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综述国内防漏堵漏新技术的应用与发展

2022-03-28 129 上传者：管理员

摘要：钻井漏失是自钻井问世以来就存在的问题，多年来一直困扰着石油行业，造成了巨大经济损失。国内中石油、中石化等单位和科研院所经过多年攻关，创立了多种评价方法、研发了多种防漏堵漏材料和工具等，为国内各大油田钻井漏失问题的解决提供了可靠技术支撑。但在新疆、四川威远—长宁等容易发生恶性漏失和失返性漏失的区块，如何有效解决井漏已经成了各机构研究重点，经过近几年的不断研究，逐步形成了井眼强化、高失水桥塞固化、多功能固结承压等新型防漏堵漏技术，为新疆、四川等区块的恶性漏失难题提供了新的解决途径。在现场应用中，新技术不仅节约了大量钻井液成本，还缩短了因处理井漏而耽误的时间，为国内油气资源的高效开发提供了技术支持，具有良好的应用前景。

关键词：
井下复杂事故
堵漏材料
评价方法
钻井漏失
防漏材料
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钻井漏失是复杂地层钻进中最常见的难题之一，易造成钻完井液的大量消耗，甚至会因漏失引起井壁垮塌、填埋钻具、井眼报废等井下复杂事故，国内因钻井漏失而引起的复杂占所有井下复杂情况的58%以上。这些不仅严重影响钻进速度和钻井质量，而且会带来时间和经济上的巨大损失。随着国内石油石化行业技术的不断发展和进步，渗透性漏失、小型裂缝性漏失得到了很好解决，大庆、吉林、华北等油田大型漏失很少发生。但是针对致漏裂缝宽度在5mm以上的失返性漏失和反复恶性漏失等还没有得到根本解决，尤其是新疆、四川等区块，每年因恶性漏失造成的损失、耽误的工期更是无法估量。近几年，西南石油大学等院所和研究机构，针对此类恶性漏失形成了井眼强化、高失水桥塞固化、多功能固结承压等新型防漏堵漏技术，在现场应用中取得了良好效果，为新疆、四川等区块的恶性漏失难题提供了新的解决途径[1]。

1、井眼强化防漏技术

钻井过程中，当钻头钻入地层形成井眼，破坏原始地层应力，井壁上形成无数毫米级或微米级的微裂缝，从而形成潜在井眼坍塌或潜在钻井液漏失的原始状态，对这些裂缝进行及时封堵和填充，能有效预防漏失的发生。井眼强化技术是针对易发生渗透性漏失地层的防漏技术，其核心处理剂是一种叫AT-MUP的井眼强化剂，具有以下特点：①具有良好的承压封堵性能，能有效改善井壁强度，提高地层承压能力和安全密度窗口，具有优良的防漏功效；②能防止钻井液中固相或液相对油气储层的伤害，实现油气层保护；③经过特殊的表面处理，使之在油基泥浆中具备良好的配伍性；可作为钻井液的理想防漏产品，减少钻进过程中钻井液损失；④抗温可达到150℃，能用于高温深井中；⑤不含任何聚合物成分，使其对钻井液的流变性无影响，尤其适用于在高密度钻井液中的应用；⑥能在钻进过程中提供良好的渗漏控制能力[2]。

该项技术在四川涪陵页岩气区块应用4口井，在其中一口井钻至3865m时发生掉块，出现上漏下塌的情况，在钻井液中加入井眼强化剂之后，逐步提高钻井液密度，钻井液漏失量从0.11m3/m降低至0.061m3/m，防渗漏效果明显。此外，该项技术还在玛湖油田和新疆塔动进行应用，均取得了良好的防漏效果。

2、高失水桥塞固化堵漏技术

孔隙性砂岩地层、裂缝性灰岩地层、裂缝性泥页岩地层极易发生失返性漏失，针对此类地层形成了一种高失水桥塞固化堵漏技术。堵漏材料中的高强度刚性颗粒、高韧性树脂薄片、超强抗拉纤维，能起到提高地层承压能力的作用，堵漏材料表面经活性处理，适用于水基和油基钻井液体系，具有以下优点：①高失水固化堵漏剂是一种集高失水、高强度、高承压和高酸溶率于一体的堵漏剂，适用温度达150℃；②堵剂浆液泵入井下遇到漏层，在压差作用下迅速失水，很快形成具有一定初始强度的滤饼而封堵漏层，其初始承压能力可达到4MPa以上；③在地温的作用下，所形成的滤饼逐渐凝固，所产生的强度可使漏层的承压能力得到大幅度提高，凝固体抗压强度可达到10MPa以上；④堵塞物（滤饼）的酸溶率达80%以上，有利于酸化解堵，可用于产层井漏的处理，以达到保护产层的目的[3]。

该技术在四川成功应用两口井，其中一口井在4个层位先后发生严重井漏，漏速54.42m3/h，采取6次桥接堵漏效果不理想。后分两次注入高失水固化承压堵漏浆，关井缓慢挤入钻井液10m3，井口最终压力5MPa，然后恢复钻进，起钻验证承压效果，井浆密度1.24g/cm3，井口憋压5.5MPa、稳压5.1MPa，井底当量密度1.46g/cm3，满足了龙马溪组钻进的安全要求。

3、多功能固结承压堵漏技术

在常规堵漏作业中存在着以下问题：①遇大漏必须起钻换光钻杆进行堵漏作业；②桥塞类堵漏剂不能固结而影响堵漏效果，易发生反复漏失；③堵漏强度不够高使用水泥浆堵漏而引发的一系列问题。针对此难题，将钻井液固结堵漏技术和高失水固化堵漏技术结合形成了多功能固结承压堵漏技术，具有以下特点：①适合于各种水基钻井液体系，任何密度均可；②堵漏浆挤入漏层后能像水泥浆一样固结，稠化时间可控；③固结体为微膨胀体系，挤入地层后有利于封堵裂缝；④对钻井液体系污染小[4]。

该技术在新疆和四川进行了现场应用，某井采用聚合物水基钻井液体系，在二开钻至1700m左右发生井漏，漏速33m3/h，井底堵漏无效，后确定漏层位置在套管鞋（356m）附近，采用桥浆堵漏和水泥堵漏均未成功，漏失地层为吐谷鲁组。配制30m3多功能固结承压堵漏浆，打入23m3，返浆18m3，漏失5m3，地层吃入1m3堵漏浆，上提至井口开始憋挤，挤入5m3堵漏浆未起压，之后4h内，每隔1h挤入1m3，期间最高起压0.8MPa。候凝12h继续憋挤，期间吊灌泥浆0.5m3，缓慢憋挤，压力慢慢升到3.1MPa，稳压3MPa。共挤入地层堵漏浆11.5m3，井筒内剩余堵漏浆11m3，继续候凝12h，扫塞至390m，循环不漏，堵漏成功。

4、无固相封堵技术

针对无法确定漏失地层、漏失通道类型和具体尺寸的漏失类型，形成了一种无固相封堵剂，这种封堵剂是经有机合成的棕红色液体，遇水后即发生化学反应，形成弹性胶状固结体，并具有很高的强度，注入漏失层段后，堵剂无障碍进入漏失地层，把靠近井筒周围的碎石子固结起来，形成了一个完整坚固的整体，永久固结地层孔隙和裂缝，达到封堵漏失地层的目的。目前，该项技术还没有现场应用的相关资料[5]。

5、结论

(1）钻井漏失是石油行业的巨大难题，国内相关机构经过多年攻关，创立了多种评价方法、研发了多种防漏堵漏材料和工具等，为国内各大油田钻井漏失问题的解决提供了可靠技术支撑。

(2）针对新疆、四川威远—长宁等容易发生恶性漏失和失返性漏失的区块，逐步形成了井眼强化、高失水桥塞固化、多功能固结承压等新型防漏堵漏技术，为国内油气资源的高效开发提供了技术支持，具有良好的应用前景。

参考文献:

[1]徐同台,刘玉杰,申威等钻井工程防漏堵漏技术[M].北京:石油工业出版社,1997.

[2]王燕,王平全,能继有,等.物理法随钻防漏堵漏技术与钻井液研究现状[J].断块油气田,2008,15(1):93-94.

[3]张洪利,郭艳,王志龙国内钻井堵漏材料现状[J].特种油气藏2004,11(2):1-2.

[4]马超一种新型高渗透层钻井堵漏剂[J].断气块油气田,2009,16(2):114-116.

[5]苗海龙,陈俊生渗透性地层随钻堵漏技术的研究和应用[J].创新技术2009(5):69-71.

文章来源：丁浩力.国内防漏堵漏新技术研究进展[J].西部探矿工程,2022,34(04):99-100.