關(guān)于高效隨鉆堵漏劑的試驗(yàn)與研究

張立國

【摘要】一種對滲透性和微裂縫地層封堵能力強(qiáng)的隨鉆堵漏劑，具有較好的酸溶性，易于解堵，對鉆井液流變性能影響小，承壓強(qiáng)度高，抗溫能力強(qiáng)。

【關(guān)鍵詞】高效 堵漏劑 試驗(yàn) 研究 漏層

1、前言

井漏是井場施工工程中常見的井下復(fù)雜情況，目前治理井漏的有效辦法主要是在鉆井液中加入堵漏劑或者用堵漏劑配制成堵漏液對漏層進(jìn)行有效的封堵。但是這些堵漏材料存在著自身的缺陷，使用這些材料處理井漏時(shí)，往往易造成堵漏效果不佳和堵漏后發(fā)生重復(fù)性漏失。

2 高效隨鉆堵漏劑的組成

由酸溶性剛性顆粒、柔性纖維、吸水性樹脂和高分子聚合物組成。

3.高效隨鉆堵漏劑性能評價(jià)

3.1剛性顆粒粒度及表觀特征

室內(nèi)對剛性顆粒產(chǎn)品進(jìn)行了粒度分析，剛性顆粒為不同顆粒級配的褐色固體顆粒，使用時(shí)應(yīng)與所堵裂縫、孔道的形狀匹配。而且還可以根據(jù)鉆井漏失地層的實(shí)際裂縫尺寸做特殊加工處理。

粒徑（mm） 2.0～3.0 0.9～2.0 0.45～0.9 0.45以下

含量% 30 35 20 15

3.2體積膨脹倍數(shù)實(shí)驗(yàn)

體積膨脹倍數(shù)實(shí)驗(yàn)采用了直接測量體積變化法。用準(zhǔn)確刻度的量筒先量取一定體積的水，再將干燥的堵漏劑顆粒加入，讀取量筒中實(shí)際水刻度體積，在設(shè)定溫度的恒溫水浴中膨脹一段時(shí)間或至吸水平衡后，倒出量筒里的剩余水，讀取量筒中實(shí)際水刻度體積，前后兩者體積相比即為該物質(zhì)在某個(gè)時(shí)間段的體積膨脹倍數(shù)。

實(shí)驗(yàn)分別采用了清水、4%坂土漿、聚磺鉆井液、甲酸鹽鉆井液、有機(jī)硅鉆井液為基液進(jìn)行隨鉆堵漏劑的常溫膨脹性評價(jià)。結(jié)果表明，在幾種體系鉆井液或清水中堵漏劑的體積膨脹倍數(shù)相差無幾，常溫下體積膨脹倍數(shù)都在4～5倍。說明隨鉆堵漏劑受鉆井液體系和性能的影響小，具有廣泛的可應(yīng)用性。

鉆井液類型

膨脹倍數(shù) 清水 坂土漿 聚磺鉆井液 甲酸鹽鉆井液 有機(jī)硅

鉆井液

膨脹

時(shí)間 0.5h 1 1.5 1.5 1.0 1.5

1.0h 2 2.5 2.5 2.0 2.5

2.0h 2.5 3.5 3.5 3.0 3.5

4.0h 3.5 4.5 4.5 4.0 4.5

6.0h 4 5 5 4.5 5

3.3溫度影響實(shí)驗(yàn)

該實(shí)驗(yàn)主要為了檢驗(yàn)隨鉆堵漏劑在不同體系鉆井液和不同溫度條件下，受溫度影響的程度。實(shí)驗(yàn)分別采用了在清水、4%坂土漿、聚磺鉆井液、甲酸鹽鉆井液和有機(jī)硅鉆井液中加入隨鉆堵漏劑4h后，在不同溫度條件下的膨脹情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該產(chǎn)品隨著溫度升高，

膨脹倍數(shù)相對增大。其抗溫能力可達(dá)到100℃左右，基本可滿足現(xiàn)場使用需求。

基液類型

膨脹倍數(shù) 清 水 坂土漿 聚磺

鉆井液 甲酸鹽鉆井液 有機(jī)硅

鉆井液

試驗(yàn)溫度℃ 25 3.5 4.5 4.5 4.0 4.5

40 4.5 5.5 5.5 5.5 5.0

60 5 6.5 6.5 6.5 6.0

80 6 8 8.5 8 7.5

100 8 10 10 9.5 9.5

3.4堵漏效果評價(jià)

實(shí)驗(yàn)采用高溫高壓失水儀，底部鋪5mm的石英砂混合物模擬地層的滲透。采用現(xiàn)場取樣鉆井液，分別加入不同量的隨鉆堵漏劑，攪拌0.5h后，倒入高溫高壓失水儀中進(jìn)行封堵試驗(yàn)評價(jià)。試驗(yàn)結(jié)果表明，隨鉆堵漏劑具有可靠的堵漏效果，隨加量增加堵漏時(shí)間縮短，漏失量明顯減少，適宜加量為1.5%-3%。

加量（%） 堵住時(shí)間s 濾失量（常壓）ml 濾失量（0.7MPa）ml

1 常溫 55 78 114

80℃ 40 52 59

1.5 常溫 41 47 90

80℃ 33 38 35

2.0 常溫 37 41 71

80℃ 29 31 31

2.5 常溫 31 34 64

80℃ 20 22 25

3.0 常溫 21 23 50

80℃ 14 15 19

5.0 常溫 19 21 47

80℃ 13 14 18

3.5對鉆井液性能的影響實(shí)驗(yàn)

取井漿加入隨鉆堵漏劑后攪拌1h，在25℃條件下，堵漏劑對鉆井液性能的影響較小，有利于在地面配制堵漏鉆井液，在80℃時(shí)，隨著堵漏劑加量的增加，鉆井液的粘度、切力均較大提高，失水量降低，有利于在漏失層位形成橋塞段，增強(qiáng)堵漏效果。

鉆井液性能

加量及溫度 ρ

g/cm3 T

s PV

mPa.s θ′/θ″

Pa FL

ml

加樣前 25℃ 1.06 53 16 1/2 5

80℃ 1.06 54 17 1/2 5

1.5% 25℃ 1.06 60 19 1/2 5

80℃ 1.06 74 21 2/4 4.5

3.0 25℃ 1.06 64 20 1.5/3 5

80℃ 1.07 94 35 4/6 4.0

4 現(xiàn)場使用情況

4.1某油田的歐37-58-28井，鉆進(jìn)至750m時(shí)發(fā)生井漏。當(dāng)時(shí)用3%復(fù)合堵漏劑915堵漏漿堵漏成功，但在隨后的鉆進(jìn)中，不斷出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象，采取邊堵漏邊鉆進(jìn)的措施鉆至1230m時(shí)井漏更加嚴(yán)重，漏速35m3/h。采用隨鉆堵漏劑進(jìn)行堵漏，現(xiàn)場配制3.0%隨鉆堵漏劑鉆井液45 m3，替入25 m3鉆井液，將堵漏漿頂替到漏失部位，間斷蹩壓至1.5MPa，靜置2小時(shí)后提鉆，將堵漏漿循環(huán)出井眼，繼續(xù)鉆進(jìn)至完鉆，再未發(fā)生漏失。

4.2某油田前23-60井，鉆至井深1021m出現(xiàn)井漏，配3%復(fù)合堵漏劑、1%棉籽殼及1%單項(xiàng)壓力封閉劑堵漏漿隨鉆堵漏，一直有滲漏現(xiàn)象，在鉆至井深1173m時(shí)漏失更加嚴(yán)重，漏速為25 m3 /h，被迫停鉆堵漏， 堵漏漿配方為：35m3鉆井液+ 5.5%隨鉆堵漏劑，注漿30 m3，泵壓3MPa，排量18L/s，替漿8 m3，穩(wěn)壓2MPa，15分鐘后提鉆，循環(huán)鉆井液，無漏失現(xiàn)象，后下鉆至井底，循環(huán)鉆井液無漏失，堵漏成功。

4.3某油田海26-沙H101井鉆至井深1549米，發(fā)生完全性漏失。配制5%綜合堵漏劑和1%蛭石的堵漏鉆井液堵漏失敗，井漏一直斷斷續(xù)續(xù)發(fā)生。完鉆起鉆前配5%隨鉆堵漏劑鉆井液40m3注入井內(nèi)并蹩壓，能穩(wěn)壓2MPa，下鉆通井循環(huán)無漏失。下套管前做地層承壓試驗(yàn)，穩(wěn)壓3MPa。通過該井堵漏效果證明，隨鉆堵漏劑可提高地層承壓能力。

注：復(fù)合堵漏劑915為棉耔殼、核桃殼、稻殼、云母等材料的混合物。

5 結(jié)論

從室內(nèi)評價(jià)和現(xiàn)場應(yīng)用中可以看出：

（1）高效隨鉆堵漏劑用量小，比常規(guī)堵漏簡單，而且效果較好，克服了常規(guī)堵漏劑顆粒形狀與所堵裂縫、孔道的形狀難以匹配的缺陷。

（2）在膠結(jié)疏松，承壓能力差的地層使用，可有效提高地層承壓能力。

（3）高效隨鉆堵漏劑既可單獨(dú)使用，也可與常規(guī)堵漏劑復(fù)配使用，封堵后的地層承壓能力強(qiáng)，不易發(fā)生二次漏失，可根據(jù)需要加工成不同級配和粒徑的堵漏劑。