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.     

可降解钻井液在堵漏中的研究

井漏一直是钻井工程中的一个大问题。在松散的或高渗透率的地层,天然裂缝性地层,诱导的裂缝性地层或洞穴性地层中,容易发生井漏,此时常会造成钻井池液面下降,返出的钻井液量减少,严重时会使钻井液失去循环,进而导致井壁坍塌或井通。遇到井漏,除了正确判断漏层的地质情况外,还要有针对性地选择适当的堵漏工艺,进而选择恰当的堵漏材料,这样才有可能制止井漏。因此,本文重点研究了可降解钻井液在堵漏技术中的应用,能够为现场提供一定的依据。     

提高地层破裂压力的钻井液实验研究

井漏是钻井过程中常见的井下复杂情况之一。本文论及在实验室以20-40目砂子为砂床模拟高渗透性地层、以80-100目砂子模拟低渗透性地层,对多种堵漏材料进行了筛选,找到了一种适合延长油田渗透性漏失和裂缝性漏失的堵漏配方,即用FLO-3配合堵漏王对渗透漏失地层在不同的温度和条件下都具有良好的堵漏效果。     

钻探施工中堵漏材料堵漏技术的分析研究

本文立足于钻探施工工程中普遍存在的井漏问题设想。针对钻探施工过程中出现漏失地层这一特殊情况,通过对堵漏材料漏失原因的分析研究,有针对性的提出建议和参照,解决钻井漏失问题,使钻井施工正常进行。     

裂缝性地层漏失模型研究与应用

裂缝性漏失及其引起的复杂情况严重制约着裂缝性油气藏的勘探开发。目前,裂缝性漏失的研究主要集中于堵漏机理、堵漏材料、现场经验性的处理方法,而裂缝性地层漏失模型研究较少。对钻井完井液漏失量的定量分析已经被普遍认为是一种描述裂缝的可靠方法,通过研究分析钻井液流动机理及物理现象,建立了漏失速率与时间关系的数学模型,并对漏失过程进行定性描述,更加清晰地认识井漏,有助于定量描述井漏过程,进而通过利用数据记录而得的漏失曲线来识别漏失类型,为优化漏失控制技术提供理论依据。本文建立了两种漏失模型,即单缝漏失模型、层次型漏失模型,对裂缝漏失敏感因素进行了分析,其影响程度依次为裂缝开度、裂缝深度、钻井流体粘度、裂缝宽度、操作压差、钻井液密度、钻井流体排量,地层倾角影响较小。模型在沙特B区进行了应用,筛选出了漏失速度的主要因素,为堵漏材料优选、堵漏配方开发和堵漏方案制定提供了理论依据。     

迪那地区井漏原因分析及技术对策研究

本文通过整理迪那地区的钻井资料,对井漏原因及特征进行了分析,并根据国内外钻井堵漏技术成果优选适合的堵漏措施。论文对此地区的井漏处理和井漏预防方面有着积极的指导意义。     

浅析长庆油田洛河组堵漏方法

在钻井施工中,经常会发生井漏现象,作为常见的一种井下复杂情况,不仅会消耗钻井时间和泥浆,还会引起卡钻、井塌等危险情况的发生,从而造成重大的经济损失。文章以长庆油田洛河组地层为研究对象,介绍了长庆油田洛河组地层的特点、漏失类型,并结合笔者的施工经验对堵漏方法进行了分析。     

一种裂缝堵漏体系在超低渗透油田的研究和应用

长庆XF油田为超低渗透、低压、低产老油田。开发过程中的洛河层井漏问题日益严重,成为影响该区钻井速度的重要因素。通过对XF油田洛河漏层孔隙结构特征、渗透率、裂缝形态和发育情况等研究,确定了可诱导裂缝发育是该区块钻井过程中井漏和堵漏一次成功率偏低的主要原因。以"理想填充"理论为指导,通过堵漏机理研究,优选堵漏剂材料,优化防漏堵漏配方,形成了一种新的防漏堵漏钻井液体系(DL—1)。经过室内防漏堵漏评价实验,该钻井液体系可在随钻过程中较短时间内有效封堵漏层,现场试验12口井防漏堵漏效果显著,施工工艺安全可靠,应用效果良好。     

智能材料在钻井液堵漏领域研究进展和应用展望

井漏是目前钻井过程中最常见的井下复杂问题,是制约井下安全、影响钻井进度的主要因素之一。常规堵漏材料在处理渗透性和中小裂缝性井漏时取得了较好的效果,但是对于大裂缝或缝洞性堵漏的适应能力较差,一次堵漏成功率较低。智能材料研发与应用是当今国际前沿学科领域,研究其在钻井液堵漏领域的应用,开发新型智能堵漏材料,有望为钻井液堵漏提供创新性解决方案和技术手段。通过文献分析,阐述智能形状记忆合金、智能形状记忆聚合物、智能凝胶、智能膜和智能仿生材料等智能型材料在钻井液中的作用机制以及应用现状,针对不同智能材料在钻井液中的作用机制和特点,论述智能材料用于钻井液堵漏的可行性和技术途径,提出智能材料在钻井液堵漏领域应用的技术研发方向、方法及应用前景展望。     

基于断裂力学的诱导裂缝性井漏控制机理分析

诱导裂缝性井漏是钻井过程中常见的井漏类型,控制此类漏失的关键是阻止裂缝的延伸。应用岩石断裂力学的理论与方法,揭示了钻井液堵漏阻止诱导裂缝延伸的作用机理。分析了堵漏后裂缝内压力分布,提出人工隔墙对裂缝壁面的支撑应力应与钻井液的液压相等的新观点;建立了诱导裂缝性漏失堵漏的断裂力学模型,推导了裂缝尖端应力强度因子的计算公式;研究了堵漏材料不同封堵位置形式对阻止诱导裂缝延伸的影响,提出堵漏材料在裂缝入口后较短距离内的封堵为封堵诱导裂缝的最佳位置形式,堵漏评价装置必须能反映这种封堵形式;给出了堵漏阻止诱导裂缝延伸的必要条件,即裂缝尖端部分流体压力必须低于水平最小主应力,增加缝内流动压降或加速缝尖段内流体压力耗散有利于裂缝的阻裂。     

井漏的预防和处理

井漏是钻井过程中井筒内钻井液或其他介质（固井水泥浆等）漏人地层孔隙、裂缝等空间的现象。井漏是钻井过程中最复杂的问题之一,是引发其它恶性事故的重要隐患。井漏也是钻井工程中常见的井内复杂情况,多数钻井过程都有不同程度的漏失。轻微的井漏会导致钻井作业中断,严重的井漏处理会浪费大量的人力、物力和财力,如果井漏处理不当或者不及时,因井内液柱压力下降引起井壁失稳造成井壁坍塌从而造成卡钻事故,甚至导致部分井眼或全部井段报废。特别是有进无出的大漏如不能及时发现采取措施进行控制．常常会诱发地层流体涌入井筒发生井涌或井喷事故。井漏的原因通常是井筒内液柱压力大于地层压力;根据漏失速度来分井漏可分为渗透性漏失、裂缝性漏失及溶洞性漏失．     

防硫堵漏随钻钻井液体系研究与应用

 井漏和硫化氢腐蚀是裂缝性异常低压酸性气田钻井作业过程遇到的两大难题。有针对性地研制了随钻堵漏钻井液体系LCM,开展了相应的室内实验并应用于现场。LCM体系由硫化氢清除剂、抑制剂、缓蚀剂和堵漏体系组成,该体系性能稳定,悬浮性良好、不沉淀,配伍性良好。将该体系应用于现场施工3口井,钻井作业过程中能够有效防硫,并在不影响钻井进程的情况下,对长达110m的井漏失返井段进行快速人工造壁,实现有效封堵。现场应用效果表明,该钻井液体系可有效防硫,同时随钻堵漏效果好,尾管固井顺利,不影响地质录井;在保证施工质量的同时,能节省作业时间和钻井液材料,缩短钻井周期,有效降低作业成本。     

裂缝地层随钻段塞止漏技术

针对全部循环井浆加入刚性颗粒的随钻防漏技术中由于震动筛使用和井浆性能调控要求的限制,随钻防漏颗粒粒径和浓度不能太大的问题,提出了随钻段塞止漏技术.该技术机理就是通过单独配置高浓度段塞防漏堵漏浆,在出现漏失趋势或已经出现漏失的时候向井内注入一定体积的随钻段塞防漏堵漏浆进行防漏和堵漏.随钻段塞止漏技术使用防漏堵漏颗粒粒径可以较大,浓度也可以较高,因而能够封堵较大开度裂缝的漏失,并可以较好地协调全井浆加入刚性颗粒进行防漏堵漏的技术限制.现场试验证实了该技术对裂缝性地层的防漏和对地层出现漏失时不停钻堵漏的工艺可行性和良好的止漏效果.随钻段塞止漏技术的成功实施完善和丰富了随钻防漏技术的发展.     

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。     

钾胺基聚磺钻井液在TP170井的应用

托甫台区块位于塔河油田西南部,该区块井深度大,油层埋藏深,普遍存在二叠系,钻井过程中易发生井塌、井漏等复杂情况。以往该区块均采用四级井身结构,将上部易水化、分散、缩径的砂泥岩地层与下部易塌易漏地层分开。为缩短钻井周期,降低钻井成本,甲方首次尝试将托甫台区块TP170井简化为三级井身结构,导致二开裸眼段极长,大大增加了钻井风险。针对这一问题,现场使用新型钾胺基聚磺钻井液体系,利用聚胺抑制剂的强抑制能力及流型调节能力,解决了深井长裸眼流型控制难、三叠系以深地层易出现井壁垮塌等难题,安全、优质、快速地完成了TP170井的施工。     

塔中地区中古8井区钻井提速认识

新疆塔中地区中古8井区中上部地层成岩性差、机械钻速快;但易出现井眼垮塌事故。中下部地层井壁不稳定,易出现周期性垮塌。部分层位抗研磨性强,易造成钻头损坏,而水平段地层会出现井漏严重、压力低、漏喷共存等复杂情况。针对这些提速难点,通过针对不同地层的多种PDC和牙轮钻头优选、votex旋转导向工具、水力振荡器、欠平衡钻井技术等提速技术的应用,形成了一套适合中古8井区的钻井提速技术。经过现场12口井的试验,三开水平段钻井周期平均缩短了24.7%。此套提速技术的应用为整个塔中地区的钻井提速提供了技术保障。     

裂缝性地层钻井液漏失规律及堵漏对策

井漏是钻井过程中最常见的井下复杂问题,是制约井下安全、影响钻井进度的主要因素之一,而钻井液漏失模型较少考虑裂缝临界宽度、裂缝壁面粗糙度以及综合因素对漏失的影响,从而导致漏失机制对现场堵漏指导性较差.针对此问题,基于非牛顿流体力学理论,建立径向粗糙裂缝漏失模型,厘清裂缝临界宽度、裂缝粗糙度以及综合漏失因子等因素对漏失的影...     

环空注气气举反循环钻井工艺及关键参数设计

利用气举反循环钻井技术解决长宁页岩气表层钻井漏失问题,需要解决常规气举反循环钻井技术井口敞开、井底压力控制不精确等问题。为此,在常规气举反循环钻井技术的基础上,设计了一种环空注气气举反循环钻井新工艺,新工艺加装旋转防喷器、钻杆旋塞等工具,具备井控能力。通过调节注气量、钻井液排量等关键施工参数,控制井底压力,减少钻井漏失。在多相流理论基础上,建立了与新工艺匹配的环空注气气举反循环井底压力计算模型,分析了关键施工参数对井底压力的影响规律,建立了关键参数设计方法,在安全窗口范围内优选关键施工参数,保证安全钻井。结果表明：井底压力随注气量的增大先减小、后增大,存在临界注气量;井底压力随井深增大而增大;井底压力随钻井液排量增大而增大。在长宁某井表层进行了现场试验,与同井段井漏地层相比,较常规钻井工艺技术井漏减少83.6%。研究成果为解决四川长宁页岩气表层井漏问题提供了一种新的技术措施。     

渤601井欠平衡钻井技术

渤601井是渤南油田一口重点评价井,钻探目的是扩大渤深6断块潜山低部位含油气范围.该井四开钻探过程中成功地采用欠平衡钻井技术钻穿寒武系凤阳山组,以防止该区古生界灰岩储层发生井漏及储层污染,从而保护油层.在该区发现了高产工业油流.在欠平衡钻井中成功地进行了中途测试,并提高了深井钻井速度,为渤南地区裂缝性地层钻井提供了宝贵的经验.结合渤601井实际情况,给出了地质设计和工程设计,分析了施工过程中主要技术难点,介绍了钻前准备工作、欠平衡钻进、完井和施工效果.     

气体钻井钻遇高产气流时压井模拟实验

气体钻井钻遇高产气流时井筒处于空井状态,如果套压太高:1容易压漏套管鞋处地层;2很难使用钻井泵泵入压井液;3井筒内气量很大又处于高压压缩状态,压井排气时危险性大;因此,通常不通过关井求压来确定地层情况,井底常压法压井无法建立有效液柱平衡地层压力,压井施工缺乏理论依据。为了获取现场实验数据,以便给气体钻井钻遇高产气流时压井方案的制定提供参考,针对该情况下无法关井的特点进行了现场模拟井压井实验。实验过程中通过自动控压钻井系统进行压力自动控制、PWD进行数据实时监测,完成了不同产气量情况下的压井实验,并将实验结果与模拟计算结果进行对比分析,计算精度和实验数据误差在10%以内,取得了良好的实验效果。