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。     

钻井液致密承压封堵裂缝机理与优化设计

针对钻井液防漏堵漏技术难题,借鉴微观颗粒物质力学“强力链”基本原理,提出了评价防漏堵漏材料的颗粒强度、颗粒弹性、颗粒表面摩擦等主要精细化技术指标,建立了相应的实验表征方法,揭示了基于微纳米尺度的钻井液致密承压封堵机理,给出了钻井液强化致密承压封堵优化设计方法,即通过合理的颗粒类型、粒度级配与浓度控制,刚性颗粒、弹性颗粒、纤维材料等协同封堵裂缝,可形成具有“强力链网络”的致密承压封堵层,显著提高地层承压能力。研制了钻井液封堵特性评价动态模拟实验装置,可模拟不同地层温度、压力条件下不同开度裂缝的漏失与封堵过程,为致密承压封堵机理及钻井液防漏堵漏效果评价提供了实验方法。采用所研制的封堵动态模拟实验装置,优化了不同开度楔形裂缝的强化致密承压封堵钻井液配方。实验结果表明,其具有良好的自适应裂缝开度致密封堵特性,承压能力达8 MPa以上,可显著提高地层承压能力。     

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。     

顺北5-8井志留系破裂性地层提高承压能力技术

新疆顺北区块古生界志留系地层由于地质构造运动强烈,断裂带附近缝网发育,且深层存在高压盐水层,钻井液安全密度窗口窄,井漏严重且高发。针对志留系防漏堵漏技术难点,深入分析了志留系破裂性地层漏失特性,通过地质、测井、岩屑等资料分析漏层岩性及孔渗特征,根据实钻数据、测井和水力学等方法分析漏层通道的大小和连通情况,对地层承压能力影响因素进行了细致分析,针对主要裂缝地层开发了抗高温致密承压堵漏配方,并根据不同的漏失类型制定了"随钻封堵、逐步强化、分段承压、稳步推进"的防漏堵漏技术思路,在顺北5-8井进行防漏堵漏作业13次,均获成功,有效提高了地层承压能力,井漏复杂处理时间同比大幅度减少60%。      

超低渗透钻井液防漏堵漏技术研究与应用

在水基钻井液中加入一定量的零滤失井眼稳定剂可以形成超低渗透钻井液.介绍了超低渗透钻井液提高地层承压能力及防漏堵漏的机理.超低渗透钻井液对不同孔隙的砂岩、岩心和裂缝性地层具有很好的封堵能力,可以实现近零滤失;零滤失井眼稳定剂通过在井壁表面形成超低渗透膜及增强内泥饼封堵强度大幅度提高岩心承压能力.在大港油田和辽河油田多口井的现场应用中,超低渗透钻井液在长裸眼多压力层系或压力衰竭地层防止了漏失、卡钻和坍塌的发生,表明超低渗透钻井液能自适应封堵岩石表面较大范围的孔喉,在井壁岩石表面形成致密超低渗透封堵薄层,可有效封堵不同孔喉地层和微裂缝泥页岩地层.超低渗透钻井液封堵隔层承压能力强,能提高漏失压力和破裂压力梯度,相当于扩大了安全密度窗口.     

SHBP-1超深井三开长裸眼钻井液技术

针对SHBP-1井在钻井过程中可能出现的井壁失稳及漏失等复杂问题,对其原因及技术难点进行分析,提出了该井的井壁稳定、防漏堵漏技术思路,选用强抑制强封堵防塌钻井液体系,以满足地层特性对钻井液抑制性、降失水及封堵的要求,筛选了复合抑制剂KCl+SMJA、镶嵌成膜防塌剂SMNA-1、纳米封堵剂SMNF-1,以进一步提高钻井液的抑制性、封堵性及防塌性能,降低高温高压滤失量。经现场应用表明,优化后的强抑制强封堵防塌钻井液流型易于控制,维持井浆中0.5% SMJA、3% KCl、2.5% SMNA-1,保障了钻井液有强的抑制防塌性;在易漏地层使用了纳米封堵剂2% SMNF-1、超细碳酸钙等随钻堵漏材料,避免了井漏的发生,顺利完成了该井的施工,三开井段扩大率仅为3.49%。该套钻井液技术顺利解决了SHBP-1井三开的井眼失稳及井漏问题,为后续类似井的钻井提供借鉴。      

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。      

超低渗透技术在防漏堵漏工艺上的应用

针对孔隙性漏失的特点，基于近年来国外学者提出的超低渗透钻井液技术理论，通过优化使用超低渗处理剂形成了一种随钻防漏堵漏技术。该技术能有效封堵不同渗透性地层和微裂缝泥页岩地层，从而解决钻井过程中的渗透性漏失和压力传导。该技术在华北油田束3、留67X1、苏55-4和京11平1井中进行了应用，显示出良好的封堵渗透性地层和随钻防漏堵漏效果，保证了钻井施工的正常进行。     

SHBP-1超深井三开长裸眼钻井液技术

针对SHBP-1井在钻井过程中可能出现的井壁失稳及漏失等复杂问题,对其原因及技术难点进行分析,提出了该井的井壁稳定、防漏堵漏技术思路,选用强抑制强封堵防塌钻井液体系,以满足地层特性对钻井液抑制性、降失水及封堵的要求,筛选了复合抑制剂KCl+SMJA、镶嵌成膜防塌剂SMNA-1、纳米封堵剂SMNF-1,以进一步提高钻井液的抑制性、封堵性及防塌性能,降低高温高压滤失量。经现场应用表明,优化后的强抑制强封堵防塌钻井液流型易于控制,维持井浆中0.5% SMJA、3% KCl、2.5% SMNA-1,保障了钻井液有强的抑制防塌性;在易漏地层使用了纳米封堵剂2% SMNF-1、超细碳酸钙等随钻堵漏材料,避免了井漏的发生,顺利完成了该井的施工,三开井段扩大率仅为3.49%。该套钻井液技术顺利解决了SHBP-1井三开的井眼失稳及井漏问题,为后续类似井的钻井提供借鉴。     

泥浆盖帽强钻技术在威远页岩地层的应用

钻井作业中发生漏、喷或塌时,对治理难度大、耗时长的复杂井可采用泥浆盖帽强钻,通常采用清水作强钻液,这就要求待钻井段地层必须稳定。威201-H3井已钻井段的龙潭组为区域垮塌层,而待钻的龙马溪地层为该区域易塌层,该井钻至1044.24m发生有进无出的恶性井漏、堵漏效果差,同时井漏液面下降造成严重的溢流显示。使用泥浆盖帽并采取吊灌方式保持一定液面高度、平衡漏层上部井段的气层和稳定垮塌层,进入待钻易塌层使用复合盐高分子防塌强钻液快速钻至固井井深,从而实现了安全、快速、低成本的钻井施工,泥浆盖帽强钻技术进一步扩大了使用领域,并探索出了适宜威远地区页岩气井快速处理喷、漏、塌复杂井的工艺,实现页岩气低成本钻井目标。     

自修复凝胶堵漏技术研究

智能凝胶能够对外界环境作出响应,进行不同状态的转换,提高封堵效果,是一种新型的堵漏材料。为遏制井漏并防止复漏,通过自由基聚合方法制备了一种基于阳离子-π、静电力、氢键的自修复水凝胶用于地层堵漏。实验结果表明,该水凝胶在恶劣环境中的自修复效率达70%,具有较强的盐适应性和耐高温性;能有效封堵180 D砂盘孔隙,封堵率接近90%,对其他固结砂盘(渗透率2 D、5 D、20 D)和未固结砂床(20～40目、40～60目、60～80目)也表现出良好的堵漏能力。相比于常规材料,该水凝胶可通过降低作业压差实现自修复,达到高效封堵;可通过二次降低封堵层渗透率有效提高封堵层的致密性,提高了水凝胶的高温稳定性,高温老化后依然具备良好的封堵能力。水凝胶颗粒在盐水中分散良好,热滚后保持稳定的流变学性能,有利于钻井液循环。研究结果表明,自愈材料作为堵漏材料在石油钻井工业中具有应用潜力。     

深层脆性页岩井钻井液漏失机理及主控因素

四川长宁区块页岩气资源丰富,但在水平井钻井中钻井液漏失问题突出,制约了长宁区块页岩气资源勘探开发进程。基于单井测井数据与地震解释数据,建立了长宁区块页岩气地层裂缝、地应力及地层压力展布模型,研究了三者与钻井液漏失情况的响应关系。结果表明：长宁区块构造背斜高部位裂缝密度大,地层埋藏浅地应力小,闭合裂缝的开启临界压力与裂缝延伸临界压力都较小,地层孔隙压力低,钻井液漏失情况严重;构造向斜低部位裂缝密度相对于构造高部位小,地层埋藏较深地应力大,闭合裂缝的开启临界压力与裂缝延伸临界压力都较大,地层孔隙压力高,钻井液漏失情况不突出。长宁区块断层裂缝发育,钻井液漏失主要为压差性漏失和闭合裂缝扩展性漏失。研究结果揭示了长宁区块深层页岩钻井液漏失机理,明确了其主要影响因素,可为长宁区块页岩储层防漏及效益化开发提供科学依据。     

��������©�����Ӿ��Ķ�©ѹ��ʵ��

在多压力系统的长段裸眼内,钻遇高压油气水层时,往往出现“下吐上漏”等复杂情况,甚至出现卡钻事故。其处理难点在于,若先堵漏,堵漏液易被高压地层流体冲走;若先压井,又会发生井漏。一些井由于处理方法不当,虽投入大量人力、物力、财力仍出现井眼报废,造成巨大损失。满西２井在处理卡钻事故的套铣作业中,遇到“下吐上漏”的复杂难题。经对井下情况分析后,提出处理复杂情况的合理的堵漏液配方和浓度;堵漏液走前,压井液走后;施工中合理控制回压;允许少量漏,不允许有增量。采取堵漏压井同时进行的方法,成功地解除了该井的复杂问题,为处理类似复杂情况的井提供了实例。     

金河1井有机盐氯化钾高密度钻井液技术

金河1井是位于准噶尔盆地南缘霍尔果斯背斜沙湾组断鼻构造上的一口探井.完钻井深为2 225 m.由于该构造地层压力系数高、地层倾角大、成岩性差、破碎严重,黏土矿物中蒙脱石含量最高达70%以上,钻进过程中频繁出现卡钻、垮塌、井漏等复杂事故.采用有机盐KCl钻井液,在高密度下兼顾钻井液抑制性、流变性、封堵防塌性,实现了钻井作业零事故.经现场应用表明,有机盐KCl高密度钻井液顺利钻穿金河1井高陡山前构造安集海河组700m厚地层,钻井作业中井壁稳定、井眼畅通;全井流变性能优良易控,钻进中扭矩平稳,砂样代表性好,钻屑基本呈原生片状且棱角分明,电测井径规则,钻井液封堵能力强,在完井液中不添加堵漏剂的情况下承压能力达到4MPa,电测一次成功率为100%,下套管固井一次成功,钻井周期仅为110d.     

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.     

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。     

����ѹ����©��©���������3����Ӧ��

高压地层钻井需用高密度钻井液去平衡地层高压流体,但高液柱压力将造成低压地层的井漏,遇井漏就应采取相适应的措施,尽快堵住漏层,避免造成液柱压力降低可能诱发或引起的井下事故,四川盆地东部洋渡溪构造洋渡３井在超高压地层钻井中,据高液柱压力井漏的不同特点,对钻井液进行降密度、降排蛳和对可能出现的井漏段预先加入混合暂堵液进行防漏,用大剂量、高浓度不同暂堵物混合配制进行关井静置、间断憋挤堵中漏至大漏的防漏问题     

网状泡沫材料的堵漏特性研究

针对钻井液在长裂缝性漏失问题,室内评价了一种新型网状泡沫堵漏材料,将其与筛网堵漏材料进行对比和复配,研究出针对裂缝性漏失堵漏效果良好的配方。实验结果表明,该堵漏配方具有良好的封堵长裂缝能力,将质量分数为0.08%的网状泡沫（体积分数为4%）加入到原无法成功封堵模拟裂缝的基础配方中后可承压5 MPa,漏失水基钻井液165mL;与质量分数为0.45%筛网堵漏材料复配能使漏失量减少到45 mL,在高密度油基钻井液中也可承压5 MPa,但漏失量相对较大。网状泡沫堵漏材料可压缩变形,适用于各种尺寸裂缝。钻井液在泡沫孔隙中流动阻力大,大量网状泡沫颗粒分布于裂缝中能够形成多个较弱封堵隔墙,缓解了尾部封堵隔墙承受的压力,同时也可以在较窄裂缝中与刚性颗粒共同起到架桥作用。由于网状泡沫堵漏材料在油基钻井液和高温条件下强度变弱,因此更适于在常温水基钻井液中使用,且其来源广泛,经济实用,具有良好的应用前景。