裂缝性地层承压堵漏模型研究及应用*

裂缝性地层承压能力低,承压堵漏难度高。为了解决该难题,从裂缝承压失稳机理出发,建立了考虑封堵层和裂缝扩展的承压堵漏新模型,分析了影响承压的关键因素,据此指导研发了高承压堵漏配方,形成了新型交联成膜堵漏技术,并开展了现场应用。研究表明,裂缝承压失稳包含封堵层失效和裂缝扩展两种形式;裂缝性地层承压能力由封堵层承压和裂缝扩展共同决定;提高承压能力要求堵漏材料抗压强度高,封堵层摩擦系数大、弹性变形率高、渗透率低,封堵层尽量封至缝口及封堵层厚度适中;新型交联成膜堵漏配方对1~5mm宽的裂缝,封堵层承压可达20MPa,抗返吐达3MPa以上,现场应用显著提高了地层承压能力。表明,承压堵漏模型具有较好的适用性,能够有效指导现场施工,为承压堵漏技术的研发提供了理论依据。     

裂缝性地层承压堵漏模型建立及应用

裂缝性地层承压能力低,承压堵漏难度高。为了解决该难题,从裂缝承压失稳机理出发,建立了考虑封堵层和裂缝扩展的承压堵漏新模型,分析了影响承压的关键因素,据此指导研发了高承压堵漏配方,形成了新型交联成膜堵漏技术,并开展了现场应用。研究表明,裂缝承压失稳包含封堵层失效和裂缝扩展两种形式;裂缝性地层承压能力由封堵层承压和裂缝扩展共同决定;提高承压能力要求堵漏材料抗压强度高,封堵层摩擦系数大、弹性变形率高、渗透率低,封堵层尽量封至缝口及封堵层厚度适中;新型交联成膜堵漏配方对1~5 mm宽的裂缝,封堵层承压可达20 MPa,抗返吐达3 MPa以上,现场应用显著提高了地层承压能力。表明,承压堵漏模型具有较好的适用性,能够有效指导现场施工,为承压堵漏技术的研发提供了理论依据。     

纤维水泥复合堵剂在温4井堵漏中的应用

温4井是吐哈盆地台北凹陷鄯善弧形构造带温吉桑区带构造鞍部上的一口预探井,由于固井质量差,油气通过油层套管与技术套管间的环空沿砾石层污染了农民饮用水源坎儿井。要求必须对套管环空及漏失的砾石层进行永久性封堵,避免污染事故再一次发生。在使用水泥塞封油层、大剂量水泥浆挤封、GSA和高强度YLD堵漏剂预堵水泥挤封等方法堵漏后,承压仍然不能满足设计要求。选择纤维水泥复合堵剂,通过对稠化性能、滤失性、流变性、析水率、抗折强度、抗冲击功、抗压强度等性能进行试验和评价,优选出了有较好配伍性的纤维特种外加剂,取得较好的封堵效果,封堵三层成功率100%。实践证明,纤维水泥复合堵剂可以有效堵漏并能保持较高的承压能力。     

深井超深井裂缝性地层致密承压封堵实验研究

深井超深井裂缝性地层钻井过程中极易发生钻井液漏失,桥接堵漏材料形成的裂缝封堵层在高温、高压、高地应力等复杂环境下失稳破坏加剧,导致堵漏成功率和裂缝封堵效果难达预期。基于多级多粒桥接堵漏的思路,以川西地区双鱼石区块超深井钻井常用的WNDK-1型架桥材料和耐高温橡胶颗粒为研究对象,系统开展了高温老化环境下堵漏材料性能评价与裂缝封堵模拟实验。实验结果表明,在150℃钻井液中老化24 h后,WNDK-1型刚性材料的粒度分布未产生明显变化,摩擦系数最高降低1.89%,抗压强度降低1.15%;橡胶颗粒的粒度分布D₉₀值增加3.55%,摩擦系数增加1.59%,抗压强度保持不变;将刚性材料、弹性材料和纤维材料以适当浓度与钻井液复配并进行裂缝封堵,形成的封堵层承压能力普遍高于13 MPa,且封堵层具有低孔低渗特征;观察封堵失稳后裂缝内封堵层结构形态可知,高温老化环境下多级多粒桥接堵漏形成的封堵层主要发生摩擦/复合失稳和剪切错位失稳。     

物理法随钻防漏堵漏机制与试验

根据物理法随钻防漏堵漏方法的技术原理,建立物理模型,对利用射流的水力能量给漏失层井壁形成"人造井壁"的防漏堵漏机制进行分析和室内试验研究.结果表明:自行研制的试验装置能够验证物理法随钻防漏堵漏的机制;确定的随钻防漏堵漏钻井液配方体系渗透率低、封堵能力强,并能在井壁上形成薄、韧的封堵层,有效封堵裂缝;封堵层的形成扩大了钻井液安全密度窗口,而且具有很高的强度和稳定性,承压能力可达到6 MPa,达到了随钻防漏堵漏的目的.     

渤海西部海域某区块断层防漏、堵漏技术研究及应用

渤海西部海域S油田受断鼻构造影响，存在4类共计52条断层。钻进过程因钻遇断层式破碎带，且地层承压能力低，造成了失返性漏失。通过分析漏失机理，制定了防漏技术方案，在漏失风险评估、钻井液性能控制方案及ECD精准预测与控制等方面，对该油田恶性漏失井，采用高承压堵漏技术，解决了断层漏失井堵漏成功率低的问题,对渤海油田断层防漏堵漏技术发展具有重要指导意义。     

钻井液堵漏材料研究及应用现状与堵漏技术对策

井漏是目前钻井过程中常见且难以治理的井下复杂事故之一,是制约井下安全、影响钻井进度的主要因素之一.复杂地层钻井过程中,常用堵漏材料存在对漏失地层适应性差、抗温性能不佳、承压能力和驻留能力差等问题,缺乏科学的堵漏对策,导致一次堵漏成功率低、堵漏方法难以复制.阐述了桥接堵漏材料、高失水堵漏材料、吸水/吸油聚合物堵漏材料、聚合物凝胶堵漏材料、可固化堵漏材料、智能堵漏材料等堵漏材料的组成、特点和堵漏机理,总结了不同种类堵漏材料在不同漏失类型地层中的应用效果,提出了堵漏材料在钻井液堵漏中应用的技术途径、研发方向及堵漏对策.研究结果对于提高钻井液防漏堵漏效果、促进堵漏技术的发展具有重要的理论和技术借鉴意义.     

条20井防漏堵漏钻井液技术

介绍了形成严重井漏的地质概括,在条20井的施工中,通过多种堵漏技术和工艺的具体实践,一方面保证顺利施工,另一方面摸索最有效的工艺和方法,达到快速、优质钻进的目的。现场应用表明,选择合适粒径的桥塞剂是桥塞复合承压堵漏的关键;桥塞复合承压堵漏+高粘坂土随钻桥浆强钻能很好的解决该区块井漏的问题,达到了防漏、提高地层承压能力和减少漏失的效果。     

厚油层层内深部堵水工艺技术研究与试验

针对厚油层层内堵水技术存在有效率低、有效期短的问题,以高强度层内深部堵水技术研究为出发点,研究了用于油层深部封堵的颗粒溶胶高强度堵剂、用于近井地带封堵的暂堵型高强度堵剂以及层内堵水的优化设计方法。室内研究表明,颗粒溶胶堵剂的封堵强度大于5 MPa,暂堵型高强度堵剂的抗压强度大于20MPa,漏失量与水泥类堵剂相比下降40%以上;现场试验表明,研究的层内堵水工艺可大幅降低油井产水,提高油井产量,堵水有效期达到1 a以上。     

颗粒形状对裂缝封堵层细观结构稳定性的影响

裂缝封堵层结构与裂缝性地层封堵承压能力存在密切联系,并常常决定着钻井防漏堵漏作业的成败。为研究颗粒形状对裂缝封堵层细观结构稳定性的影响,选用5种不同形状的聚碳酸酯颗粒,模拟压力波动情况,开展裂缝封堵层剪切失稳的二维光弹实验,获得裂缝封堵层细观结构演化过程中的光弹图像,并运用Matlab处理光弹图像,析出强力链占比和强力链方位参数。实验结果表明,在以圆形颗粒为基础的裂缝封堵层中,加入椭圆形、正三角形、正方形和矩形颗粒能够使裂缝封堵层力链结构更加多样,环状力链增加;当存在压力波动时,长条状颗粒对裂缝封堵层细观结构稳定性贡献优于正多边形颗粒,棱角状颗粒相比圆弧状颗粒更能分散力的方向,促使封堵层细观结构更趋稳定。研究发现,刚性堵漏材料中棱角、长条状颗粒占比40%左右时,堵漏效果最佳。基于该认识,调整了钻井防漏堵漏浆配方,增强了裂缝封堵层承压能力,现场试验一次堵漏成功。     

伊拉克S油田碳酸盐岩油藏裂缝封堵

伊拉克S油田主力开发层系为中高孔、中低渗的孔隙-裂缝型碳酸盐岩油藏,酸化压裂是该碳酸盐岩储层改造的主要技术手段之一。由于储层裂缝溶洞发育,非均质强,酸液滤失量大,作用距离有限,需要结合裂缝暂堵技术,实现对非均质储层的均匀改造。根据该油田储层地质油藏资料,对裂缝尺寸进行分析,并将储层裂缝划分为微缝和常规缝。实验通过巴西劈裂,对储层标准岩心进行劈裂造缝,模拟了真实粗糙微缝(0.03 mm、0.05 mm、0.08 mm),然后采用3D打印岩板模拟了常规粗糙裂缝(1 mm、2 mm、3 mm),最后将粉末、纤维、颗粒合理配比作为暂堵剂对裂缝进行封堵,优选了裂缝封堵配方。实验结果表明：针对微缝,纤维和粉末均能有效封堵裂缝,纤维相比粉末更易封堵微缝,封堵后承压均超过30 MPa;针对常规缝,采用纤维或纤维与颗粒组合可有效堵裂缝,封堵后承压均超过30 MPa。通过裂缝封堵实验,探索了碳酸盐岩缝内封堵规律,优选了暂堵剂配方,可为现场裂缝封堵施工提供理论依据。     

SD选堵剂的应用研究

针对油田注水开发的中后期 ,油井含水率普遍升高 ,甚至水淹 ,严重影响油田生产 ,研制出 SD选堵剂 ,并进行了性能评价和室内模拟试验 ,结果表明 SD选堵剂具有好的油溶性 ,成胶时间和软化温度可调 ,堵水率达 98%以上 ,堵油率 1 0 %左右 ,封堵强度可达 1 5MPa/m以上 .现场应用表明 :该堵剂选堵效果明显 ,能起到好的增油降水作用     

凝胶型选择性堵水剂DQ-2的研制及应用

以改性聚丙烯酰胺为主要原料,配以交联剂和稳定剂,制得选择性堵水剂DQ-2.优选出选择性堵水剂DQ-2的最佳配方:0.6%改性聚丙烯酰胺+0.6%交联剂+0.03%稳定剂.采用瓶试法成胶实验和岩心流动实验评价了DQ-2体系的各项性能.实验结果表明:DQ-2堵水剂耐温30～70℃;抗矿化度性能良好,对K+和Na+的容忍度可以达到10 000 mg/kg,对Ca2+和Mg2+的容忍度可以达到5 000 mg/kg;对不同渗透率的岩心,堵水率达到90%,突破压力梯度大于10 MPa/m,堵油率小于30%,突破压力梯度低于1 MPa/m,具有较好的油水选择性.DQ-2体系的这些性能指标均达到了长庆油田现场应用的要求,实现了对水淹油井的有效治理,取得了较好的经济效益.     

表面涂覆活性凝胶聚合物暂堵剂的研究与应用

以聚乙烯醇、骨胶和苯甲酸为固相材料,采用具有表面活性的单体和丙烯酰胺、丙烯酸钠进行共聚得到的活性聚合物对粉状固体表面进行包覆,通过有机硅改性处理得到一种水溶性暂堵剂WRP,测试了暂堵剂的悬浮性、水溶性以及抗温性能,通过驱替实验测试了暂堵和解堵性能。实验结果表明,该暂堵剂水溶率大于95%,可耐260℃高温,悬浮分散性能好,在岩心中注入8倍孔隙体积的0.4%暂堵剂后,暂堵率与水驱解堵率均大于95%,突破压力高达6.2 MPa。并将其应用于赵凹油田的安2117井进行了现场实验,加入暂堵剂后压力上升6.3 MPa,达到暂堵效果和解堵效果,实现了裂缝的暂堵转向。     

热采井高效封窜堵漏剂的研究与应用

为解决热采井封窜堵漏措施成功率低、有效期短的问题,研究了新型的热采井封窜堵漏剂XAN-RC.室内试验表明,XAN-RC能够在疏松的漏失层有效驻留,早期强度高,在高温作用下胶结强度不衰退反而有所增强.对XAN-RC的抗高温机理进行了研究,表明XAN-RC能够在高温的作用下发生二次水化反应,生成纤维状晶体的水化产物,从而形成牢固的网状结构,增强了界面胶结强度.新型的热采井高效封窜堵漏技术已在现场施工20余口井,成功率高,增产效果明显,措施井有效期长,具有较好的推广应用价值.     

裂缝型储层酸压暂堵材料实验研究

在裂缝型碳酸盐岩储层酸压中酸液滤失严重,导致酸蚀缝长较短,不能沟通远端储集体,以致达不到压后配产要求。控制酸液滤失是裂缝型储层酸压成功的一个关键因素,于是提出了在前置液、酸液中加入暂堵剂来实现暂堵降滤的方法。分别对100目粒径粉陶、粉砂、可降解纤维3种常用暂堵剂进行了室内实验评价,降滤失效果都较好。实验结果如下:加入粉陶后,岩心两端的压差能保持3~4 MPa压差约40 min,降滤失效果随着粉陶用量的增加而增加;覆膜粉砂能够维持在10 MPa差压以上约60 min,但是粉砂在高压下会封堵天然裂缝,对生产不利;10 mm纤维能保持2~4 MPa压差约40 min,驱替压差与粉陶较近,2 mm纤维能保持15 MPa压差约40 min,效果仅次于粉砂,纤维现场操作性较差。还对实验条件下的粉陶用量、纤维用量进行了优化,研究结果为裂缝型碳酸盐岩酸压中暂堵剂的选取提供理论依据,具有重要的现实意义。     

一种新型调剖堵水剂的研制

In waterflood development, in order to prevent the high permeability layer and crack from absorbing too much water which could result in the middle and low permeability layer cannot reach the requirement of water flooding;people have taken many kinds of methods to improve the profile of water injection.On the basis of synthetically analyzing recently differ kinds of good water plugging agent at home and abroad,we have synthesized a new type grain profile control and water plugging agent Z-1 by using AM as major raw material,organic and inorganic crosslinking agent and other additives.The Z-1 has strong plugging capacify to cores and high plugging efficiency. Also,the Z-1 has low costs,good adaptability,which is suitable for inhomogeneous oil reservoir and affusion well.So Z-1 is a type of excellent water plugging agent.     

延长主力油层泡沫水泥堵剂体系配方优化与性能研究

针对延长石油主力油层油井堵水及井壁再造问题,对泡沫水泥体系中发泡剂、稳泡剂、水灰比、缓凝剂、木纤维等添加剂进行了室内优化实验,确定了适合延长石油主力油层油井堵水的泡沫水泥浆体系配方:G级油井水泥浆体系为:0.5%AES+0.3%CMC+G级油井水泥浆(水灰比为0.44~0.55)+0.2%缓凝剂+0.2%木纤维;800目超细水泥浆体系为:0.5%AES+0.3%CMC+800目超细水泥浆(水灰比为0.55~0.60)+0.2%缓凝剂+0.2%木纤维。并对优化后的泡沫水泥浆体系进行了动态封堵性能评价实验。实验结果显示,优化后的泡沫水泥体系具有较强的封堵调剖能力以及封堵的稳定性。