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新型随钻封堵固壁剂的研究.doc
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1、精选资料新型随钻封堵固壁剂的研究李辉 肖红章 张睿达 何刚 何涛 摘要:井漏是钻井过程中经常遇见的问题。井漏不仅会耗费钻井时间、损失钻井液,而且可能引起卡钻、井喷、井塌等一系列复杂情况,甚至导致井眼报废,造成重大经济损失。井漏是主客观因素共同作用的结果。地层孔隙、裂缝的存在是井漏产生的客观条件;而对一些深井、复杂井段,过高的钻井液密度会诱发和加剧井漏的发生。如西部地区深井钻探过程中,井漏频发,即为主客观条件共同作用的结果。仅从塔里木盆地库车坳陷山前构造带钻探统计,从1997年至2003年为止,该地区使用高密度钻井液施工完井的19口井中,共发生井漏208次。漏失高密度钻井液10871.4m3。处
2、理井漏损失时间达7387.4小时(合307.7天),损失钻井液及漏失材料费用,合计27379363.24元。从漏失情况看,以粉砂岩、细砂岩、砾砂岩、含膏灰岩的渗透性漏失为主;而砂岩、膏泥岩、泥灰岩、白云质膏岩的诱导漏失,有漏速大,难以控制的特点。针对井漏问题,尽管现场已采用多种堵漏处理措施,如降排量、降密度、静止堵漏、随钻堵漏、桥接堵漏、注水泥堵漏等多种方法。但漏失现象还是屡见不鲜。笔者认为虽然对付井漏的最好办法是有效地封堵作业,但应加强防漏减漏措施的应用和研究。在易漏井段、压力卡层不准的井段、窄安全窗口井段,通过加入随钻堵漏剂,及时把泥浆转化为防漏泥浆,提高泥浆的封堵性能。以减小井漏发生的概
3、率和强度。室内研发的随钻封堵固壁剂,可在保证正常钻进的前提下,较好地解决地层的微渗漏,同时对中漏和大漏起到减缓作用,此处理剂可较好填充、封固胶结性差的地层,提高地层承压能力,减弱诱发漏失的强度和频率。 新型随钻封堵护壁剂研发思路及特点常规的随钻堵漏剂,是以物理封堵填塞孔喉裂缝为主要工作原理。堵漏材料物理堆积形成的封堵层,缺乏足够的“凝聚力”,在井内抽汲压力的影响下,始终处于交变受力状态,极易遭到破坏。而钻遇胶结性差的地层时,井内压力干扰会造成裂缝层理的进一步扩张,使已形成的架桥发生运移,失去其封堵稳定性,因此,常规的随钻堵漏剂封堵效果较差,不易形成稳定长效的封堵层。而且这些常规的物理封堵材料对
4、流变性和钻井液摩擦阻力都有一定的影响,特别对深井,这种影响更为显著针对该类堵漏剂的缺点,开发了集物理化学封堵作用与一身的新型随钻封堵固壁剂。该剂可提高物理封堵材料的“内聚力” 、提高易破碎地层的胶结能力及抗压性(提高井眼破裂压力和裂缝扩张阻力),降低诱发裂缝的尺寸同时可在井壁内外良好的“屏壁层”(包括泥饼屏蔽及堵漏材料屏蔽),有效阻隔压力传递,提高地层的破裂压力,扩大安全密度窗口且处理剂对钻井液流变性影响小、有一定的辅助降低摩阻的功能、过筛性能好、保证了堵漏的有效性和长效性。2.2 随钻封堵护壁剂的研制根据上述思路,研制开发了新型随钻封堵护壁剂。该处理剂主要以改性纤维作为骨架材料,天然有机高分
5、子作为填充材料,以弱交联聚合物为变形填充材料,并辅助粘接固壁材料。2.3 随钻封堵护壁剂室内研究结果2.3.1 实验评价仪器本实验采用可视式砂床中压滤失仪,评价封堵护壁剂的堵漏效果。该滤失仪结构如图1所示: 该装置用砂床替代滤纸,以更好地模拟井下情况。通过调整砂子的目数,可获得不同渗透率地层的堵漏情况。我们一般选用粒径为0.6mm0.9mm砂粒, 实验压力为0.75MPa,测试时间30min。 1 可视式砂床中压滤失仪2.3.2 室内研究结果 对已研制开发出的随钻封堵护壁剂yhs-1进行了室内评定,评图4 可视式砂床中压滤失仪表2 yhs-1堵漏效果评价浆的类型处理剂AV(mPa.s)PV(P
6、a)砂床漏失量(mL)侵入深度(cm)4%基浆1%FLC200066014-1615016h热滚5521%yhs-13. 53015-1615016h热滚6524%基浆+4%盐1%FLC2000105851%yhs-18.55504%基浆+30%盐1%FLC2000555015016h热滚1281281%yhs-11096515016h热滚1210130大港聚合物浆1%FLC200015130151%yhs-11211013从表2数据可以看出,我们研制开发随钻封堵护壁剂的性能与国外同类产品相近。2.3.3同类产品的现场应用情况胜利油田首次在商852、盐100区块使用了国外进口的FLC2000进
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