涪陵页岩气田油基钻井液随钻堵漏技术

发布时间：2019-09-02 14:39

【摘要】：涪陵页岩气田焦石坝区块三开水平段采用油基钻井液钻进过程中,因堵漏材料与现场钻井液配伍性差导致堵漏成功率低、易复漏,针对该问题,研究了油基钻井液随钻防漏堵漏体系。基于"刚柔并济,变形封堵,细粒充填及限制渗透"的堵漏原理,通过室内试验,优选了JHCarb刚性堵漏剂、HIFlex变形颗粒与H-Seal弹性封堵剂,并配制了油基钻井液用随钻防漏堵漏体系。该体系与油基钻井液配伍性好,耐油耐温性能佳,可长时间在井浆中循环,预防渗透性漏失,封堵宽度小于3.0mm的裂缝,承压能力大于7 MPa。该体系在焦石坝区块页岩气水平井水平段油基钻井液钻进过程中进行了应用,有效防止了易漏地层的渗透性漏失,成功解决了钻进过程中漏速10.0m3/h左右的漏失问题。研究结果表明,该油基钻井液随钻堵漏技术能解决页岩地层的漏失问题,有效提高了地层承压能力,保证了固井作业顺利进行。
【图文】：

防漏堵漏,充填效果,体系,堵漏材料

钻，实现“小漏随钻堵，大漏高效堵”，能短时间恢复循环。因此，油基钻井液防漏堵漏的技术思路为［６－１０］：依据“刚柔并济，变形封堵，细粒充填及限制渗透”的堵漏原理，利用刚性封堵剂的刚性，使其在与其尺寸相匹配的裂缝中某个位置卡住，起到架桥作用，而具有可变形性的柔性粒子能减小填塞层的渗透性，相对较小粒径的弹性颗粒填充裂缝，并最终堵住裂缝，形成高强度的堵塞层，从而提高地层的承压能力，有效降低和防止堵漏材料的返吐，防止钻完井等后续作业时发生漏失。随钻防漏堵漏体系的理想充填效果如图１所示。图１随钻防漏堵漏体系理想充填效果Ｆｉｇ．１Ｉｄｅａｌｆｉｌｌｉｎｇｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｏｆｔｈｅｐｌｕｇｇｉｎｇｗｈｉｌｅｄｒｉｌｌｉｎｇｓｙｓｔｅｍ２随钻防漏堵漏材料的选择按照上述防漏堵漏的技术思路，从材质、粒径和加量３方面对防漏堵漏材料进行选择。１）材质选择。选择随钻堵漏材料最重要的一点是，要求堵漏材料与油基钻井液无明显的化学作用，对钻井液性能无影响，且具有一定的耐水、耐油、耐温能力；同时，还可以配合选择使用不同形态、不同软硬程度、不同粒径或者有弹性的材料。刚性、可变形和弹性堵漏材料的主要性能要求为：ａ）刚性堵漏材料为随钻防漏堵漏体系的主要架桥粒子，，在优选该类材料时，除了对其粒径有一定的要求以外，还要考虑其在钻井液中的悬浮稳定性和承压能力，所以要综合考虑材料的抗压强度和密度；ｂ）可变形堵漏材料为柔性堵漏材料，能在温度作用下产生一种可塑性高强凝胶，具有一定的变形能力，挤入裂缝后能随着裂缝的形状改变填塞漏层缝隙，减小填塞层的渗透性，有效阻止钻井液向地层漏失；ｃ）弹性堵漏材料为封堵微裂缝和

堵漏材料,封堵,裂缝宽度,堵漏剂

第４５卷第３期舒曼等．涪陵页岩气田油基钻井液随钻堵漏技术１．００∶０．１５；四颗粒相接架桥模型中，４种不同粒径级别的颗粒配合使用，粒径比应满足１．００∶０．４０∶０．１０∶０．０５。随钻防漏堵漏材料的粒径可大致分为５０～１５０μｍ、１５０～２５０μｍ、１０００～１４００μｍ和２０００～２５００μｍ等４个级别。３）加量选择。Ｒ．Ｃａｅｎｎ等人［１３］介绍了堵漏材料在钻井液中的加量与封堵裂缝的最大闭合尺寸的关系（见图２），钻井液中堵漏材料的加量越大，架桥的孔洞就越大，且颗粒类材料比片状和纤维类材料效果更好，但颗粒材料需具有较高的强度，封堵宽度小于３．０ｍｍ裂缝堵漏材料的加量不许超过１５％。图２堵漏材料加量对封堵裂缝宽度的影响Ｆｉｇ．２Ｉｍｐａｃｔｏｆｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓｏｆｐｌｕｇｇｉｎｇｍａｔｅｒｉ－ａｌｓｏｎｓｅａｌｉｎｇｃｒａｃｋｗｉｄｔｈｓ基于以上原则，结合室内试验结果，从亲油性、抗温性、承压能力等多方面的综合考虑，笔者选择了刚性堵漏剂ＪＨＣａｒｂ、柔性堵漏剂ＨＩＦｌｅｘ和弹性封堵剂Ｈ－Ｓｅａｌ来配制油基钻井液随钻防漏堵漏体系，各堵漏剂的基本性能见表１。表１３种堵漏剂的基本性能Ｔａｂｌｅ１ＴｈｅｂａｓｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｔｈｒｅｅＬＣＭｓ类型代号粒径／μｍ特点刚性堵漏剂ＪＨＣａｒｂ１５０５０～１５０ＪＨＣａｒｂ２５０１５０～２５０ＪＨＣａｒｂ１４００１０００～１４００抗温＞１０００℃，常温下抗压能力为１６ＭＰａ，一旦多颗粒形成架桥就具有相当强的抗压能力柔性
【作者单位】：非常规油气湖北省协同创新中心(长江大学);荆州嘉华科技有限公司;中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司;
【基金】：国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发及勘探评价”之子课题“涪陵页岩气水平井钻井液及固井技术研究”(编号:2016ZX05060-015)资助
【分类号】：TE254

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