稳定好;在钻井液中加入3％制备的堵漏剂,180℃热滚16h后,黏度变化不大,累计漏失量由16.2mL降至4.8mL.在W204H井的应用结果表明:该堵漏剂在油基钻井液中的堵漏效果明显,平均井径扩大率低于3％,油基钻井液损耗量低于0.3 m3/h,造斜段作业顺利,为安全钻进和钻完井工程质量提供了保障.     

膨胀型油基防漏堵漏钻井液体系

针对油基防漏堵漏钻井液技术难题,研究出一种具有三维网络交联结构或者微孔结构的膨胀型堵漏剂,其可选择性地吸收油水混合体系中的油,具有温度敏感延时膨胀特性,并具有一定的抗压以及成膜能力,在90℃的1 h吸油率大于120%,体积膨胀率大于40%。同时优选出了可使体系热滚后破乳电压升高的乳化剂G326,可使体系高温高压滤失量降低至4 mL以下的降滤失剂G328,优选出G327和G338封堵剂以及颗粒较粗的GFD-M和GFD-C,构建了膨胀型油基防漏堵漏体系,分别形成了堵漏和防漏钻井液配方。其中堵漏配方1~5 mm缝板实验承压可达7.0 MPa,防渗漏配方API砂床侵入深度降低率大于95%。该体系在四川页岩气水平井现场应用结果显示:堵漏配方现场堵漏作业一次成功率大于60%,防漏配方在试验井段2.10~2.45 g/cm3高密度条件下,油基钻井液总渗漏量控制在10 m3以内,封堵防漏效果良好。      

一种新型钻井防漏堵漏剂的研究与应用

以废橡胶制品为主要原料,经过特殊加工工艺和复杂的物理化学反应研制出了一种新型桥接型防漏堵漏剂,代号为LD,并进行了室内评价和现场试验.该防漏堵漏剂兼具颗粒和纤维形状,表面有凹凸,多毛刺,化学性质稳定,不易腐烂变质,具有一定的柔韧性和强度,密度低,惰性强,耐酸碱盐,抗高温,而且无毒无荧光.室内评价结果表明,该堵漏剂在正压差作用下能迅速形成有效封堵,封堵强度高、深度小,而且随钻加入钻井液中后对钻井液性能影响不大,并有利于降低钻井液高温高压滤失量,其岩心渗透率恢复率高.在长庆油田7个井次的现场试验表明,LD防漏堵漏剂具有良好的防漏、堵漏效果.与传统堵漏材料相比,LD防漏堵漏剂具有施工简便、封堵强度高、封堵有效期长、用量少,有利于降低钻井综合成本.     

随钻堵漏工具旋流喷嘴优化设计及应用

随钻堵漏工具利用射流对井壁合理的冲击作用,使堵漏钻井液能够迅速进入漏层,在井壁形成低渗、承压能力较高的泥饼,达到防漏堵漏的目的。在分析随钻堵漏工具工作原理的基础上,设计了随钻堵漏工具旋流喷嘴,并利用COMSOL软件分析了其叶片数、喷嘴出口直径、喷嘴安装角度等结构参数对侧向旋转射流的影响规律。根据分析结果,三叶片叶轮、喷嘴出口直径7~8 mm、安装角度为0°时形成的旋转射流效果最优。大港滨海区块2口井的现场试验表明,随钻堵漏工具可大大提高堵漏地层的承压能力,防漏堵漏效果明显提高。     

页岩油钻井漏失机理及防漏堵漏技术

针对页岩油钻井过程中漏失频发的问题,以济阳坳陷页岩油开发为例,分析了页岩油钻井油基钻井液的漏失机理。分析发现,页岩油藏天然断裂系统发育,容易发生漏失;页岩脆性强,表面油润湿,长水平段压耗大,易产生诱导裂缝漏失;油基钻井液使堵漏材料摩擦系数降低,防漏堵漏难度大。基于页岩油油基钻井液的漏失机理,对弹性孔网材料进行了表面改性处理,优选了填充材料,研制了一袋式堵漏剂,并开展了室内长裂缝封堵评价实验和现场试验。结果表明,研制的一袋式堵漏剂封堵效果好,2 mm×1 mm长裂缝承压强度达10 MPa,现场堵漏一次成功,较好地解决了页岩油油基钻井液漏失难题,为保障页岩油藏的优质快速钻井提供了技术支持。      

XA溶胀型随钻堵漏剂的研制与应用

吉林油田孤33区块青山口组地层泥岩、砂岩交互,泥岩横向、纵向裂缝发育,砂岩地层孔隙度平均为12.95%、渗透率平均为12.4×10-3μm2,既有泥岩裂缝漏失,又有砂岩渗透性漏失,使用常规堵漏剂堵漏效果较差.通过对该地区漏失性质及堵漏剂作用机理的分析,用化学方法合成了可溶胀的XA-1膨体材料,以XA-1膨体材料为主优选出了其他5种堵漏剂并复配出了XA溶胀型随钻堵漏剂.XA溶胀型随钻堵漏剂首先在孤33-10井进行了现场应用试验,漏失速度由15～32 L/s(只进不出)降低为0～1.51 L/s,随后在后期施工的6口井中进行了推广应用,均取得了好的堵漏效果,单井漏失量由1300～1500m3下降至200m3左右,表明XA溶胀型随钻堵漏剂对天然裂缝、诱导裂缝、高渗透砂岩渗漏的堵漏效果好,用该堵漏剂能够有效地控制井漏问题.与使用常规堵漏剂的井相比,单井钻井液成本从525862.49元降低为97600.24元,每米成本从300.49元降低为55.61元.该堵漏剂大多利用天然原料作为材料,不仅易降解,而且能有效地保护油气层.该堵漏技术操作简单、成本低、效果明显,对只进不出的漏失,可静止堵漏,也可随钻堵漏,特别适用于长井段漏失地层的随钻堵漏.     

中原油田复杂区块随钻防漏堵漏技术

中原油田属非均质砂岩油田,断块多,以破碎性地层为主,渗透率差异大;层间、层内压力系统差异大,钻井过程中经常发生严重的井涌、井漏等复杂事故。对QS-2、LFT-70、DF-1、QPL-Y的随钻防漏堵漏效果进行了室内实验．并分析了它们的作用机理,介绍了它们的工艺要求。结果表明．几种随钻防漏堵漏剂复配在一起的防漏堵漏效果优于单一的随钻防漏堵漏剂,提高了地层的承压强度。形成了一套适合中原油田不同地层、不同漏失情况相对应的随钻防漏者漏工艺技术。     

物理法随钻堵漏技术的试验研究

分析了一种新的防漏堵漏技术--物理法随钻防漏堵漏技术的室内试验堵漏效果,根据其作用机理和基于该技术的井下物理模型,结合实际应用时的钻井参数,设计并制造了防漏堵漏试验装置.通过对比分析不同条件下的堵漏试验结果,研究旋转射流在井壁上的影响,对几种堵漏材料的随钻防漏堵漏效果进行了试验评价;在钻井液配方不变的条件下,分析了钻柱转速对堵漏效果的影响以及应用该技术前后的堵漏效果.最终确定了合理的随钻防漏堵漏钻井液配方,并证实物理法随钴防漏堵漏技术具有显著的防漏堵漏效果.     

聚丙烯酰胺和棉纤维复合堵漏剂的研究与应用

用FA型可视式中压砂床滤失仪对聚丙烯酰胺和棉纤维复合堵漏剂进行了室内试验研究。结果表明，用0．5％聚丙烯酰胺＋0．2％棉纤维复合堵漏剂配制的堵漏浆对微裂缝地层能起到很好的防漏堵漏效果，其抗温可达150℃，可以满足井下要求；聚丙烯酰胺和棉纤维与常规钻井液处理剂配伍性好；堵漏钻井液对油气层的伤害小，还能起到保护油气层的作用，在FA型砂床封堵仪上测得的砂层解堵压力小于0．1MPa。该复合堵漏剂在阜新煤层气井、兴古7井和沈625-平7井进行了应用，均取得了很好的效果。     

物理法随钻防漏堵漏机理研究

物理法随钻防漏堵漏方法是利用专用井下工具将泵入的钻井液流量分流小部分，采用旋转射流直接作用于漏失井壁，配合合适的钻井液体系，使井壁滤饼形成的渗透率接近于零的随钻防漏堵漏技术。针对渗透性漏失及裂缝性漏失地层特点，以流体力学为基础，建立了基于物理法随钻防漏堵漏的物理模型，阐述了利用旋转射流的水力能量给漏失层井壁形成“人造井壁”随钻防漏堵漏的机理和方法。该方法不仅达到了随钻防漏堵漏的目的，还有效地扩大了钻井液密度安全窗口，有利于保护油气层。