陇东恶性漏失区域充气钻井及封堵技术研究与应用

陇东地区洛河组裂缝极为发育,承压能力低,漏失频繁,尤其大型漏失、恶性漏失多,防漏堵漏难度大,一次堵漏成功率低,处理复杂时间较长,成为安全快速钻井的主要障碍,严重影响了陇东地区的勘探开发速度。早期在陇东地区进行了基于充气钻井的防漏治漏现场试验,充气钻井成功抢钻漏层,在防漏钻进方面取得了显著效果,但是在抢钻后堵漏、窄密度窗口参数控制、特低地层压力系数地层充气液循环建立等方面还存在一定技术难度。文章通过对陇东地区漏失特点、出水和漏失同存地层的充气钻井技术、漏层封堵技术等进行了深入的研究分析,提出了适合陇东地区的充气防漏钻井和漏层封堵技术方案,并应用于ZH454井,取得了显著地防漏治漏效果,为陇东地区以及类似地区的防漏治漏提供了新手段,有利于提高恶性漏失区块的勘探开发速度。     

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。     

浅谈苏东区块储气库注采井钻井防漏堵漏技术

随着苏东区块储气库新钻注采井的大规模实施,注采井钻井过程中的目的层极易漏失直接带来了钻井钻时变慢、井控风险增高、储层物性污染的问题,目的层的有效堵漏成为了储气库钻井工程建设亟待解决的问题。在常规堵漏技术的基础上,充分吸取2019年注采井钻井施工经验,结合“随钻防漏、及时堵漏、提高承压”的防漏堵漏工作理念,在2020年新钻注采井过程中逐渐探索出新型防漏堵漏技术。新型防漏堵漏技术的实施很大程度上解决了苏东区块注采井目的层漏失量大、堵漏困难的问题,提高了钻井时效,降低了井控风险,解决了钻井泥浆及堵漏浆入侵地层带来的储层侵染问题,充分保障了后期改造效果。同时,新型防漏堵漏技术可大规模实施在后续注采井钻井作业中。     

随钻防漏堵漏技术的研究与应用进展

井漏是钻井作业中长期存在并且尚未得到有效解决的技术难题。文章介绍了目前国内外随钻防漏堵漏技术的研究与应用现状及常规处理井漏的方法,针对渗透性漏失及裂缝性漏失地层特点,首次提出了基于物理法随钻防漏堵漏技术。该技术通过特殊的井下侧向水力工具,利用旋转射流的水力能量作用在井壁上形成渗透率接近于零的滤饼,即所谓“人造井壁”。井壁不仅渗透率极低,而且具有很高的强度和稳定性,能够承受一定的压差作用。在井眼内可以有效的阻止钻井液漏入地层,从而达到随钻防漏堵漏目的。     

延川南深部煤层气井防漏堵漏技术

延川南区块深部煤层气资源丰富,但钻井过程中漏失严重.为了降低漏失发生频次及其造成的经济损失,保证该区块煤层气井安全高效成井,在分析该区块地质特征和漏失机理的基础上,研究形成了由随钻堵漏钻井液和承压堵漏工艺组成的煤层气井防漏堵漏技术.延川南区块上部地层孔隙发育,以孔隙型渗漏为主,采用加入5％复合堵漏材料的随钻堵漏钻井液进...     

彭水区块页岩气水平井防漏堵漏技术探讨

渝东南彭水区块上部三叠系、二叠系地层灰岩发育,易出现溶洞性漏失;下部目的层志留系龙马溪组裂隙发育,钻进中常发生渗透性漏失及间歇性严重漏失。结合彭页 HF-1 井、彭页2HF井、彭页3HF井和彭页4HF井的钻井实践,分析了该区块的井漏特点和漏失原因,介绍了防漏堵漏技术和具体的施工措施,探讨了防漏堵漏技术方案。分析认为,彭水区块上部地层利用气体(空气)钻井防漏堵漏效果较好;下部地层漏失层位分布广泛且无规律,宜采用随钻堵漏和分级堵漏措施。进一步分析认为,提高对地质条件的认知程度、优化井身结构、优选钻井方式、使用合理的钻井液密度,可以降低井漏发生率;优选合理的堵漏浆配方、开展堵漏剂评价、制订科学的堵漏措施、规范钻井施工操作是解决漏失的主要手段。      

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.     

物理法随钻防漏堵漏技术与钻井液研究现状

物理法随钻防漏堵漏技术是一种防、堵结合的新方法,可解决西部油气深井孔洞渗透性地层和裂缝性地层钻井中的井漏问题.采用流体力学和射流理论基本原理,把钻井过程中泵入井底的钻井液进行分流,将15%左右的钻井液通过一种独特的井下工具分流,采用新型射流的水力能量作用方式直接射入可能漏失井壁,配合相适应的具有随钻防漏堵漏作用的钻井液体系,使漏失井壁快速形成"人造井壁",从而达到随钻防漏堵漏的目的,提高漏失井壁的承压能力和钻井液的密度窗口,对油气层也有保护作用.     

自适应防漏堵漏钻井液技术研究

针对钻井液漏失地层非均质性强及漏失通道尺寸难以准确预知等问题,提出了自适应防漏堵漏钻井液技术。该技术无须明确预知漏失地层孔喉直径,能自适应封堵岩石表面较大范围的孔喉,对较宽孔径分布的漏层具有很好的封堵作用,封堵速度快,封堵层浅,适合于油层防漏、堵漏。室内评价表明,自适应防漏堵漏钻井液能在一定范围内对不同孔径分布的漏层产生良好的封堵作用。封堵率达到90%以上,封堵带压力强度大于9MPa,封堵厚度小于1cm,切片后渗透率恢复率达90%以上。现场应用证明,自适应防漏堵漏钻井液能有效提高地层的承压能力,并且有良好的防漏及堵漏效果。     

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。     

新型随钻防漏堵漏钻井液技术研究

针对渗透性漏失地层,开发出一种封堵效果好、封堵范围广的随钻堵漏剂ASK-1。ASK-1随钻堵漏剂主要由柔性粒子和聚合物复配组成,通过两者的共同作用达到快速有效封堵孔隙或微裂缝的作用。该堵漏剂对孔径较宽渗透漏层封堵作用良好。室内评价,在一定范围内,渗透率封堵率超过90%以上,封堵带强度大于8MPa。现场应用证明,可有效提高地层承压能力,且防漏及堵漏效果良好。     

渤海C油田精准防漏堵漏实践

渤海C油田范围内有52条风险断层,漏失风险极其严重。该油田为断层漏失或断层破碎带漏失,所有井轨迹基本都要穿过两个以上的断层,多次发生恶性漏失。常规堵漏无法有效封堵漏失通道,高承压堵漏技术堵漏周期长、且到达周期后架桥材料失效,井下出现复漏,防漏堵漏技术革新迫在眉睫！通过技术攻关和创新实践,提出采用“钻前避漏+钻中防漏+高效堵漏”三合一实践措施,形成了一套适用于该油田的精准防漏堵漏工艺。     

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。     

缅甸D区块钻井防漏堵漏技术

缅甸D区块油气资源丰富,但钻进过程中存在许多亟待解决的问题。通过分析已钻井Patolon-1井、Yagyi-1井和正在钻井施工的Patolon-2井的情况,认为影响该区块钻井时效和井下安全的主要因素是地层漏失。分析了缅甸D区块地层的漏失特点、漏失原因及地层压力的分布规律,研究应用了水泥浆、膨润土浆双液法堵漏技术和随钻堵漏钻井液技术。缅甸D区块上部低压层的漏失主要采用双液法堵漏技术或化学堵漏技术处理;下部高压地层的渗透性漏失主要采用随钻堵漏技术和桥塞堵漏技术处理。现场应用也表明,上述技术堵漏效果很好,为缅甸D区块顺利完井提供了技术保证。      

裂缝性地层充氮气钻井防漏治漏技术

论述了裂缝性地层的漏失特点、漏失形式及常规堵漏技术应用于裂缝性地层处理漏失的不足之处。如何有效处理此类地层的漏失问题,提出了应用充氮气欠平衡钻井技术应用于裂缝性地层堵漏的技术思路,并就充氮气欠平衡钻井防漏、制漏的机理进行了阐释。文中,对实施充氮气欠平衡钻井的工艺方法进行了介绍。最后,对充氮气欠平衡钻井在新疆油田百泉1井的应用情况、取得的效果进行了分析。     

顺北油田二叠系火成岩防漏堵漏技术

井漏是影响顺北油田安全、快速、高效钻井的重大技术难题之一。通过对现场漏失资料的统计分析,明确了顺北油田二叠系地层具有非均质性强、多尺度裂缝发育和裂缝易扩展的特点,且整体上北部漏失程度较轻,南部漏失程度较严重;二叠系漏失机理为压差性漏失和裂缝扩展性漏失,并以压差性漏失为主。优选了高效随钻封堵剂SMGF-1,钻井液中加入3%的SMGF-1,可使得0.45～0.90 mm砂床承压达8.5 MPa,具备良好的防漏效果;研发了高效承压堵漏剂SMKZD-1,1～3 mm裂缝承压均大于5.0 MPa,具有良好的广谱封堵效果。现场应用表明,该防漏堵漏技术可以提高二叠系火成岩地层的防漏与堵漏效果。      

火山岩地层优快钻井技术

针对目前火山岩地层钻井存在的可钻性差、地层倾角大、井斜控制难度高、地层裂缝发育、漏失严重和井壁稳定性差等技术难点,从钻头优选与结构改进、欠平衡钻进配套技术及复合钻进配套技术的应用、加强防漏堵漏配套技术措施等几个方面着手,进行了火山岩地层快速钻井优化配套技术研究,形成了一套高效的提高火山岩地层钻井速度的配套技术措施.现场应用表明,采用该套技术措施,火山岩地层的钻井速度得到明显提高.最后指出,进行火山岩破岩机理、欠平衡钻井配套技术和防漏堵漏技术等方面的研究,是火山岩地层钻井技术的研究方向.     

物理法随钻防漏堵漏机理的数值模拟研究

物理法随钻防漏堵漏技术能有效控制和处理井漏事故,尤其对渗透性漏失和裂缝性漏失有较好的防漏堵漏效果.以Realizableκ-ε紊流模型为基础,根据流体动力学理论建立了在旋转射流作用下环空流场的数学模型,分析了相应的边界条件,进行了网格划分,使用CFD软件Fluent模拟计算了物理法随钻防漏堵漏时的流场.模拟结果和试验结果基本相似,在实际环空返速下,侧向射流受到的干扰较小,并有很好的堵漏效果.模拟结果为物理法随钻防漏堵漏钻井水力参数设计、井底水力能量分配提供了理论依据.     

玛湖区块易漏地层防漏堵漏技术

通过玛湖区块易漏地层的漏失量、地层孔隙度和裂缝发育以及漏失压力剖面,分析玛湖区块漏失特征和漏失机理,采用形貌分析和粒径匹配方法,筛选防漏堵漏材料,评价和优化区域防漏堵漏体系。研究发现,玛湖区块二、三开漏失量大且复杂时率高,其中八道湾组、白碱滩组、克拉玛依组和乌尔禾组等地层孔隙和裂缝发育,承压能力差,为漏失多发地层;针对现场使用的防漏堵漏材料,提出了新的形貌优化组合以及微米级、毫米级的粒径匹配原则;所构建的SDSZ防漏体系砂床滤失深度较现场体系降低50%左右,SDDL堵漏体系的承压封堵能力可达7 MPa以上,且堵漏剂土酸酸溶率达60%以上。现场应用效果显著,漏失易发井的防漏成功率高达75%,堵漏作业一次堵漏成功率可达80%。研究结果表明,该防漏堵漏体系,可有效解决玛湖油田易漏地层的井漏问题。      

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。