复杂漏失地层堵漏技术现状及发展方向

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1、▲▲油气勘探与开发复杂漏失地层堵漏技术现状及发展方向王中华1，2(1.中国石化中原石油勘探局，河南濮阳457001；2.中石化中原石油工程有限公司钻井工程技术研究院，河南濮阳457001)摘要井漏不仅是钻井过程中的普遍现象，且是制约安全、快速钻井的重要因素之一。围绕解决复杂漏失地层有效封堵问题，在漏失和堵漏机理、堵漏材料、堵漏效果评价仪器、堵漏和找漏工具，以及复杂漏失地层堵漏配方设计及堵漏工艺等方面开展了大量研究，尤其针对裂缝型、孔洞型复杂漏失，研究应用了凝胶聚合物复合堵漏材料及堵漏方法，有效解决了堵漏材料在漏失通道中的驻留能力，提高了堵漏一次成功率

2、，特别是膨胀管堵漏技术的初步应用，为应对复杂漏失提供了有效手段。由于漏失的复杂性和不可预见性，目前复杂漏失地层堵漏还存在不少问题，如缺乏专用高效材料与方法、防漏效果及堵漏一次成功率低、漏点或漏型判断或识别不准确、缺乏可以有效模拟现场情况的评价手段、漏失机理及堵漏机理研究与现场存在差距等。针对存在问题，围绕提高复杂漏失地层堵漏一次成功率，需要从漏失机理和堵漏机理、应对复杂漏失的有效手段、能够模拟现场情况的室内评价方法、准确判断漏失类型和漏点，以及裂缝和溶洞等复杂漏失堵漏材料与堵漏工艺等方面开展研究。同时，提高对防漏堵漏的认识，一并考虑防漏堵漏和井壁稳定

3、，通过预防来减少井漏发生的几率。在堵漏材料的选择上，不能只看材料价格，更要重视材料的针对性和实际效果，要认识到制定科学堵漏施工方案的重要性。关键词钻井堵漏技术复杂漏失裂缝型漏失孔洞型漏失堵漏材料漏失及堵漏机理1前言钻井过程中，井漏不仅是普遍现象，而且是制约安全钻井的重要因素，时常会因为发生裂缝型、孔洞型等复杂漏失而造成巨大损失。实践表明，常规的桥塞堵漏材料在处理裂缝型、孔洞型等复杂漏失时，尽管效果较好，但仍然存在局限性：一是堵漏材料颗粒粒径与地层裂缝或孔隙的匹配问题难以准确把握，二是堵漏材料在井筒周围的漏层驻留能力差，易与地层流体相混，堵漏浆很难在井

4、筒周围形成足够强度的封堵体，降低堵漏效果，堵漏一次成功率较低。为此，近年来国内外针对钻遇不同地层的不同漏失情况，在复杂漏失地层堵漏技术研究与应用方面开展了大量工作，取得了长足发展，尤其是聚合物凝胶堵漏材料的成功应用，为裂缝型、孔洞型等复杂漏失的封堵提供了有效途径[1，2]。国外采用一种特定颗粒材料与不同尺寸结晶状聚合物的混合体，水化后大幅膨胀，几小时内就能封堵非常严重的大漏失[3]。国内采用不同组成的复合堵漏材料，在双庙101井[4]、河坝1井[5]、龙深1井[6]、C2872井[7]和金鸡1井[8]等复杂漏失堵漏施工中，均取得较好效果。在实践经验

5、基础上，逐步形成了以聚合物凝胶堵漏剂与其他材料组成的高效复合堵漏材料和配套的堵漏工艺技术[9～13]，促进了复杂漏失地层防漏堵漏技术的进步，为安全、快速、高效钻井提供了有效保证。本文结合近十多年来国内外有关文献，在实践的基础上，简要介绍复杂漏失地层堵漏技术研究与应用情况，并分析存在的问题，指出了发展方向。2堵漏技术研究应用现状2.1漏失及堵漏机理研究开展堵漏及漏失机理研究，对于指导堵漏材料本文作者系本刊编委会委员。基金项目：本文系国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”课题二：高含硫气藏超深水平井钻完井技术，项目编号：2011ZX05017-002

6、。作者简介：王中华，教授级高级工程师，享受国务院政府特殊津贴，1985年毕业于郑州大学化学系，现任中原石油勘探局副总工程师，主要从事精细化工和油田化学研究工作。E-mail：zpebwzh@126.com和堵漏工艺的研究，以及现场堵漏作业，提高堵漏效率具有重要意义。在机理研究上，通常可从裂缝型漏失和缝洞型漏失两种类型考虑，但两种类型有时并无明确区别，时常出现共存。2.1.1漏失机理①裂缝型漏失。裂缝型漏失通常由于天然裂缝和诱导裂缝而产生。地层中天然裂缝分布和发育不均匀，有直线、曲线及波浪等不同形态，表面或光滑或粗糙，缝长从几厘米到几千米，缝宽通常10

7、～200μm，最常见的为10～50μm，裂缝倾角范围为0～90°。裂缝在地层中可张开也可闭合，为充填或无充填或不完全充填。当钻井液液柱作用于井壁地层的动压力超过地层裂缝内流体压力，且井壁与裂缝系统连通时，会发生天然裂缝型漏失。其漏失程度取决于井筒动压力与地层孔隙压力的差值、天然裂缝的发育程度及连通状况，以及裂缝宽度、长度、漏失通道内流体的流变性等。虽然有时地层中天然裂缝系统与井筒并未连通，但一旦产生诱导裂缝，因诱导裂缝将天然裂缝与井筒连通而发生严重漏失。诱导裂缝的形成包括两个方面，一是当外力大于地层岩石破裂压力时，使岩石破碎形成裂缝；二是当外力造成闭

8、合裂缝的重新开启形成裂缝。当井筒内动压力高于地层破裂压力时，将导致地层压裂形成裂缝或闭合裂缝开启而产生裂缝型