川西须家河组裂缝性储层保护堵漏技术研究

川西须家河组的勘探开发实践表明,裂缝的发育程度对于单井能否建产及产能大小起着至关重要的作用。通过研究形成了堵漏方案设计软件,从井漏裂缝宽度计算和堵漏钻井液配方设计2个方面对现行的高酸溶堵漏技术进行了优化和完善。现场试验表明,经软件设计的堵漏配方堵漏成功率高、漏失量小,显著降低了裂缝性储层中的漏失性伤害,对于类似的裂缝性储层保护具有借鉴意义。     

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。     

塔河10区碳酸盐岩裂缝型储层承压堵漏技术

针对塔河油田10区奥陶系裂缝型储层裂隙发育、井漏多发的问题,设计了一种桥堵颗粒粒度级配方法,并通过酸溶性材料优选,研制了承压堵漏配方。粒度级配方法以裂缝尺寸为基础,采用漏失量为主要评价指标,借助曲面响应优化设计法确定了粒度级配。实验评价结果表明,采用该粒度级配混配的桥堵材料颗粒粒度分布曲线连续、跨度广,无论是封堵较大裂缝,还是封堵中等裂缝或小裂缝,都有充足的对应粒度的桥堵颗粒。以该粒度级配方法为基础,设计的3套针对不同裂缝宽度范围的承压堵漏体系,堵漏性能良好,承压大于8 MPa,3 mm裂缝漏失量低于200 mL,2 mm和1 mm裂缝漏失量低于50 mL。堵漏配方中堵漏材料酸溶率高,在99%以上,形成的封堵层酸溶率可达98.4%。      

裂缝性漏失的桥塞堵漏钻井液技术

利用新研制的模拟裂缝封堵装置,开展了裂缝桥塞堵漏的实验研究,对比了不同形态裂缝的堵漏效果,分析了裂缝性漏失的桥塞堵漏规律.结果表明:新研制的裂缝堵漏实验装置有更好的模拟裂缝堵漏的能力,该装置模拟的裂缝具有较长的深度,实验完成后可以打开裂缝模块,观察堵漏材料在裂缝内的封堵位置和形态,探索桥接堵漏材料封堵裂缝的机理和规律;堵漏材料在裂缝“喉部”和“腰部”形成封堵段塞是堵漏成功的标志;裂缝的长度与裂缝壁面的粗糙度对堵漏效果有较大的影响.     

深井长裸眼堵漏技术

井漏是在石油与天然气钻井过程中普遍存在或经常遇到的难题,它是在受地层压差的作用下,钻井液漏失到地层中的一种井下复杂情况,这种井下复杂情况是目前钻井工程中最普遍,最常见的技术难题之一,文中对深井长裸眼堵漏工作列举了部分典型实例,从理论上对漏失及防漏堵漏技术进行了分析和研究,,对井下漏失的岩石力学和流体力学,漏层性质和漏层位置判断以及提高低压的承压能力,治理深井长裸眼井漏,提供了一定的现场理论依据和实际应用数据,有效地指导在复杂地层条件下的勘探与开发工作,并结合深井堵漏机理及堵漏剂作用原理进行了有益的探讨和实践。     

裂缝性地层堵漏技术

针对裂缝性地层漏失的特征,研制出了一种由硬质刚性颗粒、柔性粒子、超细填充材料(超细碳酸钙)及特种膨胀聚合物(部分水溶的合成有机物)等组成的堵漏剂DLCM,其中的硬质刚性颗粒具有高强度、不水化、抗压、抗拉、不变形等特点,按粒径大小分为5个等级;柔性粒子由天然鳞片石墨经过插层处理、加热膨化后形成,具备高温稳定性、柔性、可压缩性、回弹性和韧性好的特点。采用长孔、立缝和异型3种模块分别模拟裂缝性、直缝性、长缝性漏层,测定了DLCM在上述3种漏层的堵漏效果,并探讨了堵漏材料协同封堵裂缝的作用机理。结果表明,该堵漏剂DLCM适用于不同密度的钻井液,且对钻井液流变性影响较小,能有效封堵1～6mm宽的裂缝,抗温、承压能力分别达150℃、7MPa。     

钻井防漏堵漏技术分析与建议

防漏堵漏所面临的最大问题就是地质情况的复杂性和不确定性,简单、方便、直观地实时监测漏失层,及时对地层压力、强度及漏失可能性做出评价和简单有效的应急措施成为解决问题的关键.随着勘探开发领域的扩展,井漏复杂程度增加,治理难度也在加大.为此,分析了现有的处理井漏技术,提出了现有的防漏堵漏技术还存在不少问题,无法完全满足防漏堵漏和保护储层的目的,还需要研发新的堵漏技术和设备以便应对越采越复杂的井漏事故,减少或消除由于井漏造成的复杂情况、时间的延误和重大经济损失.     

井下聚合堵漏技术研究

提出了一种新的堵漏技术——井下聚合堵漏技术。该技术是将反应混合物泵入井中并挤入地层,使其在地层条件下反应生成具有一定抗压强度的物质而封堵漏层,从而达到堵漏的目的。模拟考察了反应物的组成、各物质的加量、反应时间、反应温度对生成物抗压强度的影响,优选出了凝胶的最佳配方。即以CMHPG为主成胶剂,CMC为辅成胶剂,硝酸锆为交联剂,在一定条件下可以形成具有一定抗压强度的凝胶;固定反应温度为120℃、反应时间为10 h时凝胶的抗压强度最大;固定反应时间为8 h,反应温度为120℃时凝胶的抗压强度最大。     

诱导性裂缝适应性防漏堵漏钻井液技术

针对诱导性裂缝分布范围宽及常规桥接堵漏剂封堵范围窄的实际问题,优选出了由弹性堵漏材料橡胶颗粒、胶束聚合物CDL-1和混合填充材料组成的防漏堵漏剂,该防漏堵漏剂依靠橡胶颗粒对诱导性裂缝产生一定程度的封堵,通过CDL-1胶束形成新的封堵层,利用混合填充材料进入封堵层的微孔隙进一步降低封堵层的渗透率,提高对诱导性裂缝防漏堵漏的成功率。根据架桥理论和紧密堆积理论,考虑大裂缝和大孔喉对漏失的贡献,对橡胶颗粒和混合填充材料的粒度级配进行了优选,并对他们以及CDL-1的最佳加量进行了优选,评价了该防漏堵漏剂的性能。在元303-54井的现场试验证明,该防漏堵漏剂可在较短时间内有效封堵漏层,应用效果良好。     

诱导性裂缝防漏堵漏钻井液研究

由于诱导性裂缝产生,华庆油田在钻井中发生了严重漏失。目前桥塞堵漏剂对孔隙、裂缝尺寸的适应性较差。本文通过对架桥材料、聚合物吸附材料和填充材料优选及颗粒级配,确定了架桥材料为不同粒径橡胶粒(粒径为0.6～1.0mm、1.1～1.5mm和1.6～2.0mm的分别占30%、30%和40%),聚合物吸附材料为CDL-1;填充材料由30%蛭石(粒径0.4～0.5mm)、5%～10%云母、5%～10%锯末、20%～25%桥塞堵漏剂QD-1、20%～30%桥塞堵漏剂QD-2和10%～20%单向压力封堵剂DF-A组成。通过正交实验确定在基浆(清水+0.3%PAM+4%膨润土)中加入2%橡胶颗粒、0.2%CDL-1和3%填充材料,得到适应性防漏堵漏钻井液。该钻井液黏度10mPa·s,动切力3 Pa,承压能力达到4MPa,最小封堵时间10min。现场试验证明防漏堵漏钻井液可在较短时间内有效封堵漏层,取得了良好的应用效果。     

裂缝网络地层钻井液漏失模拟

针对复杂裂缝性地层的钻井液漏失问题,基于蒙特卡罗随机建模理论,构建了三维离散裂缝网络地层模型。采用宾汉模式钻井液,建立了考虑裂缝线性变形的裂缝网络地层钻井液漏失模型,并利用有限元法求解该模型,对钻井液漏失行为进行模拟。研究表明,该模型可以进行裂缝内流速、漏失速率及漏失量等动态模拟;近井筒附近裂缝内钻井液流速较高,远离井筒处裂缝内流速较低;经过对数变换后,钻井液漏失速率曲线具有明显的无规律波动现象,与单条裂缝的漏失存在明显区别,可以用于识别裂缝网络地层;裂缝应力敏感性对漏失影响较大,考虑应力敏感性后,钻井液漏失量增加;数值模拟得到的漏失量与理论漏失量十分接近,证实模型可靠度高。现场应用表明,研究成果可有效识别出裂缝网络漏失,并以此采取了合理的堵漏技术方案,堵漏一次成功。      

苏里格区块堵漏工艺

苏里格气田普遍存在低压易漏层,不同程度地存在构造裂缝、微裂缝,并且具有一定的区域性。介绍了苏里格地区易漏地层地质特点。根据历年来苏里格地区堵漏的经验,对现场堵漏实例进行了分析研究,提出了几种针对不同地层、不同漏失机理的有效堵漏方法,望能对该区块同类井的堵漏施工起到一定的借鉴和帮助作用。     

刚性楔入承压封堵技术

刚性楔入承压封堵技术是以刚性封堵剂、可膨胀封堵剂和低渗透封堵剂进行架桥封堵的封堵技术,它利用在地层裂缝、孔隙中架桥、楔入、充填,以提高地层周向应力,达到提高地层承压能力的目的。根据SAN-2工程理论分布确定了刚性封堵剂的粒径级配,形成了适应不同漏失速率的承压封堵浆配方。并对刚性封堵剂与其他封堵剂进行了复配实验,实验结果表明,用刚性封堵剂与可膨胀封堵剂、低渗透封堵剂复配的封堵浆,能快速地在裂缝中架桥、填充,形成低渗透率的填塞层,封堵裂缝,承压能力达到7 MPa。现场试验33口井,显著提高了封堵成功率,节约了封堵时间,减少封堵浆消耗量,增强了地层承压能力,为优质高效地完成钻井施工提供了技术保障。     

钻井堵漏用特种凝胶的适用性

特种凝胶是一种处理钻井恶性漏失的堵漏剂,它必须不与(或难与)地层水混合而被冲稀才能满足解决裂缝性及破碎性地层恶性漏失的要求.为此,对凝胶与常用钻井液体系的配伍性、拓展其应用范围的交联体系、抗二氧化碳和硫化氢气体的腐蚀性能和其与水泥浆的相容性等适用性进行了研究.结果表明,凝胶与聚合物、聚磺及KCl体系等的配伍性良好,具有改善失水造壁性,提高钻井液黏度切力的作用;化学交联的凝胶体系抗温达到150℃;二氧化碳和硫化氢气体对凝胶的影响小,但在高温下,低pH值对凝胶性能影响大,凝胶可以用于处理高含二氧化碳和硫化氢地区的恶性漏失井漏;凝胶与水泥浆接触不会发生结块和沉淀,凝胶与水泥浆相容性良好;凝胶的适用性足以满足解决裂缝性及破碎性地层恶性漏失的要求.     

伊拉克米桑油田Abu区块储层防漏堵漏技术

伊拉克米桑油田Abu区块储层岩性为碳酸盐地层,缝洞非常发育,而且地层压力系数低,漏失是钻井过程面临的主要难题。结合相关地质取心和电测成像资料,在总结分析前期堵漏工艺的基础上,室内对现有可酸溶复合堵漏材料配方进行了优化,将酸溶率提高到75%以上,室内模拟实验承压能力提高到7 MPa以上,并进一步优化形成了适应该区块的堵漏施工工艺。通过现场5口漏失井的试验表明,优化后的可酸溶堵漏配方明显提高了现场堵漏成功率,进一步缩短了钻井周期。      

防漏堵漏新技术在缅甸D区块的应用

针对缅甸D区块钻井过程中井漏严重的突出问题,系统分析了缅甸D区块地质特点和漏失特征,针对不同漏失类型和漏失机理,在室内和现场实验的基础上提出了对应的解决方法和施工工艺,包括针对砂岩渗透性漏失的随钻防漏堵漏体系,针对砂泥岩破碎弱胶结的双液法堵漏技术,针对裂缝发育的交联成膜桥浆堵漏技术,可大幅度提高地层承压能力的化学固结堵漏技术.以上堵漏技术先后在缅甸D区块施工20多次,取得良好的堵漏效果,解决了该区块不同类型的井漏问题.     

狮202井区裂缝性地层堵漏技术

狮202井区井漏主要发生在N₁和E₃2地层上部,N₁地层裂缝发育,E₃2地层裂缝和溶蚀孔洞双介质储层发育,地层承压能力低,裸眼井段长,容易漏失的层位多,同一裸眼井段内高低压同层,井漏复杂处理难度大,针对该区块的地层漏失特点,引入NTS片状颗粒,该材料坚固,承压能力强,进入漏层后具有翻转能力。通过室内实验优选出一套堵漏技术配方,根据现场钻井液漏失速度设计了3种不同配方:①循环浆+1.0% NT-DS+（2%~3%） NTS （细）+（1%~3%）核桃壳（0.5~1.0 mm）+（1%~3%） SDL+（1%~3%） SQD-98,总浓度为12%~13%;②基浆+2% NTS （细）+3%核桃壳（1~3 mm）+（3%~4%）核桃壳（0.5~1.0 mm）+1% NT-DS+3% SDL+3% SQD-98,总浓度为15%~16%;③基浆+3% NTS （中︰细=1︰2）+（3%~5%）核桃壳（1~3 mm）+（3%~5%）核桃壳（0.5~1.0 mm）+（1%~2%） NT-DS+3% SDL+5% SQD-98,总浓度为25%左右,并制定了相应的现场施工方案。在狮202井区进行了4口井的试验应用,应用效果良好,堵漏成功率为100%,提高了地层的承压能力,扩大了安全密度窗口,满足后续施工要求。      

钻井堵漏用特种凝胶的流变性研究

特种凝胶是一种处理钻井恶性漏失的堵漏剂,它必须具备特殊的流变性才能满足封堵裂缝性及破碎性地层恶性漏失的要求.为此,用可控的HAAKE RS6000型流变仪锥板系统稳态测试了凝胶的流动曲线和黏度曲线,采用了多种经验本构模型拟合凝胶的流动曲线和黏度曲线,均获得了较高的相关系数.在此基础上对凝肢的黏弹性、黏温性以及触变性进行了研究.结果表明,黏弹性实验确定了凝胶的零剪切黏度数量级在102 Pa.s,且具有Burger模型蠕变回复曲线特征;通过密闭同轴旋转系统稳态测试凝胶的黏温性质确定了温度从室温上升到50℃时凝胶表现出轻微的升温增稠现象,当温度高于50℃时,凝胶的黏度温度曲线满足Arrhenius关系;用直观的触变环法测量了凝胶的触变性,凝胶的下行曲线始终低于凝胶的上行曲线,表明凝胶是一种剪切稀释流体,且随着温度升高,凝胶的剪切稀释作用有增强的趋势;凝胶的流变性足以满足解决裂缝性及破碎性地层恶性漏失的要求.     

承压堵漏技术的研究与应用

一些承压堵漏技术存在易发生二次漏失、承压能力难以提高、材料不能抗高温的问题.分析了承压堵漏的机理,认为该技术的关键是阻隔液柱压力向裂缝尖端的传导.开发了抗温达170 ℃的刚性颗粒材料A、弹性颗粒材料B、纤维材料C、可变形充填材料D和高失水材料E,并通过应用楔形模块、钢珠床和砂床模拟漏失地层,优选出了分别适用于裂缝性和孔隙性漏失的堵漏剂配方.该技术在务古4和晋古2-4(加深)井的承压堵漏施工中得到了成功应用,2口井的承压能力分别达到了3和4 MPa,且30 min压力不降,满足了下步施工的要求.