國內(nèi)防漏堵漏新技術(shù)探究

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摘要：鉆井漏失是自鉆井問世以來就存在的問題，多年來一直困擾著石油行業(yè)，造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失。國內(nèi)中石油、中石化等單位和科研院所經(jīng)過多年攻關(guān)，創(chuàng)立了多種評(píng)價(jià)方法、研發(fā)了多種防漏堵漏材料和工具等，為國內(nèi)各大油田鉆井漏失問題的解決提供了可靠技術(shù)支撐。但在新疆、四川威遠(yuǎn)—長寧等容易發(fā)生惡性漏失和失返性漏失的區(qū)塊，如何有效解決井漏已經(jīng)成了各機(jī)構(gòu)研究重點(diǎn)，經(jīng)過近幾年的不斷研究，逐步形成了井眼強(qiáng)化、高失水橋塞固化、多功能固結(jié)承壓等新型防漏堵漏技術(shù)，為新疆、四川等區(qū)塊的惡性漏失難題提供了新的解決途徑。在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中，新技術(shù)不僅節(jié)約了大量鉆井液成本，還縮短了因處理井漏而耽誤的時(shí)間，為國內(nèi)油氣資源的高效開發(fā)提供了技術(shù)支持，具有良好的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞：鉆井漏失；評(píng)價(jià)方法；防漏材料；堵漏材料；新技術(shù)

鉆井漏失是復(fù)雜地層鉆進(jìn)中最常見的難題之一，易造成鉆完井液的大量消耗，甚至?xí)蚵┦б鹁诳逅?、填埋鉆具、井眼報(bào)廢等井下復(fù)雜事故，國內(nèi)因鉆井漏失而引起的復(fù)雜占所有井下復(fù)雜情況的58%以上。這些不僅嚴(yán)重影響鉆進(jìn)速度和鉆井質(zhì)量，而且會(huì)帶來時(shí)間和經(jīng)濟(jì)上的巨大損失。隨著國內(nèi)石油石化行業(yè)技術(shù)的不斷發(fā)展和進(jìn)步，滲透性漏失、小型裂縫性漏失得到了很好解決，大慶、吉林、華北等油田大型漏失很少發(fā)生。但是針對(duì)致漏裂縫寬度在5mm以上的失返性漏失和反復(fù)惡性漏失等還沒有得到根本解決，尤其是新疆、四川等區(qū)塊，每年因惡性漏失造成的損失、耽誤的工期更是無法估量。近幾年，西南石油大學(xué)等院所和研究機(jī)構(gòu)，針對(duì)此類惡性漏失形成了井眼強(qiáng)化、高失水橋塞固化、多功能固結(jié)承壓等新型防漏堵漏技術(shù)，在現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用中取得了良好效果，為新疆、四川等區(qū)塊的惡性漏失難題提供了新的解決途徑[1]。

1井眼強(qiáng)化防漏技術(shù)

鉆井過程中，當(dāng)鉆頭鉆入地層形成井眼，破壞原始地層應(yīng)力，井壁上形成無數(shù)毫米級(jí)或微米級(jí)的微裂縫，從而形成潛在井眼坍塌或潛在鉆井液漏失的原始狀態(tài)，對(duì)這些裂縫進(jìn)行及時(shí)封堵和填充，能有效預(yù)防漏失的發(fā)生。井眼強(qiáng)化技術(shù)是針對(duì)易發(fā)生滲透性漏失地層的防漏技術(shù)，其核心處理劑是一種叫AT-MUP的井眼強(qiáng)化劑，具有以下特點(diǎn)：①具有良好的承壓封堵性能，能有效改善井壁強(qiáng)度，提高地層承壓能力和安全密度窗口，具有優(yōu)良的防漏功效；②能防止鉆井液中固相或液相對(duì)油氣儲(chǔ)層的傷害，實(shí)現(xiàn)油氣層保護(hù)；③經(jīng)過特殊的表面處理，使之在油基泥漿中具備良好的配伍性；可作為鉆井液的理想防漏產(chǎn)品，減少鉆進(jìn)過程中鉆井液損失；④抗溫可達(dá)到150℃，能用于高溫深井中；⑤不含任何聚合物成分，使其對(duì)鉆井液的流變性無影響，尤其適用于在高密度鉆井液中的應(yīng)用；⑥能在鉆進(jìn)過程中提供良好的滲漏控制能力[2]。該項(xiàng)技術(shù)在四川涪陵頁巖氣區(qū)塊應(yīng)用4口井，在其中一口井鉆至3865m時(shí)發(fā)生掉塊，出現(xiàn)上漏下塌的情況，在鉆井液中加入井眼強(qiáng)化劑之后，逐步提高鉆井液密度，鉆井液漏失量從0.11m3/m降低至0.061m3/m，防滲漏效果明顯。此外，該項(xiàng)技術(shù)還在瑪湖油田和新疆塔動(dòng)進(jìn)行應(yīng)用，均取得了良好的防漏效果。

2高失水橋塞固化堵漏技術(shù)

孔隙性砂巖地層、裂縫性灰?guī)r地層、裂縫性泥頁巖地層極易發(fā)生失返性漏失，針對(duì)此類地層形成了一種高失水橋塞固化堵漏技術(shù)。堵漏材料中的高強(qiáng)度剛性顆粒、高韌性樹脂薄片、超強(qiáng)抗拉纖維，能起到提高地層承壓能力的作用，堵漏材料表面經(jīng)活性處理，適用于水基和油基鉆井液體系，具有以下優(yōu)點(diǎn)：①高失水固化堵漏劑是一種集高失水、高強(qiáng)度、高承壓和高酸溶率于一體的堵漏劑，適用溫度達(dá)150℃；②堵劑漿液泵入井下遇到漏層，在壓差作用下迅速失水，很快形成具有一定初始強(qiáng)度的濾餅而封堵漏層，其初始承壓能力可達(dá)到4MPa以上；③在地溫的作用下，所形成的濾餅逐漸凝固，所產(chǎn)生的強(qiáng)度可使漏層的承壓能力得到大幅度提高，凝固體抗壓強(qiáng)度可達(dá)到10MPa以上；④堵塞物（濾餅）的酸溶率達(dá)80%以上，有利于酸化解堵，可用于產(chǎn)層井漏的處理，以達(dá)到保護(hù)產(chǎn)層的目的[3]。該技術(shù)在四川成功應(yīng)用兩口井，其中一口井在4個(gè)層位先后發(fā)生嚴(yán)重井漏，漏速54.42m3/h，采取6次橋接堵漏效果不理想。后分兩次注入高失水固化承壓堵漏漿，關(guān)井緩慢擠入鉆井液10m3，井口最終壓力5MPa，然后恢復(fù)鉆進(jìn)，起鉆驗(yàn)證承壓效果，井漿密度1.24g/cm3，井口憋壓5.5MPa、穩(wěn)壓5.1MPa，井底當(dāng)量密度1.46g/cm3，滿足了龍馬溪組鉆進(jìn)的安全要求。

3多功能固結(jié)承壓堵漏技術(shù)

在常規(guī)堵漏作業(yè)中存在著以下問題：①遇大漏必須起鉆換光鉆桿進(jìn)行堵漏作業(yè)；②橋塞類堵漏劑不能固結(jié)而影響堵漏效果，易發(fā)生反復(fù)漏失；③堵漏強(qiáng)度不夠高使用水泥漿堵漏而引發(fā)的一系列問題。針對(duì)此難題，將鉆井液固結(jié)堵漏技術(shù)和高失水固化堵漏技術(shù)結(jié)合形成了多功能固結(jié)承壓堵漏技術(shù)，具有以下特點(diǎn)：①適合于各種水基鉆井液體系，任何密度均可；②堵漏漿擠入漏層后能像水泥漿一樣固結(jié)，稠化時(shí)間可控；③固結(jié)體為微膨脹體系，擠入地層后有利于封堵裂縫；④對(duì)鉆井液體系污染小[4]。該技術(shù)在新疆和四川進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用，某井采用聚合物水基鉆井液體系，在二開鉆至1700m左右發(fā)生井漏，漏速33m3/h，井底堵漏無效，后確定漏層位置在套管鞋（356m）附近，采用橋漿堵漏和水泥堵漏均未成功，漏失地層為吐谷魯組。配制30m3多功能固結(jié)承壓堵漏漿，打入23m3，返漿18m3，漏失5m3，地層吃入1m3堵漏漿，上提至井口開始憋擠，擠入5m3堵漏漿未起壓，之后4h內(nèi)，每隔1h擠入1m3，期間最高起壓0.8MPa。候凝12h繼續(xù)憋擠，期間吊灌泥漿0.5m3，緩慢憋擠，壓力慢慢升到3.1MPa，穩(wěn)壓3MPa。共擠入地層堵漏漿11.5m3，井筒內(nèi)剩余堵漏漿11m3，繼續(xù)候凝12h，掃塞至390m，循環(huán)不漏，堵漏成功。

4無固相封堵技術(shù)

針對(duì)無法確定漏失地層、漏失通道類型和具體尺寸的漏失類型，形成了一種無固相封堵劑，這種封堵劑是經(jīng)有機(jī)合成的棕紅色液體，遇水后即發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成彈性膠狀固結(jié)體，并具有很高的強(qiáng)度，注入漏失層段后，堵劑無障礙進(jìn)入漏失地層，把靠近井筒周圍的碎石子固結(jié)起來，形成了一個(gè)完整堅(jiān)固的整體，永久固結(jié)地層孔隙和裂縫，達(dá)到封堵漏失地層的目的。目前，該項(xiàng)技術(shù)還沒有現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的相關(guān)資料[5]。

5結(jié)論

（1）鉆井漏失是石油行業(yè)的巨大難題，國內(nèi)相關(guān)機(jī)構(gòu)經(jīng)過多年攻關(guān)，創(chuàng)立了多種評(píng)價(jià)方法、研發(fā)了多種防漏堵漏材料和工具等，為國內(nèi)各大油田鉆井漏失問題的解決提供了可靠技術(shù)支撐。（2）針對(duì)新疆、四川威遠(yuǎn)—長寧等容易發(fā)生惡性漏失和失返性漏失的區(qū)塊，逐步形成了井眼強(qiáng)化、高失水橋塞固化、多功能固結(jié)承壓等新型防漏堵漏技術(shù)，為國內(nèi)油氣資源的高效開發(fā)提供了技術(shù)支持，具有良好的應(yīng)用前景。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐同臺(tái),劉玉杰,申威,等.鉆井工程防漏堵漏技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1997.

[2]王燕,王平全,熊繼有,等.物理法隨鉆防漏堵漏技術(shù)與鉆井液研究現(xiàn)狀[J].斷塊油氣田,2008,15(1):93-94.

[3]張洪利,郭艷,王志龍.國內(nèi)鉆井堵漏材料現(xiàn)狀[J].特種油氣藏,2004,11(2):1-2.

[4]馬超.一種新型高滲透層鉆井堵漏劑[J].斷氣塊油氣田,2009,16(2):114-116．

[5]苗海龍,陳俊生.滲透性地層隨鉆堵漏技術(shù)的研究和應(yīng)用[J].創(chuàng)新技術(shù),2009(5):69-71．

作者:丁浩力 單位:大慶鉆探工程公司鉆井三公司