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國內(nèi)防漏堵漏新技術(shù)探究

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國內(nèi)防漏堵漏新技術(shù)探究

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)立了多種評價方法、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—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)成了各機構(gòu)研究重點,經(jīng)過近幾年的不斷研究,逐步形成了井眼強化、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;評價方法;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⑻盥胥@具、井眼報廢等井下復(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)重影響鉆進速度和鉆井質(zhì)量,而且會帶來時間和經(jīng)濟上的巨大損失。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)等院所和研究機構(gòu),針對此類惡性漏失形成了井眼強化、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)毫米級或微米級的微裂縫,從而形成潛在井眼坍塌或潛在鉆井液漏失的原始狀態(tài),對這些裂縫進行及時封堵和填充,能有效預(yù)防漏失的發(fā)生。井眼強化技術(shù)是針對易發(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的井眼強化劑,具有以下特點:①具有良好的承壓封堵性能,能有效改善井壁強度,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油氣儲層的傷害,實現(xiàn)油氣層保護;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,減少鉆進過程中鉆井液損失;④抗溫可達到150℃,能用于高溫深井中;⑤不含任何聚合物成分,使其對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能在鉆進過程中提供良好的滲漏控制能力[2]。該項技術(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,該項技術(shù)還在瑪湖油田和新疆塔動進行應(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)。堵漏材料中的高強度剛性顆粒、高韌性樹脂薄片、超強抗拉纖維,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:①高失水固化堵漏劑是一種集高失水、高強度、高承壓和高酸溶率于一體的堵漏劑,適用溫度達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度的濾餅而封堵漏層,其初始承壓能力可達到4MPa以上;③在地溫的作用下,所形成的濾餅逐漸凝固,所產(chǎn)生的強度可使漏層的承壓能力得到大幅度提高,凝固體抗壓強度可達到10MPa以上;④堵塞物(濾餅)的酸溶率達80%以上,有利于酸化解堵,可用于產(chǎn)層井漏的處理,以達到保護產(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,起鉆驗證承壓效果,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堵漏強度不夠高使用水泥漿堵漏而引發(fā)的一系列問題。針對此難題,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: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對鉆井液體系污染小[4]。該技術(shù)在新疆和四川進行了現(xiàn)場應(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,并具有很高的強度,注入漏失層段后,堵劑無障礙進入漏失地層,把靠近井筒周圍的碎石子固結(jié)起來,形成了一個完整堅固的整體,永久固結(jié)地層孔隙和裂縫,達到封堵漏失地層的目的。目前,該項技術(shù)還沒有現(xiàn)場應(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)機構(gòu)經(jīng)過多年攻關(guān),創(chuàng)立了多種評價方法、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)針對新疆、四川威遠—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:

[1]徐同臺,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

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