钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术研究进展_张希文
防漏堵漏理论与技术进展
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漏失大漏失通道看，可以分为两大类
地层存在天然漏失通道
地层存在后天漏失通道
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漏失定义
漏失可以定义为，油气井作业 过程中，井筒内工作流体如钻井 液、水泥浆、修井液等进入地下 高渗透带、孔穴地层、天然或诱 导地层裂缝的现象。其原因是存 在高于地层压力的液柱压力和地 层中的渗流通道。这是漏失的两 个基本条件 井漏耗钱费时。作业过程中， 漏失既可以是流体在容器内液面 慢慢降低，也可能是流入井眼有 进无出 漏失流体滤失不一样。滤失更 多的时候与原生孔隙相关，而漏 失则与原生孔隙和次生孔隙相关
（“屏蔽暂堵剂优选的新方法 ”及“分形几何理论在屏蔽暂堵剂优选中的应用 ”）
继承粒径优选的“三分之二”架桥规则，利用“分形几何学”和“盒维数” 描述孔隙及颗粒粒度的分布分维数，以分维数相近作为优选暂堵剂的原则，优 选出不同粒子之间的最优组合配方
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为防漏堵漏成功提出很多理论 建立很多数学模型
6、1998年，Hands N.等人依据Kaeuffer M.提出的理想充填理论， 进一步提出了屏蔽暂堵D90规则
（Drilling in Fluid Reduces Formation Damage Increases Production Rates）
堵井壁表面，任何一种地层都可 能发生渗漏
部分漏失则发生在高渗透率
的破碎地层、天然裂缝或者是开 始造缝 大漏一般发生在大段破碎带 、 天然大裂缝、诱导宽裂缝或者溶 洞地层
钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术研究进展
钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术研究进展随着油气勘探领域的不断发展，钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术也在不断更新和发展。
本文将探讨钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术的研究进展。
首先，钻井液堵漏材料的研究初步形成了完整的分类体系，涵盖了化学凝固剂、物理凝固剂和分散剂等多种不同类型的材料。
其中，化学凝固剂包括有机酸、高分子聚合物、环氧树脂、硼酸等，具有凝固性能强、作用时间短等优点。
而物理凝固剂则包括橡胶、泥或黏土、沙、玻璃纤维、钢球等，具有凝固效果持久、不易降解等特点。
此外，分散剂则包括有机化合物、碳酸盐、氧化铁等，具有减小阻力、延长钻头使用寿命等优点。
这些钻井液堵漏材料在钻井作业中起到了至关重要的作用，能够有效地防止地层流失和水窜等问题。
其次，防漏堵漏技术的研究取得了长足的进展，涵盖了密封层、排水带、注浆层等多个方面。
其中，密封层是指通过填充材料、砂土、压实板等方式加固地层，使地层表面保持平整、稳定，从而达到防漏堵漏的目的。
排水带则是通过钻孔、张拉钢筋等方式打通地层水位，降低地下水位，减小漏失形成的衬里压力，达到了解决地下水窜的效果。
注浆层则是通过注射特制的材料填充孔隙，形成压力能力，保持压覆岩体的完整性，从而达到防漏堵漏的效果。
这些技术的应用不仅有助于提高钻井作业的效率，还可以减少漏失危险的发生。
综上所述，钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术是钻井作业中不可或缺的重要组成部分。
通过不断的研究和开发，这些材料和技术得到了不断的完善和发展，能够更好地应对不同的地质环境和突发情况，为油气勘探工作提供了坚实的保障。
在钻井液堵漏材料方面的研究中，越来越多的复合型材料在应用中得到广泛关注。
例如，复合型无机-有机材料在油井液堵漏控制中的应用逐渐得到重视。
该材料具有稳定性好、凝聚速度快、可逆性强、水分散性能好等优点，因而可以更好地增强液态钻井液的强度和抗漏性能，有效地解决井壁稳定等难题。
同时，根据钻井液的特性，不同类型的钻井液堵漏材料适用范围不同。
钻井液防漏堵漏技术研究
的承 压能 力。 人 工重建地 层承压能 力的主要 方式是将 培漏材料
勾 兑到 钻井液 中， 提 高钻 井液封 培裂 缝的 能力 。 采 用这一 方法 不仅能 解决钻 井液泄漏 的 困扰 ， 还可 以在此 基础上减轻 地层破
裂压 力 ， 提升 地层 的承 压能 力。
压差性 钻井液 泄漏 ， 此为 钻井液汇集 在地 层裂缝而产生 的 压 力将 地层 撕开 ， 通道 横截面较 大 ， 溶洞 系统 规模 亦较大 。 当钻
井液 的液 柱对 地 层的 压力 ， 排 除地 层破 裂的 诱 因 ， 甚 至也 可 以 人工 定向爆破 地层 ， 人 工诱导 裂缝 ， 改变地 层原有 的受力结 构 ，
从而达 到优化地 层承压 能力的 目的 。
２泄 漏地 层 分 析
（ １ ） 泄漏 地 层特 点分 析 地 层是 泄 漏发 生的 主体 ， 地 层是 地 质历史上某 一阶 段形成 的层状岩 石 ， 不同的地 层特 点决定 了 具 体 的泄 漏状 况 ， 比 如地 层的 区域地 质构 造 、 地 层岩石 的矿 物 组成、 地 层岩 石 的力学 性 质等都 会影 响 泄漏 发生 的难 易程 度 。
封堵材料优 选提供 了更科 学便捷 的方法。 关 键词 ： 含 油污水； 臭氧 ； 固体催化 剂
ｌ钻井 液泄 漏 地 层环境 分 析
地 层承压 能 力系井 筒 内的钻 井液 产生 的液柱 压 力致使 井 筒发生 破裂 ， 导致 钻井液泄漏 的临界值 。 地 层破裂压 力是 体现地 层承 压能 力的重要 因素 。 地层承 压能 力偏低是 导致钻 井液泄 漏 的根 本原 因 ： 岩 层不能 承受 井筒 压力或 者地 层本 身存在 裂缝 ， 在钻井液的压迫 下 ， 泄漏几乎不 可避 免。
钻井液堵漏材料研究及应用现状与堵漏技术对策
钻井液堵漏材料研究及应用现状与堵漏技术对策摘要：在现如今的钻井过程当中，井漏无疑是最为难以治理的井下复杂事故，这样的事故对于井下安全有着非常大的影响，并且会推迟钻井进度。
常用的堵漏材料虽然也有着各自的优势，但是缺点也非常明显，不能够完美的解决问题。
基于此，本文将通过分析桥接堵漏材料，吸水聚合物堵漏材料等等不同材料的特点，组成以及堵漏机理，并且探索他们在不同漏失地层中的应用效果，从而进行对比。
关键词：井漏；堵漏材料；应用现状引言：所谓井漏，就是在钻井施工的过程当中，钻井液大量的漏入所施工的地层，造成了钻井施工困难，以及进程的减慢，这样的事故也是复杂地层之中最常见并且相当难以处理的故事故之一。
在现如今的钻井施工当中，大约全球有超过25％的油气井，都会在钻井的过程当中导致井漏，这样的事故也让钻井的费用直接提升了数十亿美元。
在美国的钻井过程当中，有百分之10到20％的钻井费用都用来处理发生井漏事故。
即便是中国石油天然气集团有限公司，每年也会因为锦州玩损失大量的施工时间，整个钻井损失时间的70％都是由于井漏而引起的，直接经济损失高达年均40亿人民币，因此找到品质合格，适应性强的堵漏材料对于钻井施工来说，有着极为重要的作用，不仅可以提高钻井的速度，还能够节省钻井成本，并且还保证了施工人员安全，可谓是一举多得。
一、不同堵漏材料在漏失地层的效果现如今，堵漏材料在处理复杂井漏的时候，存在着诸多问题，比如说堵漏成功率非常之低，而且堵漏方法也没有办法再次复制，因此，在这样的环境之下，我们通过文献来分析桥接堵漏材料，吸水堵漏材料和吸油堵漏材料等等堵漏材料在不同的漏失地层类型中的应用效果。
1.桥塞堵漏材料桥塞堵漏材料是一种由各种不同的惰性材料，经过一定的比例和配比而混合而成的复合堵漏材料。
这种材料相对于其他的材料而言，主要是由一些纤维状，颗粒状以及片状的材料组成。
并且这种材料的来源极其广泛，价格也相当低廉，在进行堵塞施工的过程当中，桥塞堵漏材料比较容易操作，并且还不会影响钻井液的流变性，因此，在施工的过程当中，应用非常的广泛，大部分的钻井施工地点都会有大量的桥塞堵漏材料储备。
钻井液技术的现状_挑战_需求与发展趋势
文章编号：1001-5620（2011）06-0067-10钻井液技术的现状、挑战、需求与发展趋势孙金声， 张希文（中国石油集团钻井工程技术研究院，北京）摘要 介绍了国外钻井液技术的新进展，包括井壁稳定、防漏堵漏、抗高温钻井液、提高机械钻速的钻井液、低密度钻井流体、大位移井钻井液、储层保护、绿色钻井液等技术，以及“十一五”期间中国钻井液技术的主要成果，分析了当前钻井液技术面临的主要挑战及“十二五”发展需求，并讨论了钻井液技术的发展趋势。
关键词 钻井液；现状；发展趋势；综述中图分类号：TE254.3 文献标识码：A近年来，钻井液在保障钻井井下安全、稳定井壁、提高钻速、保护储层等方面的作用日益突出，但随着当前复杂地层深井、超深井及特殊工艺井越来越多，人们对钻井液技术提出了更高的要求。
为此，国外开展了大量的应用基础理论和新技术研究，取得了一系列的研究成果和应用技术，而“十一五”期间中国钻井液技术也取得了较大进展，但与国外相比仍有差距。
因此，为了更好地为钻井作业提供优质高效的钻井液技术，同时也为中国“十二五”钻井液技术发展方向提供科学依据，概述了钻井液技术现状、挑战、需求与发展趋势。
1 国外钻井液技术新进展1.1 井壁稳定技术1.1.1 高性能水基钻井液技术国外各大钻井液公司均研发了一种在性能、费用及环境保护方面能替代油基与合成基钻井液的高性能水基钻井液（HPWM），其典型配方如下。
（2%～4%）聚胺化合物+（1%～2%）铝酸盐络合物+（2%～4%）钻速提高剂+（2%～3%）聚合物（可变形封堵剂）+（0.2%～0.4%）改性淀粉+（0.15% ～0.3%）XC+（0.1%～0.2%）PAC代表性技术有M-I公司的ULTRADRIL体系、哈利伯顿白劳德公司的HYDRO-GUADR TM体系[1-2]。
该钻井液体系中，聚胺盐的胺基易被黏土优先吸附，促使黏土晶层间脱水，减小水化膨胀；铝酸盐络合物进入泥页岩内部后能形成沉淀，与地层矿物基质结合，增强井壁稳定性；钻速提高剂能覆盖在钻屑和金属表面，防止钻头泥包；可变形聚合物封堵剂能与泥页岩微孔隙相匹配，形成紧密填充[3]。
钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术
钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术摘要：对于石油钻井工作而言，钻井液的合理选择是保证钻井工作顺利推进的前提。
而为了优化井漏问题的封堵效果，相关单位必须立足于钻井液防漏堵漏材料和钻井液防漏堵漏技术两大角度，为钻井业防漏堵漏工作提供强有力的保障，确保钻井工作的安全性和稳定性。
现阶段，我国钻井液防漏堵漏材料及相关技术都已获得了明显进步，随着研究力度的加大，越来越多的钻井液防漏堵漏材料开始面向市场，并得到广泛使用。
同时，施工单位也需根据井漏问题的实际情况以及区域内真实的地理环境条件，合理选择钻井液防漏堵漏材料，进一步优化钻井液防漏堵漏技术，在制定合理科学的钻井液防漏堵漏方案的基础上，解决钻井过程中的井漏技术难题。
而在新时代背景下，钻井液防漏堵漏工作的落实也需要各大新型材料和新型技术的投入和支持，这样才能及时解决井漏事故及问题，为钻井工作的高效进行奠定良好基础。
关键词：钻井液；堵漏材料；防漏堵漏技术引言钻井液是钻井工作中的重中之重，一旦出现渗流将严重影响工作安全，还会造成不可挽回的经济损失，因此，应科学选用堵漏材料，采用有效、学科的防漏堵漏技术，结合当地实际情况制定应对方案。
在未来的工作中还要加大在防漏堵漏技术方面的研究，确保钻井工作的安全开展。
1钻井工作相关概念1.1钻井的含义钻井主要指的是为了能够获取到石油天然气等矿产资源，利用各种设备等在地层上进行钻孔从而获取资源的工程。
一般是要用井架、钻机等设备进行操作。
钻井类型包含了石油钻井、矿田钻井等。
1.2造成井漏的原因井漏是在进行钻井操作时出现的事故，如果不对其及时进行处理，很有可能造成人员伤亡以及工程报废。
首先，造成这种情况发生的原因可能是天然地层的影响，由于地层条件不是特别好，有裂缝、溶洞等；其次主要是因为钻井的技术不到位；最后可能是因为井身设计的结构存在一定漏洞。
2钻井液堵漏材料分析2.1高滤失堵漏材料作为利用率较高的钻井液堵漏材料，高滤失堵漏材料主要由纤维状材料，硅藻土等组成。
钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术研究
钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术研究
何斌
【期刊名称】《石油石化物资采购》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】随着石油勘探钻井工程的深入发展,钻井液漏失问题日益突出。
为了解决钻井液漏失问题,针对钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术进行了研究。
钻井液堵漏材料主要包括高滤失堵漏材料、桥接堵漏材料、聚合物凝胶堵漏材料、水泥浆堵漏材料和膨胀型堵漏材料等。
钻井液防漏堵漏技术主要包括微泡钻井液技术、无固相钻井液技术、随钻防漏堵漏技术和超低渗透钻井液技术。
这些技术在不同情况下展现出各自的优势和适用性,可以有效地防止钻井液漏失问题的发生。
希望能为同行业工作者今后在钻井液堵漏材料和防漏堵漏技术方面的研究提供一定参考。
【总页数】3页(P70-72)
【作者】何斌
【作者单位】中海油服务股份有限公司油田化学事业部
【正文语种】中文
【中图分类】TE2
【相关文献】
1.钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术研究进展
2.钻井液堵漏材料分析与防漏堵漏技术探讨
3.钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术研究
4.南海某区块保护储层自降解防漏堵漏钻井液技术研究
5.钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术研究
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钻井液堵漏材料分析与防漏堵漏技术探讨
钻井液堵漏材料分析与防漏堵漏技术探讨摘要：石油钻井是一项复杂而系统性的过程。
在钻井勘探的过程中将会受到诸多复杂因素的影响，而由地下复杂地层（如衰竭地层、破碎地层、裂缝发育地层及多套压力层等）所引发的井漏问题直接影响着钻井井壁的稳定性与可靠性。
做好钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术的研究与应用对于遏制因井漏所导致的一系列问题有着极为重要的意义。
本文在钻井液堵漏材料的基础上对钻井液防漏堵漏技术进行了分析阐述。
关键词：钻井液；堵漏材料；防漏技术1、钻井液堵漏材料的分类及其应用1.1、桥接堵漏材料桥接堵漏材料包括各类形状不同、大小各异的单一惰性材料及级配而成的复合材料,具有操作简单、取材方便、不影响钻井液流变性等特点,可减少由孔隙和裂缝造成的部分漏失和失返漏失,如国外的C-SEAL系列颗粒复合堵漏剂、MAX-BRIDGE材料等,在中国以果壳、云母、纤维及它们复配的形式为主,各种廉价化工副产品、废弃化工原料也作桥堵材料。
其作用原理包括挂阻架桥、堵塞和嵌入、渗滤、拉筋、膨胀堵塞、卡喉等作用。
在英国布伦特油田,研制出了一种由涂有表面活性剂和分散剂的玻璃丝纤维组成的新型改性纤维材料,能抗232℃高温,解决了该地区的井漏问题。
1.2、高滤失堵漏材料高滤失堵漏材料主要由渗滤性材料、纤维状材料、硅藻土等的堵漏性材料按照一定的比例混合而成，适用于因渗漏、漏失而引发的井漏事故。
高滤失堵漏材料应用于堵漏作业时，其能够在漏失层压差的作用下迅速滤失并聚集变稠形成滤饼进而作用于渗漏、漏失的通道完成堵漏。
高滤失堵漏材料应用广泛且在国内外型号众多。
1.3、柔弹性堵漏材料柔弹性材料具有较好的弹性、一定的可变形性、韧性和化学稳定性。
在扩张填充和内部挤紧压实双重作用下,自适应封堵不同形状和尺寸的孔隙或裂缝。
LC-LUBE系列、STEELSEAL系列、Rebound等均为弹性石墨材料。
这些材料具有双组分碳结构,均有多种规格和广泛的粒度分布,可随着井下压力的改变而扩张和收缩,能滞留在裂缝中形成有效封堵。
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文章编号:1001 5620(2009)06 0074 03钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术研究进展张希文1,2 李爽1 张洁1,2 孙金声1 杨枝3(1.中国石油集团钻井工程技术研究院,北京;2.中国石油勘探开发研究院,北京;3.中国地质大学,北京)摘要 概述了近年来钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术的研究进展。
主要介绍了桥接、高滤失、柔弹性、聚合物凝胶、水泥浆、膨胀性典型钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术的特点、作用机理和部分应用实例,并分析了钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术研究的发展方向。
关键词 钻井液;钻井液添加剂;堵漏材料;防漏;堵漏;综述中图分类号:T E282文献标识码:A随着油气勘探开发的深入,钻井过程中遇到的地层越来越复杂,在钻进压力衰竭地层、破碎或弱胶结地层、裂缝发育地层及多套压力层系等时,井漏问题非常突出。
由井漏诱发的井壁失稳、坍塌、井喷等问题是长期以来油气勘探开发过程中的世界性难题,是制约勘探开发速度的主要技术瓶颈;同时井漏造成钻井液损失巨大,而在储层发生的漏失对储层的伤害更是难以估量。
因此,近年来国内外进行了大量钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术方面的研究工作,并取得了较好的应用。
1 堵漏材料及其应用1.1 桥接堵漏材料桥接堵漏材料包括各类形状不同、大小各异的单一惰性材料及级配而成的复合材料,具有操作简单、取材方便、不影响钻井液流变性等特点,可减少由孔隙和裂缝造成的部分漏失和失返漏失,如国外的C SEAL 系列颗粒复合堵漏剂、M AX BRIDGE 材料等,在中国以果壳、云母、纤维及它们复配的形式为主,各种廉价化工副产品、废弃化工原料也作桥堵材料。
其作用原理包括挂阻架桥、堵塞和嵌入、渗滤、拉筋、膨胀堵塞、卡喉等作用。
在英国布伦特油田,研制出了一种由涂有表面活性剂和分散剂的玻璃丝纤维组成的新型改性纤维材料[1],能抗232高温,解决了该地区的井漏问题。
1.2 高滤失堵漏材料该材料由渗滤性材料、纤维状材料、硅藻土、多孔惰性材料、助滤剂、增强剂等复合而成,适用于处理渗漏、部分漏失及少量漏失。
该材料进入漏失层后,在压差作用下迅速滤失,固相聚集变稠形成滤饼,继而压实堵塞漏失通道,形成高渗透性微孔结构堵塞,钻井液在堵塞面上迅速滤失形成光滑平整的泥饼,严密封堵漏失通道。
菲利普斯公司的Diaseal M [2]即为高滤失堵漏材料,如中国的DSL 、Z DTR 、DT R 、DCM 等都为类似的高滤失堵漏产品。
1.3 柔弹性堵漏材料柔弹性材料具有较好的弹性、一定的可变形性、韧性和化学稳定性。
在扩张填充和内部挤紧压实双重作用下,自适应封堵不同形状和尺寸的孔隙或裂缝。
LC LUBE 系列、STEELSEAL 系列、Rebound 等均为弹性石墨材料。
这些材料具有双组分碳结构,均有多种规格和广泛的粒度分布,可随着井下压力的改变而扩张和收缩,能滞留在裂缝中形成有效封堵。
弹性石墨与碳酸钙或聚合物材料的混合处理[3]能解决相关井漏问题。
由可变形性胶态颗粒组成的可变形性封堵材料[4],通过在低渗透、小孔喉处和泥岩微裂缝处形成内部架桥来降低孔隙压力的传播,同时还提高外泥饼的质量,其在南德克萨斯油田等得到较好应用。
清华大学研制的工程润滑材料柔性石墨[5]具有纯度高、柔韧性好、弹性大等优点,即将其应用于防漏堵漏中。
中国石油勘探开发研究院采油所研制的柔性堵剂[6]为以含芳基单体为原料合成的柔性聚合物材料,可任意变形、拉伸韧性强、强度高、封堵效果好,基金项目:国家科技重大专项研究课题资助(2008ZX05000 021 004)。
第一作者简介:张希文,1985年生,中国石油勘探开发研究院07级硕士研究生,主要从事钻井液防漏堵漏技术研究。
地址:北京市海淀区学院路20号910号信箱钻井液所;邮政编码100083;电话(010)62097412;E mail:zhang xiwentust@ 。
第26卷第6期 钻 井 液 与 完 井 液 V ol.26No.62009年11月 DRILLING FLU ID &COM PLET ION FLU ID N ove.2009可应用于防漏堵漏中。
1.4 聚合物凝胶堵漏材料聚合物凝胶堵漏材料有以下特点[7 8]:能防止裂缝的压力传播和诱导扩展;固相含量低,不受漏失通道限制,通过挤压变形进入孔隙或裂缝;有强黏滞阻力和抗剪切稀释能力;与惰性桥堵剂复配效果好;交联凝胶形成后表现出很好的黏弹性、柔软性和韧性。
凝胶材料分为交联的聚合物和不需交联的具有特殊结构的聚合物材料,也可与其它材料混合使用。
M I公司研制的交联桥塞[9]有三代产品。
FORM A PLU G由交联聚合物、交联剂和纤维状堵漏材料组成,在阿尔及利亚沙漠钻井井漏中用FORM A PLU G处理,钻完桥塞后完全恢复循环,没有发生井漏。
FORM A SET AK增加了聚合物和较小纤维材料,比前一种更坚固,在得克萨斯州中部陆上一口井的裂缝性灰岩井漏事故中应用后没有发生漏失,且井眼保持稳定。
FORM A SET AKX用粗碳酸钙代替纤维素,降低了储层损害,且比前2种更易深入渗透性地层或断层,较好地解决了得克萨斯州东部一口井在井深1619m处遇到的低、中渗透性砂岩水侵问题。
西南石油大学研制的ZND特种凝胶[10]不需要交联,在水溶液中,大分子链通过分子间相互作用自发地聚集,进入漏层后自动停止流动,充满裂缝、溶洞空间,形成能隔断地层内部流体与井筒流体的凝胶段塞,该凝胶在四川、长庆及吐哈油田得到了较好的应用。
另外,其它凝胶材料的报道也很多,如聚丙烯酰胺交联凝胶与无机碱金属盐的混合物[11]、复合纳米级有机/无机凝胶[12]、交联型聚合物PCP凝胶[13]等,均较好地解决了相关井漏问题。
1.5 水泥浆堵漏材料该材料包括水泥、石膏、石灰、硅酸盐类等混合浆液,以水泥为主,通过添加各种水泥浆处理剂和改善灌注工艺来提高封堵效果,其承压能力强,用来对付严重漏失层效果显著,但容易被水稀释冲走。
水泥浆泵送至井下漏层中一定时间后,水泥浆稠化凝固形成具有相当强度的固状体而与地层胶结为一体,达到封堵漏层的目的。
纤维水泥浆通过在其中加入一种分散效果好的特种纤维形成。
在印度尼西亚中苏门答腊盆地的Duri油田[14],钻穿一段长161.85m的地层时发生完全漏失,泵入4.77m3密度为1.68g/cm3的纤维水泥浆后,井口立即返出。
该纤维水泥浆还解决了中东地区U ER和Sim sim a[15]高含水碳酸盐岩地层长期存在的漏失问题。
交联水泥[16]是将水泥和压裂液混在一起作为随钻钻井液,替入井下后可迅速凝固。
阿根廷东北盆地的一口油井在井深119.5m处下完表层套管后,发生了严重的井漏事故,用交联水泥解决了该问题。
其它各种水泥浆材料也很多,且常与桥堵材料复配使用,如硅酸盐水玻璃类抗温材料[17]、M T C水泥浆[18]、泡沫水泥等,均有较好的应用。
1.6 膨胀性堵漏材料国外如Poly Block为特定颗粒材料与不同尺寸结晶状聚合物的混合体,水化后大幅膨胀,几小时内就能封堵非常严重的大漏失。
在埃及尼罗河三角洲地区[19]钻井时出现了大量的漏失,将不同粒径的颗粒材料、合成聚合物及水混合打入井下产生膨胀作用,解决了井漏问题。
中国如溶胀性丙烯酰胺丙烯腈共聚树脂、丙烯酸 丙烯酸钠共聚高分子吸水膨胀树脂等膨胀性堵漏材料。
膨胀性堵漏材料在川东北地区双庙101井[20]、彩南油田的C2872井[21]、金鸡1井[22]等钻井堵漏施工中均得到较好的应用。
2 钻井液防漏堵漏技术2.1 超低渗透(无渗透)钻井液技术超低渗透钻井液技术利用表面化学原理,在岩石表面形成具有一定强度的超低渗透膜,这些膜在滤饼和岩石表面浓集形成胶束,该胶束在弱地层孔隙或天然裂缝处形成屏障,膨胀变大限制渗透,在漏失处锁住堵漏材料,通过压力作用从颗粒中挤出滤液。
由于堵漏材料的去水化作用,在漏失层封堵更好。
国外超低渗透钻井液[23]主要由滤失控制井眼稳定剂FLC2000、井眼稳定剂LCP2000和混合物DW C2000组成,在墨西哥湾、巴西海洋油井区、孟买深海等地区均有较好的应用。
中国由零滤失井眼稳定剂JYW组成的超低渗透钻井液[24]在大港油田官子井、辽河油田相关井段等均取得了较好的应用。
2.2 微泡钻井液技术微泡钻井液能形成具有高能量的微泡网结构。
它进入漏层后能聚结成蜂窝状的泡沫凝胶,多级分散的微泡沫球体能在钻井液中作为架桥粒子及变形填充粒子,起到堵漏作用。
微泡钻井液在川东北地区玉皇1井[25]等井漏处理中得到了很好的应用。
2.3 无固相钻井液技术哈利伯顿公司分别于2001、2005、2006年研发75第26卷第6期 张希文等:钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术研究进展了ACCOLADE合成基、INNOVERT矿物油基、IN TEGRADE柴油基3种无固相、高性能逆乳化堵漏钻井液。
该类钻井液加入了独特的乳化剂和独特改性脂肪酸以维持非水基钻井液的悬浮能力及黏度。
各组分之间相互作用可形成强劲但脆弱的凝胶结构,能有效减少钻井液漏失,优越于传统逆乳化钻井液。
比如加有黏弹性表面活性剂VES PILL[26]材料的无固相无损害钻井液,在盐水条件下能单独形成凝胶,抗温能力达到191 ,能维持很高的黏度而有效地控制或阻止盐水漏失,其在沙特阿拉伯油田得到了很好的应用。
2.4 随钻防漏堵漏技术[27]最新有种物理法随钻防漏堵漏技术[28],其对钻井液没有很高要求,而是利用专用井下工具将泵入的钻井液流量分流小部分,用旋转射流直接作用于漏失井壁,配合合适的钻井液在井壁上形成一层致密的、渗透率接近零的滤饼,即 人造井壁 的屏蔽环,可提高井壁正反方向的承压能力。
该技术适用于渗透性良好的砂岩、砂砾岩中漏失量较小、漏速慢的渗透性漏失和裂缝性漏失。
2.5 井眼强化 应力笼 效应国外在井眼强化技术中提出了 应力笼 [29]这一新的概念。
即通过适当对井壁施压形成小裂缝,钻井液中加入的合适固相材料迅速进入裂缝并在裂缝开口附近形成桥塞,桥塞渗透率必须足够低,以便阻隔液柱压力的传递,产生能够封堵裂缝、阻止裂缝进一步扩大、防止压力传递到裂缝末端、提高井眼周向应力的 应力笼 效应[30]来达到强化井眼的目的,起到防漏堵漏的效果。
如英国北海204/20 C21z 井[31]在目的层上部砂岩薄层中钻进时提高钻井液密度后压井,发生井漏。
设计采用 应力笼 方法侧钻井眼,形成段塞中含有碳酸钙和石墨,提高钻井液密度试压,地层未发生漏失,顺利完钻。
3 结论近年来钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术的研究取得了重要进展,特别是聚合物凝胶、柔弹性、高滤失、水泥浆堵漏材料及超低渗透、微泡、 应力笼 等钻井液防漏堵漏技术的开发与应用,解决了许多井漏技术难题。