油田堵漏用吸水树脂的制备及性能研究

针对钻井过程中的钻井液漏失问题,以丙烯酰胺、丙烯酸、碳酸钙为主要原料,采用水溶液聚合法,制备了成本低、强度高、吸水倍率高的高吸水性树脂。实验结果表明,该树脂的最优合成条件为:单体的质量分数为20%,交联剂加量为0.3%,引发剂Na2SO3和(NH4)2S2O8质量分数分别为0.75%和1.5%时,碳酸钙的加量为3%,反应温度为50℃,pH值为11,AM:AA的质量比为7:3。在此条件下合成的高吸水性树脂,在室温下的吸水倍率为137g/g,其吸水倍率和强度均可满足钻井堵漏的需要;加入碳酸钙可提高吸水性树脂的吸水性和强度;树脂加量为0.3%～0.5%的堵漏浆即可达到良好的堵漏效果,并且吸水树脂的堵漏承压能力可达3.0MPa。     

水力压裂中的压裂液滤失模型研究

在经典的压裂液滤失评价理论中，假设滤失速度和滤失时间的平方根成反比，根据该假设在很多情况下得到了错误的结论。为突破经典理论的限制，更好地利用现有数据，针对压裂液滤失过程中的3个不同区域，建立了一个综合的滤失模型。该模型对3个区域间的压差和各区域不同物理层面都能自动修正，同时还考虑到了滤饼性能、内泥饼、岩心长度、剪切速率以及压裂液的非牛顿性质。该模型模拟了侵入区滤液的非牛顿特性、因滤失导致的储层渗透率下降以及储层流体的可压缩性，建立了无流动、恒压、有限无限等边界条件，因此适用于在不同条件下模拟室内实验和现场的压裂滤失过程。通过室内实验证实了模型的有效性，预测结果和实验数据吻合。     

双庙1井喷漏同存复杂井况的处理

双庙1井是一口高压气层喷漏同层、下喷上漏，伴有多压力系统多漏失层的复杂井，多次打水泥和桥塞加水泥堵漏，井漏均未得到有效的控制。由于井漏导致井内液面下降致使井内液柱压力降低，同时使原来封堵上部漏层的桥塞反吐造成钻头卡死，又因井口下闸板防喷器长期处于高压工作状态，并被高压气体携带的固相颗粒刺穿，严重威胁井口安全，最终采用新型聚合物堵漏材料特殊凝胶堵漏剂尾追水泥浆的方案，一次施工便成功堵住了多点漏层和封隔了主漏层以下、钻头以上环空。测井结果表明，水泥环在2250～3200 m，返高2355 m，返高以上至漏层环空特殊凝胶柱近100 m，成功地解决了双庙1井喷漏同层的复杂井况问题。     

硅酸钾聚合醇钻井液体系的实验研究

将硅酸钾的胶凝沉淀效应和聚合醇的浊点效应结为一体,建立了一套具有胶凝-浊点效应的膜结构硅酸钾聚合醇钻井液体系.性能评价结果表明,硅酸钾聚合醇钻井液具有流变性好、滤失造壁性好、抑制性强、抗污染能力强(可抗6%NaCl,抗5000 mg/L Ca2+和Mg2+,抗15%钻屑)、润滑性好、封堵能力强和热稳定性好等特点,膜效率达到了82%.通过电镜扫描研究了硅酸钾钻井液和硅酸钾聚合醇钻井液形成的泥饼表面和泥饼断面情况,结果表明,硅酸钾聚合醇钻井液泥饼表面片状膜结构伸展性好且连接性紧密,断面较紧凑且均匀,既有硅酸钾处理后泥饼所呈的片状膜结构,又有聚合醇处理后泥饼整体似一层的致密特性.该钻井液兼有硅酸钾钻井液和聚合醇钻井液的优点.     

空气／泡沫钻井技术在高陡构造带凉东003—2井的应用

凉东003—2井是位于川东北高陡构造带的1口滚动勘探开发井。该井二开采用了空气／泡沫钻井技术，总进尺为767．50m，纯钻时为116h，平均机械钻速为6．62m／h，起到了加快钻井进度及防漏的作用。由于二开井眼较大，井较深，钻进中出水量大，为了满足携岩要求需较高压力，从而导致浅层地表岩石的裂缝、大鼠洞、方井、地表发生窜漏；并且由于地层产水量大，接单根时井底沉砂严重。介绍了该井在二开井段钻遇的井下复杂情况及其处理措施。     

空气/泡沫钻井技术在高陡构造带凉东003-2井的应用

凉东003-2井是位于川东北高陡构造带的1口滚动勘探开发井.该井二开采用了空气/泡沫钻井技术,总进尺为767.50 m,纯钻时为116 h,平均机械钻速为6.62 m/h,起到了加快钻井进度及防漏的作用.由于二开井眼较大,井较深,钻进中出水量大,为了满足携岩要求需较高压力,从而导致浅层地表岩石的裂缝、大鼠洞、方井、地表发生窜漏;并且由于地层产水量大,接单根时井底沉砂严重.介绍了该井在二开井段钻遇的井下复杂情况及其处理措施.     

特种凝胶在处理“井漏井喷”中的应用

川东北罗家2井在第二次完井中发生套管破裂,引发严重井漏和井喷,井底的高压、高含硫化氢气体从破口处窜入地层,沿套管外质量差的水泥环上窜到断层处经裂缝上窜到地面,天然气和地层水在距井口1.2 km的地方窜出地面,造成险情。为此,选用特种凝胶ZND进行堵漏。该特种凝胶ZND不同于一般的聚合物堵漏剂,它不需要交联,在地面配好后直接使用,特种凝胶在地面管线钻具水眼及环空中容易流动,而进入漏层后黏度迅速增加,流动阻力大,具有很强的黏弹性,可以占据漏层附近的漏失空间。特种凝胶ZND难以与地层水混合而被冲稀,如果被气体吹散,细小的颗粒不与地层水混合,可以在地层重新集结,形成结构。特种凝胶ZND在川东北罗家2井中的成功应用,验证了其处理恶性漏失的技术可行性。     

甲酸钾含量对氯化钠和硫酸钙溶解量的影响

甲酸钾是钻井完井液的新型添加剂，具有抑制性强、高温稳定性和配伍性好、腐蚀性低、环境保护和油层保护性能好等优点。室内实验研究了甲酸钾浓度、溶解温度和溶解时间对氯化钠、硫酸钙溶解度的影响情况。结果表明；温度对硫酸钙在甲酸钾溶液中的溶解度影响较大，在同一浓度的甲酸钾溶液中硫酸钙溶解量随温度的升高而增加；温度对氯化钠溶解量的影响也很大，在同一浓度的甲酸钾溶液中氯化钠溶解量随温度的升高（从25到65℃），先增加，到一个峰值后开绐降低，最后趋于某一恒定值；当甲酸钾溶液浓度低干20％时，硫酸钙溶解量随甲酸钾浓度增大而增加，当甲酸钾溶液浓度高于20％时，硫酸钙溶解量随甲酸钾浓度增大而减小，当甲酸钾浓度达到50％时，甲酸钾的浓度增加对硫酸钙溶解量的影响程度变小；在温度相同时，随甲酸钾浓度增加，氯化钠溶解量减小。     

用于钻井堵漏的特种凝胶屈服应力研究

特种凝胶是一种处理钻井恶性漏失的堵漏剂,其屈服应力与凝胶的可泵性、施工管线的安全性和在地层的堵漏效果等密切相关。为此,采用先进的HAKKE RS6000流变性锥板系统及锯齿板系统研究了特种凝胶（ZND-2）的屈服应力,分析了稳态方法和动态方法测试之间的关系,并与钻井液常用屈服应力评价方法的结果进行了对比,还分析研究了屈服应力恢复与时间的关系。结果表明,选用控制应力模式的应变-应力双对数曲线拐点和应力扫描测试的线性黏弹区与非线性黏弹区界限能够准确的获取凝胶的屈服应力,凝胶屈服应力在温度低于50 ℃时随温度增加而小幅增加,屈服应力在剪切作用停止后恢复速度快,是有利于堵漏成功的因素。     

特种凝胶在钻井堵漏中的应用

针对钻井中出现的恶性漏失情况，根据结构流体理论与超分子化学原理，研制开发出了1种新型堵漏剂——特种凝胶。它是在大分子链上引入特种功能单体的水溶性高分子材料，在水溶液中，大分子链通过分子间相互作用自发地聚集，形成可逆的超分子结构——动态物理交联网络，该结构使其溶液具有特殊的性能特点。介绍了特种凝胶的主要性能及堵漏原理，举例介绍了其在四川、长庆及吐哈油田的应用情况。现场应用结果表明，特种凝胶对大漏、失返、返出量太小的裂缝性、孔洞性、破碎性地层，以及用桥塞堵漏、随钻堵漏等方法无法解决的漏失问题具有很好的堵漏效果，尤其对付含水层以及喷漏同层的漏失问题具有独到之处。