1、高效堵漏劑的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用1目錄1、前言2、井漏原因分析3塔河油田常用堵漏方法及工藝21、前言堵漏問(wèn)題一直困擾著我分公司各工區(qū)鉆井速度，多年來(lái)未取得突破性進(jìn)展，到目前為止，各工區(qū)還沒(méi)有快速有效的堵漏材料和成熟的堵漏技術(shù)工藝，如新疆工區(qū)用于鹽下井的堵漏時(shí)間一般在40天以上，據(jù)統(tǒng)計(jì)2005年塔河油田共布鹽下井26口，其中由于設(shè)計(jì)和其它原因改變井身結(jié)構(gòu)的7口井外，其余19口井進(jìn)行了承壓堵漏作業(yè)，由于所處區(qū)塊不同，一次性堵漏成功的井只有5口井，14口井都不同程度進(jìn)行了反復(fù)堵漏，有的井承壓堵漏時(shí)間長(zhǎng)達(dá)三個(gè)月；截止2006年，在西南工區(qū)的馬井地區(qū)已完鉆井的48口井中，有20口井發(fā)生漏失，其中16口井漏失嚴(yán)重，在

2、中江、合興場(chǎng)以及其他地區(qū)都不同程度發(fā)生了井漏。總之無(wú)論在我分公司的哪個(gè)區(qū)塊，由于井漏原因，都給施工帶來(lái)巨大損失，不僅耗時(shí)長(zhǎng)、費(fèi)用高，而且勞動(dòng)強(qiáng)度大，嚴(yán)重制約鉆井速度。因此，對(duì)不同的漏失層盡快尋找有效的堵漏配方和工藝勢(shì)在必行。以新疆工區(qū)的TK1104井、S1123井、S1193井、S112-1井和西南工區(qū)的龍深1井、江沙9井、馬蓬38井等井為基礎(chǔ)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工情況不斷分析、總結(jié)，根據(jù)高失水堵漏機(jī)理，利用高失水堵漏材料，通過(guò)室內(nèi)、外配方試驗(yàn)，配制抗高溫抗鹽高效堵漏劑；利用高失水特性，堵漏漿液在壓差的作用下，漿液中的水迅速濾失，而漿液中的纖維等固相物質(zhì)滯留在井壁和裂縫內(nèi)，快速形成具有一定強(qiáng)度的濾餅封

3、堵漏層孔隙通道，且具有膨脹性（物理作用及化學(xué)反應(yīng)），堵層致密厚實(shí)，達(dá)到堵漏的目的；還從堵漏材料的選擇、配方、堵漏（包括承壓堵漏）工藝技術(shù)及應(yīng)用出發(fā)；同時(shí)根據(jù)地層特點(diǎn)、工藝要求、存在問(wèn)題、進(jìn)行配方試驗(yàn)以及現(xiàn)場(chǎng)操作，研制出了性能穩(wěn)定，操作過(guò)程中不堵塞鉆具，安全快速的堵漏劑。32、井漏原因分析2.1 地層因素塔河地區(qū)經(jīng)歷過(guò)多次構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，發(fā)生過(guò)多期巖溶作用，構(gòu)造變形較強(qiáng)，是裂縫發(fā)育的有利部位。油氣藏縱向分布層位多，主要儲(chǔ)油層位為奧陶系、石炭系、志留系，呈多層系的復(fù)式油氣聚集特征。通過(guò)實(shí)鉆表明，該區(qū)鹽下井自鹽膏層頂部裸眼井段長(zhǎng)達(dá)2000多米，地層承壓能力相對(duì)較低，例如S112-3井地破試驗(yàn)測(cè)得二疊系地層

4、承壓當(dāng)量密度只有1.35g/cm3，鄰井TK1104井相應(yīng)的地層只有1.4g/cm3，相對(duì)鹽膏層防蠕變需鉆井液密度高達(dá)1.73g/cm3左右，顯然如不進(jìn)行承壓堵漏，必然會(huì)發(fā)生失返性漏失，必須進(jìn)行承壓堵漏作業(yè)。川西地區(qū)主要是地層孔隙-微裂縫-裂縫較發(fā)育，整個(gè)構(gòu)造地層承壓能力低，存在漏失通道，且地層出水，堵漏作業(yè)時(shí)堵漏漿容易被稀釋，嚴(yán)重影響堵漏效果，同時(shí)地層破裂壓力低，易被壓裂，誘導(dǎo)裂縫在泄壓時(shí)可閉合，出現(xiàn)井漏返吐。42.2 人為因素承壓堵漏過(guò)程中，由于人為將地層加大壓力使地層裂縫啟開(kāi)，鉆井液便迅速擠入地層裂縫并沖刷和擴(kuò)展裂縫，即使后來(lái)把壓力降下來(lái)，裂縫也不會(huì)完全閉合，如果沒(méi)有適合的堵漏材料充填壓

5、實(shí)于裂縫，井漏一般將繼續(xù)發(fā)生，例如馬蓬38井，漏失壓力當(dāng)量鉆井液密度低至1.06 g/cm3，而現(xiàn)場(chǎng)使用的鉆井液密度為1.20 g/cm3,從而導(dǎo)致井漏。這也是各井漏發(fā)生后要經(jīng)過(guò)多次堵漏的原因之一。52.3 塔河油田承壓堵漏地層的確定根據(jù)實(shí)鉆資料及地質(zhì)錄井、測(cè)井資料表明，在新疆工區(qū)最有可能發(fā)生井漏的井段為：1133/8套管鞋處及白堊紀(jì)系K1KP、T3h組砂巖集中井段；2三疊系砂巖集中井段；3二疊系及不整合接觸面，一般為裂縫或破裂地層，這是主漏層，一般會(huì)發(fā)生失返性漏失；4石炭系細(xì)砂巖和地層不整合接觸面，雙峰灰?guī)r段，據(jù)最近所鉆S112-3井情況顯示，鹽膏層下泥巖段也有可能發(fā)生漏失；在以上井段中，套

6、管鞋處、二疊系最易壓漏，是堵漏的重點(diǎn)。含礫砂巖層段也有可能壓漏。在西南工區(qū)最有可能發(fā)生井漏的井段為Q、N、K2J和蓬來(lái)鎮(zhèn)組。63、塔河油田常用堵漏方法及工藝3.1橋接材料堵漏法目前在各個(gè)區(qū)塊井承壓堵漏一般使用的是橋接材料堵漏，將不同形狀（顆粒、片狀、纖維狀）和不同尺寸（粗、中、細(xì)）的惰性材料，以不同配方混合于鉆井液中，通過(guò)井口施壓，將堵漏漿憋入地層，在井壁縫隙內(nèi)部形成橋堵，達(dá)到承壓堵漏的目的。73.1.1堵漏機(jī)理利用井漿做攜帶液，將惰性硬堵材料通過(guò)混合漏斗或攪拌器均勻加入攜帶液之中配成堵漏液。用泥漿泵送至漏層處，關(guān)井憋擠，在壓力作用下將堵漏液擠入漏層中，再靜止一段時(shí)間后使其在裂縫中形成緊密的楔

7、塞而堵住漏層。83.1.2 常用配方砂巖集中井段：橋堵材料加入濃度25-30% 井漿+3-4%SQD-98+3-4%核桃殼（粗）+5-7%核桃殼（細(xì)）+1-2%棉子殼+5-6%云母+2-3%鋸末+2%CXD+1%PB-1+2%QS-2不不整合接觸面：堵漏材料加入濃度 28-32%井漿+3-5%SQD-98+6-8%核桃殼（粗）+4-6%核桃殼（細(xì)）+2-3%棉子殼+5-6%云母+2-3%鋸末+2%CXD+1%PB-1+2%QS-2含礫和物性好的砂巖段：堵漏材料加入濃度 20-25%井漿+2-3%SQD-98+4-5%核桃殼（中粗）+2-3%SQD-98（細(xì)）+3-4%核桃（細(xì)）+1-2%鋸末+

8、1-2%棉子殼+3-4%云母+1%PB-1+1-2%CXD配置原則：根據(jù)地層特點(diǎn)和物性狀況，選擇堵漏材料的級(jí)配和質(zhì)量分?jǐn)?shù)，粗、中、細(xì)（大、中、小）搭配及濃度的確定。配置順序：上述橋堵材料中，除云母為無(wú)機(jī)材料外，其他多為有機(jī)材料，易受井內(nèi)高溫影響，通過(guò)對(duì)單個(gè)材料室內(nèi)試驗(yàn)可知：CXD加入堵漏漿后增粘作用大，應(yīng)在最后加入，且在高溫（100攝氏度）后又降解；果殼在井內(nèi)高溫條件下容易產(chǎn)生上浮，使堵漏漿不能按預(yù)定的濃度發(fā)生作用，應(yīng)配好后立即使用。93.1.3 施工工藝1）將井漿循環(huán)均勻，做好各種承壓堵漏準(zhǔn)備工作；2）根據(jù)本井資料確定漏失層位，確定相應(yīng)的堵漏配方及方案，包括封堵段長(zhǎng)、堵漏漿量、替漿量等；3）

9、按配方用井漿配制堵漏漿，加重，以減少井口憋擠壓力。4）下光鉆桿至封堵層段底部，開(kāi)泵打入堵漏漿并替漿到位，提鉆至封堵層段堵漏漿上部；重復(fù)以上步驟直至將幾種堵漏漿打、替完為止；5）檢查好循環(huán)系統(tǒng)所有管線閘門(mén)后關(guān)井打壓憋擠堵漏漿。6）制定關(guān)井憋壓措施，確定最高憋擠壓力、憋擠量和靜止憋壓時(shí)間。7）.關(guān)井后，小排量最好從環(huán)空憋擠（15升/秒）憋壓。8）.根據(jù)憋擠量確定第一次憋壓壓力，確保堵漏漿憋入地層（第一次總擠入量應(yīng)在20-30立方米為宜）。9）.根據(jù)憋擠量確定靜止時(shí)間，再逐步提高憋壓值直至達(dá)到設(shè)計(jì)要求，達(dá)到承壓堵漏目的。10）.堵漏成功后緩慢泄壓，篩出堵漏材料，進(jìn)行鉆井液調(diào)整轉(zhuǎn)型。103.1.4 現(xiàn)

10、場(chǎng)使用情況以新疆工區(qū)施工的TK1104井、S1123井、S1193井、S112-1井等井為例，都是相鄰井，由于所鉆遇鹽膏層上部二疊系地層裂縫發(fā)育，使用橋堵材料進(jìn)行堵漏，TK1104井進(jìn)行了九次承壓堵漏作業(yè)，耗時(shí)近三個(gè)月，S1123井進(jìn)行了七次堵漏作業(yè)，耗時(shí)近兩個(gè)月，S1121井進(jìn)行了五次堵漏作業(yè)，耗時(shí)近兩個(gè)月，S1193井也進(jìn)行了七次堵漏作業(yè)，耗時(shí)近兩個(gè)月；在西南工區(qū)的的龍深1井共計(jì)堵漏31次（其中包括其他的一些堵漏方法），也耗時(shí)幾個(gè)月。113.1.5 橋堵材料承壓堵漏失敗原因分析（1） 堵漏材料的級(jí)配不適應(yīng)地層需要太大的顆粒在井壁表面形成架橋，進(jìn)不了漏失通道，而是在井壁表面處“封門(mén)”，很容易

11、被鉆柱在起下鉆過(guò)程中刮掉，使堵漏失敗，造成同一井段重復(fù)堵漏。堵漏成功的關(guān)鍵是讓更多的橋堵材料進(jìn)入到漏層通道中，形成架橋，堵住漏層，阻止井漿進(jìn)一步進(jìn)入到漏層孔隙中，達(dá)到堵漏的目的。12（2） 堵漏材料的濃度不適應(yīng)地層需要堵漏成功不僅取決于顆粒的大小等級(jí)，而且也決定于堵漏漿中堵漏材料的濃度。濃度過(guò)低，堵漏材料在漏層孔隙中不能形成橋堵，而是進(jìn)一步向前運(yùn)移，達(dá)不到堵漏的目的；濃度過(guò)高浪費(fèi)材料，同時(shí)也給施工帶來(lái)困難，嚴(yán)重的還會(huì)造成管線的堵塞，開(kāi)泵憋破高壓管線等。13（3） 堵漏施工工藝不合理a、施工中，沒(méi)有將地層憋開(kāi)，堵漏漿不能憋入地層或深度不夠，僅僅在井壁表面形成封門(mén)，使堵漏失敗。b、施工中，堵漏漿憋

12、入量不夠，不能將地層裂縫填實(shí)，在鉆進(jìn)過(guò)程中造成顆粒繼續(xù)運(yùn)移，使堵漏失敗。c、施工中，憋壓壓力的控制，靜止觀察時(shí)間、開(kāi)泵速度等諸因素，都對(duì)堵漏的成功有影響。14（4） 溫度對(duì)堵漏材料的影響由于目前橋接堵漏材料大多數(shù)是有機(jī)物，而承壓堵漏的井段井深超過(guò)五千米，井內(nèi)溫度較高，超過(guò)100攝氏度，通過(guò)地面對(duì)常用堵漏劑進(jìn)行高溫實(shí)驗(yàn)可知：CXD在常溫下可增粘，但溫度超過(guò)100攝氏度，發(fā)生降解并產(chǎn)生氣泡；果殼類(lèi)在高溫下上浮分層。S112-3井在施工過(guò)程中也發(fā)現(xiàn)果殼上浮現(xiàn)象，導(dǎo)致濃度級(jí)配不合理，達(dá)不到堵漏的效果。15由此可見(jiàn)，目前采用的橋接材料進(jìn)行承壓堵漏由于受諸多因素的影響，造成堵漏成功上的困難，使多次堵漏失敗

13、，從而造成人力、物力、時(shí)間上的巨大浪費(fèi)。163.2 高濾失漿堵漏法高濾失漿堵漏法是目前使用最普遍，成功率最高的堵漏方法，它是利用改性石棉等高濾失材料經(jīng)過(guò)復(fù)配而成，如DTR、Z-DTR、3H等，使用清水作攜帶液配制成堵漏漿，將漿液泵入井內(nèi)漏層處，進(jìn)行堵漏的一種方法。173.2.1 堵漏機(jī)理利用高失水特性，堵漏漿液在關(guān)井憋擠壓差的作用下，漿液中的水迅速濾失，而漿液中的纖維等固相物質(zhì)滯留在井壁和裂縫內(nèi)，快速形成具有一定強(qiáng)度的濾餅封堵漏層孔隙通道，達(dá)到堵漏的目的。183.2.2 現(xiàn)場(chǎng)使用情況在塔河施工的TK1104、S112-3、S119-3井等在使用橋接材料堵漏無(wú)效的情況下，使用了3H高失水堵漏漿進(jìn)

14、行堵漏作業(yè)，取得了一些經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，在深井中使用3H高失水堵漏材料操作難度大，一旦某環(huán)節(jié)出現(xiàn)稍許的誤差，就有可能造成事故。1）TK1104井，該井在第八次堵漏過(guò)程中，使用了3H高失水堵漏劑，其配方為：清水+32%3H+4%粗果殼+加重劑至密度1.63g/cm3，配漿總量50M3，封堵二疊系井段，由于3H漿液懸浮性差，在泵漿時(shí)中間靜止了數(shù)分鐘，導(dǎo)致鉆桿堵塞達(dá)1800多米，使此次堵漏失敗； 2）S112-3井是在該井第三次堵漏中,使用了3H封堵二疊系失返性漏層，在配置3H堵漏液時(shí)，雖然加入了CMC用于改善懸浮性，但在泵入到目的層后，往上提鉆過(guò)程中，由于噴漿，速度減慢，也差點(diǎn)堵死鉆桿，后來(lái)及時(shí)采取措施，

15、才將鉆桿憋通；在下鉆通井后，通井試壓井口壓力可以達(dá)到6.19MPa，相當(dāng)于井底承壓當(dāng)量密度為1.73g/cm3，但僅相隔兩天后又發(fā)生失返性漏失，分析還是二疊系漏失，說(shuō)明此次堵漏還是沒(méi)有成功，后因現(xiàn)場(chǎng)沒(méi)有足夠的3H材料，沒(méi)有再次進(jìn)行試用。193.2.3 施工工藝以S112-3井為例，主要封堵二疊系漏層，在使用3H高失水堵漏劑前，走訪了鄰井TK1104井使用3H情況，吸取了TK1104井堵鉆桿的教訓(xùn)，主要針對(duì)其懸浮性和失水性進(jìn)行了大量室內(nèi)試驗(yàn)，其結(jié)果見(jiàn)下表1、表2：20表1 3H堵漏材料在不同配方條件下的懸浮情況序號(hào)配方現(xiàn) 象1清水+203H手工攪拌，迅速分層，在30s內(nèi)基本分層，水層約為33，上

16、面水清2清水+253H手工攪拌，迅速分層，在1min內(nèi)基本分層，水層約為30，上面水清3清水+303H手工攪拌，迅速分層，在1.5min內(nèi)基本分層，水層約為30，上面水清4清水+25%3H+0.05%CMC手工攪拌，分層較迅速，在7min內(nèi)基本分層，分出水層為2730，上面水有點(diǎn)渾濁5清水+253H+0.1%CMC手工攪拌，分層較慢，在8min內(nèi)基本分層，分出水層為2528，上面水渾濁6清水+25+3H+0.15%CMC手工攪拌，分層較慢，在10min內(nèi)基本分層，分出水層為2528，上面水渾濁21 從試驗(yàn)結(jié)果可看出：3H原漿懸浮性很差，加入CMC后，分層速度明顯減慢，說(shuō)明CMC對(duì)3H材料的懸浮

17、能力有一定程度的改善。通過(guò)高攪，分層速度更加明顯減慢。22 表2 3H堵漏材料在不同配方和攪拌轉(zhuǎn)速下的全失水情況序號(hào)配方攪拌時(shí)間攪拌轉(zhuǎn)速全失水時(shí)間1清水+253H5min6000r/min32s2清水+253H+0.15CMC5min2000r/min5min3清水+253H+0.15CMC5min4000r/min11min4清水+253H+0.15CMC5min4000r/min42min5清水+253H+0.15CMC5min6000r/min49min6清水+253H+0.15CMC+4核桃殼（中粗）5min4000r/min14min7清水+253H+0.15CMC+4云母5min4

18、000r/min14min8清水+253H+0.15CMC+4鋸末5min8000r/min2h9清水+253H+0.10CMC +3云母+3核桃殼5min8000r/min77min23說(shuō)明：上述配方配制好后都加重至1.45g/cm3。上面實(shí)驗(yàn)情況可以看出，通過(guò)加入CMC后，其全失水時(shí)間和懸浮能力得到明顯改變，全失水時(shí)間為未加CMC的數(shù)倍。同時(shí)在相同配方條件下由于高攪轉(zhuǎn)速不同，其全失水時(shí)間明顯不同，轉(zhuǎn)速越高，其全失水速度越慢。但使用CMC 在增強(qiáng)其懸浮能力的同時(shí)，大大降低了其全失水速度，影響其高效堵漏的作用。為改善3H堵漏漿的懸浮性，選用表2中的9號(hào)配方作為入井堵漏漿配方；24（1）、按試驗(yàn)后確定的配方：清水+0.1%CMC+25%3H+3%核桃殼+3%云母, 總濃度31%，配堵漏漿14立方，然后加重至1.53-1.54g/cm3，其大樣試驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3：其懸浮性3min內(nèi)不分層淅水，失水超過(guò)了預(yù)期