伊拉克米桑油田Abu区块储层防漏堵漏技术

伊拉克米桑油田Abu区块储层岩性为碳酸盐地层,缝洞非常发育,而且地层压力系数低,漏失是钻井过程面临的主要难题。结合相关地质取心和电测成像资料,在总结分析前期堵漏工艺的基础上,室内对现有可酸溶复合堵漏材料配方进行了优化,将酸溶率提高到75%以上,室内模拟实验承压能力提高到7 MPa以上,并进一步优化形成了适应该区块的堵漏施工工艺。通过现场5口漏失井的试验表明,优化后的可酸溶堵漏配方明显提高了现场堵漏成功率,进一步缩短了钻井周期。      

新型FM超级凝胶复合堵漏技术

为提高复杂漏失地层的堵漏成功率,研究了抗温达140℃的新型FM超级凝胶的堵漏性能和堵漏机理。FM超级凝胶以吸水膨胀性聚合物为主体,复合刚性骨架材料,利用其吸水变形特性和自膨胀物理堵塞作用,提供较高的膨胀堵塞强度。使用0.3~2.0 mm的石英砂、4.3~7.8 mm的钢珠及1.0~5.0 mm的缝隙板模拟高渗透、大孔道和裂缝性漏失地层,测得总漏失量分别为86~113、204~381和22~64 m L,均堵住,承压达7.0 MPa。与刚性颗粒、弹性颗粒材料、纤维材料、可变形充填材料复配使用后,在钢珠床及缝隙板的总漏失量分别降为63~95和15~43 m L,承压提高到9.0 MPa,进一步提高了FM超级凝胶的承压能力和适应性。该技术在南堡13-1170和大吉4-9向4井堵漏中进行了应用,堵漏均一次成功,满足了后续施工的要求。表明FM超级凝胶能够适应不同孔隙、裂缝性漏失地层的堵漏。     

新型FM超级凝胶复合堵漏技术

为提高复杂漏失地层的堵漏成功率,研究了抗温达140℃的新型FM超级凝胶的堵漏性能和堵漏机理。FM超级凝胶以吸水膨胀性聚合物为主体,复合刚性骨架材料,利用其吸水变形特性和自膨胀物理堵塞作用,提供较高的膨胀堵塞强度。使用0.3~2.0 mm的石英砂、4.3~7.8 mm的钢珠及1.0~5.0 mm的缝隙板模拟高渗透、大孔道和裂缝性漏失地层,测得总漏失量分别为86~113、204~381和22~64 mL,均堵住,承压达7.0 MPa。与刚性颗粒、弹性颗粒材料、纤维材料、可变形充填材料复配使用后,在钢珠床及缝隙板的总漏失量分别降为63~95和15~43 mL,承压提高到9.0 MPa,进一步提高了FM超级凝胶的承压能力和适应性。该技术在南堡13-1170和大吉4-9向4井堵漏中进行了应用,堵漏均一次成功,满足了后续施工的要求。表明FM超级凝胶能够适应不同孔隙、裂缝性漏失地层的堵漏。     

一种多面锯齿金属颗粒作为骨架材料的高承压强度、高酸溶随钻堵漏钻井液

超深致密砂岩裂缝性气藏使用高密度全油基钻井液钻遇漏失复杂时,选用常规的防漏堵漏材料无法满足油相分散、酸溶和高承压等要求。为此,引入了油相分散、刚性高、酸溶率高的铝合金材料,该材料为密度1.60 g/cm~3的多面锯齿状铝合金颗粒(以下简称GYD),将泡沫态铝合金研磨成3~80目,较之于现用大理石架桥颗粒,GYD在油相中分散完全,莫氏硬度提高近2倍(介于5~6),酸溶率超过90%。按地层裂缝开度的1/2~2/3架桥规则,对以高密度全油基钻井液为基浆,GYD作为骨架颗粒,配合加入纤维类材料和可变性填充粒子的浆液进行高温高压动静态堵漏室内模拟评价。实验结果表明,GYD加量为8%时,堵漏钻井液封堵强度超过25 MPa,酸溶率达到65%,稳定性良好,48 h密度差小于0.03 g/cm~3。在塔里木盆地某井的现场试验效果表明,该井气藏埋深7 220 m,应用高密度油基钻井液日均漏失量约50 m~3,采用GYD防漏堵漏后钻进无漏失,顺利钻穿储层,较好地实现了钻进中地层缝内高流动阻力和高承压的"高刚性架桥+纤维成网+变形填充"封堵功能。     

塔河10区碳酸盐岩裂缝型储层承压堵漏技术

针对塔河油田10区奥陶系裂缝型储层裂隙发育、井漏多发的问题,设计了一种桥堵颗粒粒度级配方法,并通过酸溶性材料优选,研制了承压堵漏配方。粒度级配方法以裂缝尺寸为基础,采用漏失量为主要评价指标,借助曲面响应优化设计法确定了粒度级配。实验评价结果表明,采用该粒度级配混配的桥堵材料颗粒粒度分布曲线连续、跨度广,无论是封堵较大裂缝,还是封堵中等裂缝或小裂缝,都有充足的对应粒度的桥堵颗粒。以该粒度级配方法为基础,设计的3套针对不同裂缝宽度范围的承压堵漏体系,堵漏性能良好,承压大于8 MPa,3 mm裂缝漏失量低于200 mL,2 mm和1 mm裂缝漏失量低于50 mL。堵漏配方中堵漏材料酸溶率高,在99%以上,形成的封堵层酸溶率可达98.4%。      

修井作业自降解防漏堵漏体系

为减少修井液漏失防止油层伤害,借鉴钻井过程中的屏蔽暂堵理论,提出了修井作业堵漏材料自匹配堵漏技术。该技术开发了弱凝胶悬浮基液,合成了黏弹性好、变形程度大、强度高、可吸水膨胀且在一定温度下能够自动水化降解的聚合物材料作为堵漏关键材料,并与其他辅助暂堵材料协同配合形成了集凝胶、自降解材料、油溶树脂和微泡沫于一体的修井作业防漏堵漏体系,能够在漏失层快速形成封堵屏障,有效减少修井液漏失。性能评价结果表明该体系承压可达15 MPa,同时可在3~5 d自动降解,渗透率恢复率大于90%,可以达到堵得住、解得开、油层污染小的目的。在大港油田现场应用52井次,对于渗滤性、微裂缝和大孔道型漏失或多种漏失并存的井防漏堵漏成功率高达95%以上;作业井的平均产量恢复期小于5 d、平均产量恢复率大于97%,保护油层效果显著。     

驴驹河储气库井多级承压堵漏技术与应用

针对大港油田驴驹河储气库部分井三开薄弱点多、井筒完整性较差、整体承压能力不足，文章在深入分析漏失机理的基础上，固井前采用了多级承压堵漏技术逐级提高裸眼段的整体承压能力。第一步针对个别天然致漏点的封堵问题，优化出以合金铝颗粒、延迟水化膨胀材料为核心的高承压桥接堵漏配方，形成三种不同裂缝尺寸的堵漏配方，堵漏作业后实验用楔板承压能力均超过13 MPa,抗返排压力超过2.5 MPa。第二步针对井筒整体承压能力不足的问题，优化出一种树脂固结堵漏浆，该浆体密度适中(1.3～1.4 g/cm³),酸溶率高(≥70%),强度适中(3～5 MPa),稠化时间可调。经过两种堵漏作业的强化后，实验所用的三种不同尺寸楔板封堵层承压能力均超过18 MPa,抗返排能力超过6.5 MPa。以此为基础形成的多级承压堵漏技术在HK6井应用效果良好，一次性堵漏成功，承压能力提高5.5 MPa,耗时3 d,相比同区块前期漏失井的堵漏作业周期缩短80%～90%,大幅度缩减承压堵漏时间。     

缝洞型碳酸盐岩储层暂堵性堵漏配方研究

暂堵性堵漏是针对缝洞型储层漏失控制提出的新技术,具有堵漏剂粒度分布广、固相粒子架桥快速、形成的封堵层致密并可以双向承压等特点。人工制成了缝宽为150 μm的缝洞岩样,在暂堵性堵漏机理的基础上,优选了封堵150 μm缝宽裂缝的暂堵性堵漏材料,进行了"架桥粒子粒径"、"架桥粒子加量"和"变形粒子加量"的3因素3水平正交试验。试验结果表明,架桥粒子与裂缝宽度匹配关系为1∶1、架桥粒子体积分数为2.0%、变形粒子体积分数为1.5%是最佳复配组合。用端面为缝和端面为洞两类缝宽150 μm的缝洞人工岩样,进行了动态损害评价试验和酸溶解除滤饼试验。试验结果表明,优化配方均在3 min内形成暂堵率达99.999 9%的滤饼,其承压能力至少为12 MPa,自然返排恢复率大于65%,酸溶助排恢复率达85%以上,较好地实现了暂堵性堵漏目的。      

塔河油田碳酸盐岩储层恶性漏失空间堵漏凝胶技术

塔河油田10区某些碳酸盐岩储层段缝洞发育,且非均质性强、漏失空间大,常规桥堵技术很难实现有效封堵。聚合物凝胶易充填于漏失通道,通过自身交联强度以及与漏层壁面的黏结性实现有效封堵。以部分水解聚丙烯酰胺（HPAM）、六亚甲基四胺（HMTA）、对羟基苯甲酸甲酯（NIPAGIN）为核心处理剂,研制出了储层用抗高温堵漏凝胶。通过性能评价可知:该抗高温堵漏凝胶表观黏度在40~45 mPa·s范围内,140℃下成胶时间在4~10 h内可控;利用裂缝钢铁岩心（长5 cm）进行封堵能力评价,凝胶可有效封堵2~5 mm缝隙,封堵压力可达2.5 MPa,并在18 d内保持良好的封堵能力,22d后可实现自破胶返排;使用破胶剂可进一步提高破胶效率,在8 h内实现凝胶解除。该堵漏凝胶既可实现高效封堵,又能有效解堵,对储层段恶性漏失有着广泛的应用前景。      

高酸溶纤维堵漏剂的实验研究

裂缝性储层钻井完井液漏失及其引起的储层损害问题,严重制约裂缝性油气藏的钻探及高效开发。目前现场处理裂缝性储层钻井完井液漏失较常用的方法是桥接堵漏法,纤维是桥接堵漏材料的重要组成部分,但常用的纤维类堵漏材料酸溶性能较差,不能满足裂缝性储层酸化解堵的技术需要。为此,研制了一种高酸溶纤维堵漏剂SDSF,平均直径为10～30 μm,长度为3～12 mm,可根据工程需要调节,酸溶率达95%,抗温能力达150℃,在水基钻井液中分散性良好,耐碱性能优良。基于新型高酸溶纤维堵漏剂SDSF,协同高酸溶颗粒状桥接堵漏材料,实验优化了不同开度楔形裂缝的高酸溶纤维堵漏工作液配方,其承压能力可达10 MPa。高酸溶纤维堵漏技术为解决储层工作液漏失及解堵难题,提供了有效的技术方案。      

新型自降解堵漏剂封堵裂缝与保护储层特性评价

在裂缝性储层钻进过程中,既要封堵储层裂缝,还要兼顾完井后可解堵。针对常用暂堵类材料无法自降解,且封堵储层承压不足等问题,分析了一种新型环保自降解堵漏剂SDPF,并借助承压强度实验、傅里叶红外光谱仪、热重分析和扫描电镜（SEM）观测等方法,探讨了新型自降解堵漏剂SDPF的降解作用机理、承压堵漏和自解堵保护储层效果。实验结果表明,新型自降解堵漏剂SDPF在25 MPa下的承压破碎率小于5%;随温度升高其自降解率增大,酸性和碱性环境可促进其自降解作用,无机盐不影响其自降解作用。以SDPF为架桥颗粒,协同其它可酸溶堵漏材料,实验优化出适用于微米级和毫米级裂缝的自降解堵漏体系,该体系的封堵承压能力可达7.5 MPa ;泥饼清除和岩心返排恢复实验表明,自解堵后的岩心渗透率恢复值为85%以上,具有较好的承压堵漏与自解堵保护储层效果,可望解决裂缝堵漏与储层保护难以兼顾的技术难题。      

抗高温纤维强化凝胶颗粒堵漏剂

井漏是钻井过程中常见的复杂难题,针对常用聚合物凝胶堵漏剂抗温性能差、承压封堵能力弱的问题,通过分子结构设计,以丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸为单体,柔性纤维为强化材料,过硫酸铵为引发剂,通过与自制大分子交联剂BWL聚合反应,制备了一种新型抗高温纤维强化凝胶堵漏剂。研究了柔性纤维对凝胶堵漏剂流变性能的影响,通过扫描电镜、热重、承压堵漏实验等对凝胶堵漏剂的微观结构、热稳定性、吸水膨胀性和承压堵漏性能进行了研究。结果表明:柔性纤维增强了凝胶堵漏剂的空间网架结构,使其韧性更强;凝胶堵漏剂颗粒具有良好的热稳定性和吸水膨胀性,通过“吸水膨胀、挤压充填”的堵漏原理对漏失通道进行封堵,在140℃下对高渗透性漏失层的封堵承压高于7 MPa,对宽裂缝漏失通道封堵后承压高于5 MPa,可满足高温高压漏失地层中堵漏目的。      

抗高温纤维强化凝胶颗粒堵漏剂

井漏是钻井过程中常见的复杂难题,针对常用聚合物凝胶堵漏剂抗温性能差、承压封堵能力弱的问题,通过分子结构设计,以丙烯酰胺、甲基丙烯酸丁酯和2-丙烯酰氨基-2-甲基丙磺酸为单体,柔性纤维为强化材料,过硫酸铵为引发剂,通过与自制大分子交联剂BWL聚合反应,制备了一种新型抗高温纤维强化凝胶堵漏剂。研究了柔性纤维对凝胶堵漏剂流变性能的影响,通过扫描电镜、热重、承压堵漏实验等对凝胶堵漏剂的微观结构、热稳定性、吸水膨胀性和承压堵漏性能进行了研究。结果表明：柔性纤维增强了凝胶堵漏剂的空间网架结构,使其韧性更强;凝胶堵漏剂颗粒具有良好的热稳定性和吸水膨胀性,通过“吸水膨胀、挤压充填”的堵漏原理对漏失通道进行封堵,在140℃下对高渗透性漏失层的封堵承压高于7 MPa,对宽裂缝漏失通道封堵后承压高于5 MPa,可满足高温高压漏失地层中堵漏目的。     

自胶结堵漏技术研究与应用

为了解决裂缝性、缝洞性地层产生的恶性钻井液漏失问题,对这类漏失的堵漏开展了专项研究,形成了自胶结堵漏技术。该技术以胶结剂和膨润土为原料,采用“双液注浆法”的施工工艺,使堵漏浆滞留在漏失通道内,并发生化学反应,形成具有一定强度的固结体。室内研究结果表明,该堵漏浆具有密度低、黏度高的特点,在80℃下24 h抗压强度不超过11 MPa,有利于钻塞,固结时间可通过添加剂调节。针对裂缝性、缝洞性的恶性漏失,现场试验堵漏效果显著,为优质高效地进行钻井施工提供技术保障。      

昭通页岩气示范区井漏防治技术与实践

昭通页岩气示范区是我国页岩气勘探开发的重要有利区。受地面和地下条件的综合影响,作业区施工过程中存在着较为普遍的井漏情况,总体呈现了浅表层漏失、中深部直井段漏失和水平段漏失的“三段式”井漏特征。针对井漏风险预测难度大、高密度钻井液漏失严重等问题,浙江油田公司开展了孔隙压力和天然裂缝稳定性预测、水平段低密度钻井液防漏、可变形凝胶复合堵漏等技术措施的攻关。通过不同平台实钻情况的观察,验证了三维地质力学模型对于中深部裂缝性地层可能发生的井漏风险具有良好的预测能力。低密度防漏措施和可变形凝胶复合堵漏技术在YS112、YS131等多个井区进行了试验,通过合理降低钻井液密度、提升堵漏材料对微裂缝的可变形封堵能力,对水平段井漏起到了良好的预防和堵漏效果。结合昭通页岩气示范区地质条件特征,在井漏情况统计分析的基础上,对当前主要的井漏防治技术措施及相关工程实践进行了梳理和分析讨论,为示范区井漏防治技术的一体化发展提供了参考借鉴。     

昭通页岩气示范区井漏防治技术与实践

昭通页岩气示范区是我国页岩气勘探开发的重要有利区。受地面和地下条件的综合影响,作业区施工过程中存在着较为普遍的井漏情况,总体呈现了浅表层漏失、中深部直井段漏失和水平段漏失的“三段式”井漏特征。针对井漏风险预测难度大、高密度钻井液漏失严重等问题,浙江油田公司开展了孔隙压力和天然裂缝稳定性预测、水平段低密度钻井液防漏、可变形凝胶复合堵漏等技术措施的攻关。通过不同平台实钻情况的观察,验证了三维地质力学模型对于中深部裂缝性地层可能发生的井漏风险具有良好的预测能力。低密度防漏措施和可变形凝胶复合堵漏技术在YS112、YS131等多个井区进行了试验,通过合理降低钻井液密度、提升堵漏材料对微裂缝的可变形封堵能力,对水平段井漏起到了良好的预防和堵漏效果。结合昭通页岩气示范区地质条件特征,在井漏情况统计分析的基础上,对当前主要的井漏防治技术措施及相关工程实践进行了梳理和分析讨论,为示范区井漏防治技术的一体化发展提供了参考借鉴。