一种新型高渗透层钻井堵漏剂

钻井过程中遇到低压或压力衰竭的高渗透地层,经常会发生严重的井漏,通常使用堵漏剂和注水泥塞来防止井漏。文中主要介绍了一种针对高渗透层或断裂层的钻井堵漏剂。该堵漏剂由粒状高炉矿渣、合成水分散纤维、浓缩硅粉微粒和工业分散剂、缓凝剂混合而成,可以在渗漏地层形成高强度非渗透性网状体系进行堵漏,特别是体系中的胶结组分（粒状高炉矿渣和硅粉混合而成）遇到Ca（OH）2时具有强的活性。对密度为1.4～1.6g·cm^-3（60℃）的钻井液进行了不同缝宽的封堵效率实验与流变性实验,结果表明：该堵漏剂在高渗透层能快速高效堵漏。钻屑污染实验也表明：该堵漏剂和不同钻井液体系具有良好的配伍性。     

化学堵漏剂

钻井过程中常遇到钻井泥浆漏失,处理漏失事故要花费大量时间和材料,常用的堵漏材料按其形状分纤维状,薄片状,颗粒状和水泥浆四大类,按其来源则分为一般堵漏材料和化学堵漏剂,文中给出了聚丙烯酰胺,聚丙烯腈脲醛树脂,粗粒橡皮渣堵漏材料（НДР）,废白土渣等堵漏材料的使用及其技术经济效果的比较以及国外堵漏材料的发展方向,最后针对堵漏问题提出一点建议。     

国内外堵漏剂的研究进展

堵漏剂能有效降低钻井过程中井漏的发生率,减少经济损失。本文主要介绍了国内外新型堵漏剂的研究进展,包括桥接型堵漏剂、高失水堵漏剂、暂堵型堵漏剂、膨胀类堵漏剂、水泥速凝类堵漏剂、可固化型堵漏剂和复合材料堵漏剂。对各类堵漏剂做出了比较和评价,并对以后堵漏剂的研究和发展方向提出了建议。     

PMN凝胶堵漏剂的研究

本文研究了一种由部分水解的丙烯酰胺-丙烯腈共聚物、羧甲基纤维素与交联剂组成的堵漏剂。探讨了共聚物的分子量、水解度和用量,羧甲基纤维素、交联剂类型与用量,含盐量、体系pH及温度对凝胶时间及性能的影响。现场试验表明,该堵漏剂具有良好的封堵性能及效率。     

可控膨胀堵漏剂的研制

通过对不同的高分子吸水膨胀树脂性能的测定,优选出了膨胀倍数满足堵漏要求的高分子吸水膨胀树脂,即丙烯酸钠_壳聚糖高分子吸水膨胀树脂和AMPS-AM-AA三元共聚物高分子吸水膨胀树脂,并对其分子结构进行了分析,同时对优选出的高分子吸水膨胀树脂成功地进行了包覆,实现了膨胀堵漏剂的可控性,并对研制的可控膨胀堵漏剂性能进行了评价.结果表明,经包覆的高分子吸水膨胀树脂吸水速率可明显降低、吸水量也大幅度减少,包覆起到了一定作用,确实能起到抑制高分子吸水膨胀树脂吸水速度的作用.经包覆后的可控膨胀堵漏剂对钻井液的性能影响较小,达到了预期的目标.     

高分子凝胶堵漏剂的研究

漏失井、长封固段井固井过程中,易发生井漏,造成水泥浆低返,进而漏封油层,固井施工难度大。为此以聚丙烯酸钠（PAANa）和壳聚糖（CTS）为原料,以过硫酸钾（KPS）为引发剂,以N,N-亚甲基双丙烯酰胺（NMBA）为交联剂,碳酸钙（CaCO₃）作为增强剂,通过优化PAANa和CTS二者比例,以水溶液聚合接枝共聚法制备高分子凝胶堵漏剂（CPA）。确定了最佳制备条件:单体配比CTS:PAANa=1:7,引发剂加量为3.3%,交联剂加量为2.1%,反应温度为60℃,碳酸钙加量为1%。利用红外光谱方法评价PAANa和CTS共聚接枝化学反应,并开展了CPA在不同盐溶液、温度、pH值下的吸水性能。结果表明,高分子凝胶堵漏剂的抗盐性较好;在不同盐溶液中的吸液能力依次为NaCl < MgCl₂ < CaCl₂;温度越高,吸水速率越快,但最大吸水倍率基本相同,温度对吸水倍率影响不大;pH值在5～9时其吸水能力最强。      

新型环保型堵漏剂性能评估

针对井漏会增加钻井成本和非生产时间的问题,采用多种新型环保型堵漏剂来控制膨润土钻井液和RIA-X钻井液的漏失,RIA-X钻井液可显著降低裂缝性或高渗透储集层的钻井液漏失量。通过堵漏剂测试仪的三维裂缝模拟井下真实情况,进行常规实验和堵漏剂测试,研究多种堵漏剂在各种尺寸裂缝中对2种钻井液的堵漏效果,优选最佳性能的堵漏剂及其组合模式。现场测试了新型环保堵漏剂在RIA-X钻井液中的控漏失效果,证明该环保堵漏剂可以控制常规固井或泡沫钻井无法应对的严重漏失。     

浅层堵漏剂的室内研究

以脲醛树脂为主剂,加入聚丙烯酰胺,研制了一种改性脲醛树脂堵漏剂,用于封堵浅层套管漏失。确定了堵漏剂的基本配方,其中固化剂A用量0．100％,固化剂B用量0．001％。堵漏剂最佳配方经调整可在任意固化时间下固化,该堵漏剂具有较好的封堵性,原料价廉易得。     

聚乙烯醇凝胶堵漏剂的室内研究

为解决地质钻孔钻井液漏失的问题,研制了一种新型堵漏剂——聚乙烯醇凝胶堵漏剂,该堵漏剂由聚乙烯醇、硼砂、二丁酯、羧甲基纤维素钠等化学交联反应而成。根据地质钻探钻孔堵漏材料性能的要求,对该堵漏剂进行了成胶时间、成胶黏度、溶胀性、抗稀释性、抗矿化物污染、堵漏等实验。结果表明:(1)当聚乙烯醇为3%、硼砂为0.8%、二丁酯为0.3%、羧甲基纤维素钠为0.3%、交联温度为35℃、p H值为10时,制备的聚乙烯醇凝胶堵漏剂性能为最好,成胶黏度达358 600 m Pa·s,成胶时间为18min;(2)成胶时间在0.1~1.0 h范围内可调,对不同大小通道适宜性好;(3)单独的凝胶堵漏剂最大承压能力达到6.0 MPa,加入1%木屑后最大承压能力提高到7.0 MPa,具有很好的堵漏效果。结论认为,所研制的聚乙烯醇凝胶堵漏剂具有较强的溶胀度、抗稀释、抗矿化物污染和堵漏能力,并且制备方便、价格低廉,可应用于裂缝、溶洞、孔隙及含有动水的复杂漏失地层。     

温敏型凝胶堵漏剂的室内研究

针对凝胶堵漏成胶可控性差、高温下结构强度弱的问题,以为基础,制备了一种温敏型凝胶堵漏剂BZ-WNJ,并对其成胶性能进行了综合评价。室内研究表明,BZ-WNJ在80～180℃之间均可形成固态凝胶,具有广谱温敏效应,凝胶强度较可得然胶提高137%,同时BZ-WNJ解决了大颗粒固相对高温成胶的影响,可与其他颗粒状、纤维状堵漏剂复合使用,封闭漏层裂缝同时提升漏失通道内黏滞阻力,提升地层承压能力。      

新型油基钻井液堵漏剂性能

页岩地层裂缝发育,易膨胀破碎,在钻井过程中极易发生裂缝性井漏等井下复杂事故,且多采用油基钻井液,其价格昂贵,若发生漏失,将造成重大经济损失。研制了一种具有疏松多孔内部微观结构的亲油型高分子树脂类油基钻井液封堵材料YDLJ-1。经实验证明,YDLJ-1具有良好的韧性与可变形性,能够保证注入地下时在地层裂缝中变形充填裂缝;具有良好的吸油膨胀性,5 h最大吸油膨胀量可以达到其干重的5倍;抗温达150℃,在150℃老化30 d仍然具有较高的抗压强度和变形特性;抗压强度是其他同类产品的20倍,正向封堵突破压力大于15 MPa,反向突破压力为0.9 MPa,能够满足防漏堵漏的要求。YDLJ-1在延长油田云页平1-1井石千峰组下部地层进行了试验,YDLJ-1用量2 t,钻井液漏失量比邻井减少30 m3,缩短堵漏时间2 d,其堵漏效果良好。      

川东地区钻井堵漏剂研究应用综述

井漏一直是影响川东地区深井钻探速度和钻井成本的重要因素之一。本文综述了目前用于川东地区碳酸盐岩裂缝性高压气藏钻井中的系列堵漏剂,介绍了具有本地区特色的各种堵剂的配制、应用工艺及现场实用效果,基本上规划出不同堵剂的堵漏适应性。川东地区钻井堵漏剂研究及应用取得了较为可喜的进展。     

无渗透钻井液在川东地区的应用

在分析川东地区的储层特征基础上,提出了无渗透保护储层钻井液技术。通过室内实验对无渗透钻井液各方面性能进行了评价,结果表明:无渗透钻井液具有较好的流变性能、抑制性能、封堵性能和保护油气层性能。无渗透钻井液技术在川东地区进行了3口井的现场应用,证实了该钻井液技术现场工艺技术可行。     

高强度堵漏剂的研制与应用

高强堵漏剂由主剂、固化剂及触变调节剂组成。考察了各组分用量对堵漏剂性能的影响,结果表明,主剂水灰质量比对堵漏剂初凝时间和触变性影响不大,而抗压强度随水灰质量比的增加而降低,可根据现场使用需求,研制不同水灰质量比的堵漏剂,水灰质量比为0.44-0.5的堵漏剂,适用于井温较低、强度要求高的大孔道封堵;固化剂用量对堵漏剂抗压强度和触变性影响很小,而初凝时间随固化剂用量的增加而缩短。从施工安全考虑,固化剂用量3%较合适;触变调节剂使堵漏剂具有良好的触变性,其用量占主剂的0.3%-0.5%较佳。人造岩芯封堵实验表明,该堵漏剂封堵率达97%以上;油田9井次使用效果良好,两口采油井增油量分别达8.6t/d和14.6t/d。     

改性脲醛树脂堵漏剂的合成研究

介绍了以甲醛和尿素为原料、聚乙烯醇为改性剂合成改性脲醛树脂的方法。考察了尿素加入方式、甲醛与尿素摩尔比、反应液PH、反应温度及聚乙烯醇用量对脲醛树脂性能的影响。结果表明，在尿素分3次投料，甲醛与尿素摩尔比1．6：1，加成反应阶段温度70℃左右、反应液pH7．5—8，5，缩聚温度85—90℃、反应液pH5．2～5．4，聚乙烯醇用量占甲醛和尿素总量的1.0％条件下，可制得综合性能较好，游离甲醛含量低的低毒脲醛树脂。     

JSR增稠堵漏剂实验研究

介绍了JSR堵剂的堵漏机理，给出了其制备方法及基本配方,通过室内试验分析了影响JSR堵剂稳定性的因素，并对其封堵能力进行了室内评价。     

XNJG堵漏剂的研制与应用

针对中低渗透油藏存在高渗透条带或微裂缝,在堵调治理过程中易发生堵调剂漏失的问题,以聚硅成胶液和交联稳定液为原料,研制开发出XNJG堵漏剂.其易在地层中滞流,耐温80～160℃、耐盐3000～50000 mg/L.该堵漏剂热稳定性好、耐冲刷、对非均质严重的岩心具有很强的调剖改流能力.将该堵漏剂在孤岛油田进行3口井4井次调剖试验,获得较好效果.