抗高温随钻封堵材料研究进展

钻遇渗透性漏失地层、破碎地层及低承压地层时,通常加入随钻封堵材料以防止钻井液漏失、提高孔壁稳定性和地层承压能力。深井高温地层及高温地热、高温干热岩钻探,遇到上述复杂情况时,需采用抗高温封堵材料。本文介绍了我国近年来抗高温随钻封堵材料研究与应用的进展情况,包括由桥接堵漏材料组成的抗高温随钻堵漏剂、膨胀型聚合物堵漏剂、超低渗透处理剂及弹性石墨等新型抗高温随钻堵漏材料。分析了4种抗高温随钻封堵材料的组分及其堵漏原理,并对抗高温随钻封堵材料的研究方向提出了建议。     

随钻防漏堵漏剂GSZ-1的研究与应用

采用酸溶性好的可变形材料、纤维材料、无机矿物材料及超微细弹性膨胀材料研制了一种堵漏效率高、不依赖于漏层孔隙及裂缝尺寸、酸溶率高、可用于渗透性、裂缝性非储层及储层随钻防漏堵漏的随钻防漏堵漏剂GSZ-1,分析了该堵漏剂的封堵机理,并对其堵漏等性能进行了评价。实验结果表明,随钻防漏堵漏剂GSZ-1封堵范围广、适应性强,封堵效率高,对钻井液流变性能影响小,与各种钻井液均具有良好的适应性,且酸溶率高,使得该防漏堵漏剂形成的封堵层能够在酸化后被破坏而酸化解堵,达到保护储层的目的,既可用于非储层漏失又可用于储层漏失。     

破碎地层孔壁稳定技术的探讨与实践

在破碎地层钻探施工中,提高破碎带地层破碎岩块之间的胶结力、快速封堵地层裂缝形成完整孔壁及适当的冲洗液密度是破碎地层孔壁稳定的关键。防塌型随钻堵漏剂、改性沥青的加入能有效封堵地层裂缝,提高孔壁承压能力。LBM冲洗液体系和接枝淀粉冲洗液体系具有良好的造壁性能和流变性能,在破碎地层施工中取得良好的使用效果。     

HTD-3型高温堵漏材料研制及性能评价

深海钻探往往伴随着高温、高压,对钻井用堵漏材料提出了新的要求。首先通过对颗粒状、纤维状和片状堵漏材料的耐高温筛选,制作了HTD-3型高温堵漏材料。然后使用DL-3A型高温堵漏评价仪器对该堵漏材料的抗温、承压和封堵性能进行了测试,利用SEM电镜扫描对堵漏材料架桥情况进行了观察和分析,最后以5%梯度浓度进行了配伍性实验。测试结果表明,HTD-3型高温堵漏材料除对钻井液密度影响稍大外,对钻井液其他基本性能影响较小,在该材料中,不同级配的颗粒状材料完成了架桥,纤维状和片状材料完成了充填,形成了强度较高的封堵墙。通过实验证明:HTD-3型高温堵漏材料不仅有着较好的抗温、承压能力,还有较好的封堵效果。HTD-3型高温堵漏材料的研制为未来深海钻探堵漏提供了一种可行的选择。     

托普台区块高渗透地层随钻堵漏剂配方优化

托普台区块上部地层以砂泥岩层、砾质砂岩为主,容易发生漏点不明确、漏失段长的高渗透性漏失。通过对堵漏材料的配伍性评价及合理级配,优选出了一种适合高渗透性漏失地层的随钻堵漏剂。该堵漏剂对钻井液流变性影响小,可降低钻井液API滤失量,对沙床封堵后承压能力10 MPa,在TP328X井的应用表明,高强度弹性石墨颗粒复合凝胶堵漏对于高压差、高渗透漏失的工况,可以有效封堵漏层,特别适用于对于漏层不明、漏涌同层、裸眼等复杂井况。     

地质钻探堵漏新技术的初步研究

对钻探堵漏技术的现状进行了分析。介绍了近期针对地质钻探堵漏开展的高强度快失水堵漏、高强度化学触变堵漏、溶胀型随钻堵漏材料以及成膜钻井液技术阶段科研成果。提出了加强漏失层特性判断与堵漏方法的关联性,广谱型堵漏技术,复合堵漏材料和堵漏技术集成化,高效随钻防漏材料和防漏冲洗液体系,膨胀管封堵技术研究等地质钻探堵漏技术的重点研究方向。     

聚合物凝胶堵漏剂在大裂隙溶洞地层中的研究及应用

广东河源地区地质条件复杂,溶洞、裂隙十分发育。钻探生产中施工难度大,导致在钻孔施工中冲洗液漏失严重,施工周期长,成本高。针对该地区大裂隙溶洞地层研制的一种新型聚合物凝胶堵漏剂,从理论上探讨该新型凝胶堵漏剂的基本性能和作用机理,还通过室内试验与现场测试对凝胶堵漏剂进行研究,测试了凝胶堵漏剂的成胶时间、承压能力、破胶性能等。并针对凝胶堵漏材料的配方进行了对比试验,得出了现场的最佳应用配方,对漏失地层进行堵漏,取得了良好的效果,降低了钻井液的消耗,提高了钻井效率。广东河源地区的应用表明,所研制新型凝胶堵漏剂具有良好的流动性且成胶时间较短,符合生产需要,同时还具有很强的承压堵漏能力,破胶性能显著,不会卡住钻具。该新型堵漏剂对广东河源地区的堵漏施工效果较好,易于配制、调整,不需要特殊设备,对大裂隙溶洞地区的堵漏具有很好的推广应用前景。     

大庆油田南二、三区堵漏技术研究与应用

针对大庆油田南二、三区从嫩江组到高台子油层裂缝发育,钻井过程中经常发生井漏事故的难题,在室内合成出一种新型堵漏剂,具有遇水膨胀、可根据裂缝形态发生形变的特点,在模拟地层水条件下体积膨胀率在12倍以上。以该堵漏材料为主,结合刚性堵漏颗粒、纤维堵漏材料,最终形成一套适合南二、三区的新型随钻堵漏剂配方。室内评价实验表明,该配方能够有效封堵0.05～3mm的致漏裂缝,承压能力达到5MPa以上,比常规堵漏材料提高30%以上。在现场应用过程中,该堵漏剂配方与工程措施相结合,使南二、三区块井漏发生率降低了70%以上,并且缩短了钻井周期,节约了钻井成本,为有效解决大庆油田南二、三区井漏技术难题提供了新的解决方向。     

一袋式堵漏技术在顺北油气田SHB501CH井的应用

SHB501CH井是西北油田分公司部署在塔里木盆地顺北油气田的一口侧钻井,开窗侧钻后,定向钻进至井深7706.65 m发生漏失,共发生十余次,漏速从渗漏至失返性漏失不等,采取降低钻井液密度、桥堵和快失水方法堵漏效果不明显。根据本井漏失特点,提出一种一袋式化学固结堵漏技术。一袋式化学固结堵漏材料在漏失通道内部形成聚集压实堵塞,对漏失通道适应性好,可以形成致密封堵,提高承压能力,保证了一种堵漏材料可以封堵各种大小、不同类型的漏层,从而确保堵漏一次成功率。在SHB501CH井进行了现场应用,堵漏成功。一袋式化学固结堵漏剂沿用传统堵漏的施工工艺,操作简便,适用性广,性能稳定,有效期长,尤其适合低压破碎地层的堵漏施工,具有广阔的应用前景。     

弹性体型胶粘材料在大庆油田裂缝性漏失中的应用研究

针对大庆油田深部裂缝性地层漏失严重、桥塞堵漏材料堵漏效果不佳的问题,引入了弹性体型胶粘材料,与桥塞堵漏材料复配,形成了热塑性复合堵漏技术,室内实验表明该技术可抗温160℃,承压5 MPa,封堵4 mm内裂缝。在大庆油田25口深井中进行了现场试验和应用,现场数据表明热塑性复合堵漏技术较桥塞堵漏技术堵漏效果更佳,堵漏成功率100%,承压7.5 MPa,未发生由于恶性漏失导致提前完钻的情况。     

龙深1井破碎带地层防漏堵漏技术及井壁稳定性

龙深一井所在构造位置为龙门山前缘逆推覆构造带大园包构造高点东南面,受上部地层的牵引作用下地层比较破碎,全井共计穿过了5条大的断裂带,裂缝空隙发育,井漏十分频繁,共进行了28次堵漏作业,7次承压堵漏作业,介绍了用桥浆堵漏与DTR 复合堵漏剂防漏堵漏、承压堵漏应用;分析了破碎带地层井壁失稳机理,具体分析井漏及掉块卡钻原因,提出本地区解决井壁失稳对策和开展井壁稳定性钻前预测与随钻检测.     

大裂隙堵漏剂在神农架矿区复杂地层钻进中的试验应用

通过大裂隙堵漏剂在神农架矿区复杂地层钻进的试验应用,论述了该堵漏剂堵漏性能参数及堵漏机理,总结了用该堵漏剂堵漏的操作方法;简述了野外施工试验的应用过程及应用效果。     

聚丙烯酰胺+切削膏堵漏材料的工程应用及效果

山西古交矿区钻探施工中遇到严重漏失现象,采用传统的粘土球、水泥球、快干水泥、801堵漏剂加木屑等材料堵漏方法,均无效果,经过摸索和实践,采用聚丙烯酰胺+切削膏进行堵漏,取得了很大的成功,施工效率高、施工成本低、堵漏效果好,同时还减少了钻具的磨损,沉淀了钻渣,净化了冲洗液.     

瞬间堵漏剂在贵州地热钻井中的应用

介绍并总结了瞬间堵漏剂在贵州地热钻井钻遇中漏—大漏漏失的岩溶裂隙中的堵漏效果,通过钻井作业现场实践,瞬间堵漏剂是中漏—大漏漏层较为适宜的堵漏材料。     

高粘堵漏剂在贵州地热钻井中的应用

介绍并总结了高粘堵漏剂在地热钻井钻遇微漏—小漏漏失的岩溶裂隙中的堵漏效果,通过钻井作业现场实践,高粘堵漏剂是微漏至小漏漏层较为适宜的堵漏材料。     

液体高膨胀材料充填堵漏试验研究

本文介绍了石灰岩地区钻探施工中,利用液体高膨胀材料充填、堵漏新工艺。从堵漏材料的特性、堵漏方案、方法及封堵效果等方面对这种充填堵漏新工艺进行了详细论述,并介绍了它具有经济、高效、安全等优点。     

基于新型中压堵漏试验仪的堵漏试验研究

堵漏试验仪是制定防漏堵漏技术方案的关键实验设备之一。针对现有堵漏试验仪普遍存在的结构复杂、试验流程繁冗、浆液用量较大、数据重现性较差等问题,设计了一种中压(试验压力为0~1 MPa)堵漏试验仪。该装置能模拟1~3 mm的条缝型漏失地层和1~4 mm的孔洞型漏失地层,封板(缝板和孔板)的实际漏失面积为0.35~2.79 cm~2,孔隙率1.81%~14.24%。基于该试验装置,获取了由膨胀堵漏剂、核桃壳等组成的适于不同漏失地层的堵漏浆液配方。研究发现,堵漏浆液的封堵效果不仅取决于裂缝或孔洞的大小,也要考虑其孔隙率。该堵漏仪及堵漏浆液配方可为钻井防漏堵漏工作提供有益参考。     

液体高膨胀材料充填堵漏试验研究

本文介绍了石灰岩地区钻探施工中，利用液体高膨胀材料充填、堵漏新工艺。从堵漏材料的特性、堵漏方案、方法及封堵效果等方面对这种充填堵漏新工艺进行了详细论述，并介绍了它具有经济、高效、安全等优点。     

塔河油田SX2井火成岩地层化学固结堵漏技术

塔河油田SX2井3709~4025 m为二叠系火成岩地层,该地层裂缝发育,在该井段及下部井段钻井过程中多次发生漏失。通过多次桥接堵漏和水泥堵漏,效果不好,仍然存在漏失,钻穿二叠系至5340 m发生失返性漏失。利用化学固结堵漏技术对SX2井二叠系火成岩漏失层进行了封堵。化学固结堵漏浆承压能力达到17 MPa,抗温达到180℃,地面条件下流变性较好,便于泵送。将SX2井二叠系漏失层分成2段,利用化学固结堵漏技术分别进行封堵,堵漏施工后试压,漏失层承压能力由1.20 g/cm~3提高至1.56 g/cm~3,满足了后续钻井施工的要求。化学固结堵漏技术对于破碎性、裂缝性漏失层有较好的封堵效果。     

新型抗高温二次交联凝胶堵漏材料的研制

针对普通凝胶抗温能力较差难以适用于高温地层堵漏作业的问题,通过设计合成抗高温凝胶主剂GN-1并运用二次交联技术,研发了新型抗高温凝胶堵漏材料。优选配方为:淡水+1.5%GN-1+0.15%地面交联剂+1%井下交联剂+0.2%抗氧化剂。通过热滚老化与高温流变测试相结合的手段对凝胶抗温能力进行评价。结果表明,该凝胶材料具有良好的热稳定性,在180℃下老化24 h后,7.34 s-1下剪切粘度10000 m Pa·s。大幅加重后180℃老化24 h仍能保持较好的粘弹性。此外还考察了不同温度和p H值下的成胶性能以及与聚磺钻井液体系的配伍性,为抗高温凝胶堵漏材料在现场的应用奠定基础。