大庆油田南二区防漏堵漏水泥浆技术

在固井过程中发生井漏将导致水泥浆返高不够、漏封目的层,导致固井作业失败.因此,为提高水泥浆防漏堵漏性能,研究了防漏堵漏水泥浆,并分析了其作用机理.利用API失水仪及DL型堵漏材料实验装置,进行了防漏堵漏水泥浆封堵渗透型漏失和裂缝型漏失的评价实验.实验结果表明,由多种材料复合而成的防漏堵漏水泥浆能够成功封堵渗透型漏失和裂缝型漏失.此外,防漏堵漏水泥浆进行了4口井现场试验,固井时无漏失情况发生,固井优质率为75％,合格率为100％.     

DZF-1防漏增韧水泥浆体系研究与应用

针对大庆油田低压易漏井固井时水泥浆低返现象及油井后期射孔、压裂等增产措施造成的水泥环脆裂问题，研发了DZF—1防漏增韧水泥浆体系，应用聚能射孔模拟试验方法研究分析了水泥石各种力学性能（抗折强度、抗）中击功、弹性模量），阐述了纤维材料对提高水泥石韧性和防漏作用机理。现场试验表明，DZF—1防漏增韧水泥浆体系具有良好的防漏堵漏、增韧和抗冲击作用，水泥浆各项性能满足了固井施工的技术要求。     

防漏水泥浆固井室内试验研究

介绍了防漏水泥浆固井室内试验研究，室内评价和3井次的现场试验结果表明：以F27A为主的防漏水泥浆体系堵漏效果突出，其综合性能优于低密度水泥浆体系，并探讨了复合纤维水泥浆承压堵漏技术在新疆克拉玛依某构造“低压、低渗、低孔”裂缝一孔隙型油藏中的应用，为克拉玛依地区提高地层承压能力和堵漏积累了十分宝贵的经验。     

国内油气田漏失性地层固井防漏技术研究

近年来国内油气田漏失井钻井数量一直呈增加趋势。漏失井固井作业中的水泥浆低返是各油气田尚未很好解决的技术难题，因而严重地制约了油气田开发战略地实施。文中就漏失性地层的特点、固井技术难点、主要影响因素和防漏材料的作用机制进行了讨论，对国内各油气田采取的防漏工艺措施和所用防漏水泥浆体系存在的问题进行了分析和比较。最后，介绍了国内外新开发的防漏水泥浆体系及应用情况。     

易漏地层防漏增韧水泥浆体系的研究和应用

为解决油田复杂地层固井时的水泥浆漏失低返以及射孔和后续增产措施造成的水泥环脆裂（即二次窜流）问题,研制开发了以混杂短纤维为核心材料（F27A）的防漏增韧水泥浆体系,并对其防漏性能、水泥石的各种力学性能（抗折强度、抗冲击功和弹性模量）及水泥浆体系的工程性能进行了研究.室内研究证明：与加有胶乳、橡胶粉的水泥浆体系相比较,F27A防漏增韧水泥浆体系流变性能好、稠化曲线规范、稠化时间可调,自由水为零,水泥石抗压强度在20～26 MPa之间,不受地层水和温度的影响,具有更优异的防漏堵漏、增韧和抗冲击作用.此外,还进行了聚能射孔模拟试验、1口井打水泥塞堵漏现场试验和35口易漏井的固井施工,固井质量合格率为100%,优质率为94.3%.     

国外新型水泥浆体系——CemNet防漏水泥浆

CemNet防漏水泥浆含有惰性纤维质，纤维与水泥浆混合可使常规水泥浆体系就转变成堵漏水泥浆体系。在漏失地层中，纤维能形成一种惰性纤维网状物，有效防止固井过程中的漏失，不但能降低补救挤水泥作业几率，而且纤维水泥浆对地层无伤害。     

吉林油田低密度水泥浆体系的研究与应用

吉林油田开发的新区块中,多数井井深为1500～2500 m,井下情况复杂,井漏、井塌现象时有发生、地层油气水活跃,给固井施工造成了很多困难,也严重影响了固井质量.为解决这些区块的固井技术难题,研究出并且应用了低密度水泥浆体系.本文论述了吉林油田针对各地区的不同特点,使用不同低密度水泥浆体系的情况,如在英台地区使用复合型低密度水泥浆体系,乾安地区使用降失水低密度水泥浆体系.同时配套使用冲洗液等不同的固井施工工艺,使吉林油田在固井质量方面有了较大的突破,为油田的增产创效做出了较大的贡献.     

水平井全井段封固双凝防漏水泥浆技术

焦石坝地区是我国第一个非常规页岩气产能示范区。随着勘探开发的不断深入,钻遇水平段漏失井不断增多,且普遍存在承压能力低,压力窗口窄,易发生气窜的现象,严重影响固井质量。为提高易漏页岩气水平井固井质量,研究开发了一套用于水平井全井段封固的双凝防漏堵漏水泥浆,室内对该固井水泥浆体系的性能进行了评价研究。结果表明,该水泥浆不仅具有较高的水泥石强度,同时具有快速的静胶凝强度发展速度和较短的稠化转化时间,表现出较强的防窜效果和良好的堵漏效果,这对于保证固井质量以及后续完井作业具有重要的意义。该水泥浆技术目前已应用于焦石坝水平井固井作业中,成功封固3口水平段漏失严重井,水泥浆全部成功返出地面,候凝48h测井检测结果显示,水平段固井质量为全优质。     

DWQ油田防漏低密度水泥浆固井技术研究

在压力系数低、易漏地层,特别是裂缝型、溶洞型碳酸盐岩地层固井中,采用1．88g／cm^2左右的常规密度的水泥浆固井,极易引起井漏,造成固井失败,或者固井质量不合格。应用低密度水泥浆固井,可防止因为压破松软地层而导致的井漏,并能提高水泥浆顶替率,从而提高单级注水泥固井的成功率,减少或避免补注水泥作业。根据紧密堆积理论,采用水泥、漂珠、超细矿粉、膨胀剂不同粒度的颗粒级有效调配,研制出了低密度水泥体系。通过实验筛选出外掺荆在设计要求密度下的干混最佳比例,从而达到了水泥浆低密度高强度的目的。现场应用表明,这种水泥浆体系解决了DWQ109区块易漏地层的固井技术难题,实现了良好的地层封隔。     

F27A增韧防漏水泥浆体系的研究及应用

针对国内油田薄夹层油井、小间隙井和侧钻井射孔、测试超压等外力作用造成的水泥环脆裂(即形成二次窜流)及低压易漏地层固井问题，研制开发了油井水泥增韧防漏剂—F27A，并对其各种力学性能及水泥浆体系的工程性能进行了研究。此外，进行了聚能射孔模拟试验、地面混灰打浆试验和多口井的固井实践。室内研究和现场试验证明：F27A油井水泥增韧防漏剂具有优良的增韧、抗冲击能力和防漏作用，是低压易漏失井固井的良好材料。     

复合堵漏中平衡区域及其在新型堵漏仪中的应用

复合堵漏剂进入漏层后,堵漏材料会在漏层中散布,各种堵漏材料在某区域所占比例基本平衡.针对此问题,提出了存在平衡区域的概念.研制了新型堵漏仪,该堵漏仪能充分模拟漏失地层和堵漏过程,实验后还可以剖开实验岩心观察堵漏材料在岩心中的分布滞留状况和平衡区域的位置,从而为堵漏配方做进一步调整提供依据.多次实验发现,当堵漏效果好时平衡区域向岩心入口端移动,效果不好时则向岩心出口端移动,甚至不能形成平衡区域.新型堵漏仪实验结果重复性好,所形成的配方可直接应用于现场堵漏作业.现场应用表明,该应用技术在防漏堵漏作业中取得了很好的效果.     

川西深井复杂井漏治理技术现状及对策

川西深层裂缝发育,常钻遇漏失,甚至发生喷漏同存或喷漏同层等复杂情况.为此近年来尝试了桥浆堵漏技术、非渗透钻井液堵漏技术、高酸溶性防漏堵漏技术、气体钻井技术等多种治理手段,但都存在一定的限制;为改进完善防漏堵漏技术,研究应用了随钻防漏技术、双层同治技术、下套管井漏治理技术等,使堵漏一次成功率提高了15.6%～33.2%,...     

阿31-102井防漏堵漏低密度水泥浆固井技术

二连油田阿南老区阿31-102井由于周围生产井开发政策不同,各套目的层压力系数差别较大,高低压储层共存,压力系数为0.8～1.4.钻井过程中在1459～1670 m井段累计发生7次漏失,共漏失钻井液150 m3,井漏时钻井液密度1.31g/cm3.井漏同时也存在较严重的油水浸现象.为解决此问题,在井温低、水泥用量小的情况下,采用低密度防漏堵漏水泥浆体系固井.该水泥浆体系在降低水泥浆密度的同时,在水泥中加入弹性防漏堵漏材料,以达到防止漏失及油水浸的双重目的.现场应用施工顺利,未发生漏失情况,36 h后测井,固井质量优质,满足二连油田老区复杂储层的低温防漏固井要求.     

巴48-31井防漏堵漏水泥浆固井技术

巴48-31井是二连油田低压区块上的一口开发井,目的层段压力系数在0.3～0.4之间,钻井过程中在油层段的1225～1227 m及井深1305 m处发生2次漏失,发生井漏时钻井液密度仅为1.13 g/cm3;同时存在着油水外侵.在井温低、水泥用量小的情况下,决定采用防漏堵漏低密度水泥浆体系固井.该水泥浆体系在降低水泥浆密度的同时,通过在水泥浆中加入弹性防漏堵漏材料,以达到防止漏失的目的.现场应用表明,该防漏堵漏低密度水泥浆能够满足二连油田产层压力系数在0.3～0.4之间的低温易漏井固井的要求;施工顺利,未发现漏失情况;24 h后声幅测井,固井质量为优质.     

深井超深井钻井堵漏材料高温老化性能评价

深井超深井钻进裂缝性油气层极易发生频繁的钻井液漏失,造成严重储层损害和重大经济损失。储层段钻进过程中经常发生重复性漏失,意味着仅用酸溶率、粒度分布等常规堵漏材料评价指标已不能满足钻井液漏失控制工程需要。笔者以塔里木盆地克深气田钻井常用的核桃壳、毫米级碳酸钙为研究对象,开展了堵漏材料高温老化评价实验。实验评价结果表明,在180℃的柴油中老化24 h后,核桃壳的颜色由黄色变成黑色,质量损失率为25.16 % ,摩擦系数下降28.24 % ,抗压强度下降21.21 % ;毫米级碳酸钙的颜色由白色变成淡黄色,质量损失率为2.47 % ,摩擦系数下降1.33 % ,抗压强度基本不变;由高温老化后的核桃壳和毫米级碳酸钙所形成的封堵层,其承压能力下降了48.84 % 。分析指出,堵漏材料高温老化失效是深井超深井裂缝封堵层结构破坏并在储层段发生重复性漏失的一个重要因素。     

钻井液用BDY-1便携式堵漏仪

在堵漏过程中，对堵漏材料和堵漏浆配方的优选是决定堵漏成功的关键。为了能在现场对堵漏进行评价，研制出BDY－1便携式堵漏仪，该堵漏仪主要由不锈钢钢柱圈钢，压力表等加工而成，该堵漏仪体积小，重量轻，价格低，仅为国产堵漏仪的1／20。试验结果表明BDY－1便携式堵漏仪操作简便，可快速对堵漏材料进行评价并筛选出堵漏配方；数据重复性好，准确可靠，能达到进口或国产堵漏仪的水平；在模拟漏层选定后，可采用多套压力梯度，对堵漏浆封堵效果进行评价，在压力梯度选定后，可评价堵漏浆对不同类型漏层的封堵效果；如果扩大压力范围，可对封堵后的漏层进行破裂试验，从而确定合理的钻井施工参数；适用现场操作和应用。     

一种新型堵漏模拟装置

介绍了一种新型的堵漏模拟试验装置。该堵漏模拟试验装置通过高压气体．使试验堵漏液在加压下通过模拟漏层的试验模块．在尽可能模拟现场井下工作条件的情况下产生漏失．然后依据试验记录和观察到的模拟漏层的封堵状态．来评价研究堵漏剂的组分配比、堵漏钻井液的封堵效能以及确定合理的施工工艺条件．它采用整体结构设计，试验参数监控数显仪表及有关控制旋钮和调节键都分布在面板上．布局合理．操作方便．该装置不仅具有API堵漏试验装置的全部功能，还具有多种特殊功能：加热功能，可加热到150℃；加压功能，最高压力达7MPa，而且可以根据需要选择恒定压差，也可以按一定速率增加或降低压力；具备多种模拟漏层试验模块；横向断层分析试验结构及试验方法；纵向剖切分析试验结构及试验方法；渗透性模拟漏层防扰动试验结构及试验方法．经过测试及试验应用，该堵漏模拟试验装置控制准确．工作稳定可靠，操作方便．     

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。     

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。     

机器学习在防漏堵漏中研究进展与展望

随着大数据和人工智能技术在油气勘探开发领域应用不断拓展,数字化、智能化防漏堵漏技术已成为必然发展趋势,基于机器学习的算法模型及配套软件是核心内容。通过系统归纳分析了人工神经网络、支持向量机、随机森林、案例推理等机器算法在井漏特征预测、井漏实时监测和应用决策模型的应用现状,对比了各类机器学习算法的输入参数、输出参数、测试准确率及应用效果。机器学习算法在漏失层位预测、井漏监测预警及防漏堵漏措施推荐等方面体现了良好的应用前景,相比人工统计分析,其时效性、准确性和规模化应用优势明显,但还无法科学预测计算漏失压力、孔缝尺寸等井漏特征关键参数以及优化施工工艺。国外油气公司数字化钻完井技术布局早,现已整合多种机器学习算法开发了防漏堵漏相关软件,并在现场取得了一定应用成效。中国井漏相关数据治理、机器学习算法开发及配套软件攻关研究起步较晚,尚未建立成熟可靠的防漏堵漏数字化平台和智能化专家系统。为加快中国防漏堵漏技术数字化、智能化转型发展,需重点开展3方面研究:(1)推进井漏相关的多维度数据整合,搭建包括地震、测井、录井、钻井、防漏堵漏室内评价、防漏堵漏现场施工等方面的数据湖,补齐数据短板;(2)加强机器学习算法模型的解释性研究,结合井漏相关机理,提升算法模型的科学性和准确性;(3)集成井漏数据湖和算法模块,分区域建立井漏智能预测预警及防漏堵漏辅助决策专家系统,制定精细的防漏堵漏作业标准,全面提高一次防漏堵漏成功率。