隨鉆防漏堵漏劑GSZ-1的研究與應用

蘇 鵬

（中國石油大慶鉆探工程公司鉆井技術生產(chǎn)服務一公司，黑龍江大慶163000）

1 概況

目前應用最廣泛的隨鉆防漏堵漏劑大多為橋接類防漏堵漏材料，其作用機理是通過架橋充填作用封堵漏失地層孔隙或裂縫，堵漏時堵漏劑對地層孔隙或裂縫依賴性較強，若堵漏劑顆粒粒徑與漏失地層孔喉直徑匹配不合理，將起不到有效的堵漏作用，只是在井壁外形成簡單的封門[1-2]。此類隨鉆防漏堵漏劑封堵范圍窄，防漏堵漏適應性較差。同時，各種類型的隨鉆防漏堵漏劑雖在一定程度上取得了較好的應用效果,但也存在對鉆井液流變性能影響大、對微裂縫地層封堵能力弱、酸溶性差等問題。多數(shù)隨鉆防漏堵漏材料酸溶率低，對儲層有潛在傷害，不利于儲層保護，且堵塞的抗壓強度不高，鉆井中可能因高壓差被再次壓漏，不適合應用于儲漏同層的漏失層[3]。

針對目前隨鉆防漏堵漏劑存在的上述缺點，提供一種堵漏效率高、不依賴于漏層孔隙及裂縫尺寸、酸溶率高、可用于滲透性、裂縫性非儲層及儲層隨鉆防漏堵漏的隨鉆防漏堵漏劑。

2 隨鉆堵漏劑GSZ-1研究及評價

2.1 隨鉆堵漏劑GSZ-1的研制及封堵機理分析

通過考察得到幾種酸溶性好的無定形材料、纖維材料、無機礦物材料及超微細膨脹材料。其中無定形材料由于其無定性，無需要求其顆粒粒徑與漏失地層孔喉直徑嚴格匹配，能夠適應不同形狀和尺寸的孔隙或裂縫，且抗壓強度高，同時具有架橋和充填的雙重功能。纖維材料能夠在堵漏漿中縱橫交錯，相互拉扯，在空隙或裂縫中形成封堵層，有效控制鉆井液漏失。超微細彈性膨脹材料本身具有良好的彈性和可變形性，吸水膨脹后的材料仍具有良好的彈性和可變形性，在壓差的作用下，小于地層孔隙尺寸或裂縫寬度的可膨脹顆粒進入孔隙后，可在地層流體作用下膨脹變形封堵漏失通道，大于地層孔隙尺寸或裂縫寬度的可膨脹材料可在壓差作用下被擠進空隙或裂縫，而后在恢復原形過程中封堵漏失通道，使其能夠適應不同形狀和尺寸的孔隙或裂縫。填充加固材料進入由無定形材料、超微細膨脹材料及纖維材料形成的封堵層微孔隙，有利于進一步降低封堵層的滲透率，增強封堵層的強度，提高封堵層的承壓能力[4]。通過上述4種材料的協(xié)同作用，使其在較大范圍內適應不同形狀和尺寸的孔隙或裂縫，一定程度上解決了漏層對防漏堵漏材料的選擇效應，使其具有較好的適應性，達到封堵范圍廣、封堵效果好的目的。同時，組份中材料以酸溶性材料為主，使得該防漏堵漏劑形成的封堵層能夠在酸化后被破壞而酸化解堵，達到保護儲層的目的，既可用于非儲層漏失又可用于儲層漏失。

2.2 隨鉆堵漏劑GSZ-1堵漏性能評價

實驗條件：壓力，0.7MPa，時間，30min，砂床，20～40目砂床；取聚合物淡水漿400mL，加入不同比例的新型隨鉆堵漏劑，測定浸入深度，使用儀器為FA無滲透砂床濾失儀。實驗結果如表1所示。

由表1～表3可知，加有隨鉆堵漏劑GSZ-1的堵漏鉆井液具有良好的堵漏效果，且該隨鉆防漏堵漏劑在各類鉆井液中均具有良好的適應性，新型隨鉆堵漏劑、常規(guī)隨鉆堵漏劑雖對10～20目、20～40目、40～60目砂床均具有良好的堵漏效果，但加有隨鉆堵漏劑GSZ-1的堵漏鉆井液的砂床浸入深度明顯小于加有常規(guī)隨鉆堵漏劑的堵漏鉆井液，尤其是對于10～20目砂床更為明顯。這表明GSZ-1對于大孔隙滲透性地層具有更強的封堵能力，且適應性更廣。

表1 聚合物淡水漿中堵漏實驗數(shù)據(jù)表

2.3 GSZ-1對鉆井液流變性的影響

表2 隨鉆防漏堵漏劑堵漏性能

表3 隨鉆防漏堵漏劑堵漏性能對比

室內評價了隨鉆堵漏劑與聚合物鉆井液、水平井水基鉆井液、深層水基鉆井液配伍性，測定了GSZ-1對鉆井液流變性能的影響，實驗結果如表4和表5所示。實驗結果表明，GSZ-1對鉆井液性能影響較小。且由表5可知，常規(guī)隨鉆堵漏劑對鉆井液流變性能影響較大，而常溫及150℃高溫老化后，GSZ-1對鉆井液的流變性能影響均較小，更適合隨鉆堵漏。

3 現(xiàn)場試驗

Q225井為一口定向采油井，設計井深1845m，采用聚合物鉆井液進行施工，上部漏失地層為四方臺組，該層位上部為雜色泥巖與雜色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、粉砂巖組成不等厚互層，下部為灰、棕紅色泥巖，間夾灰色泥質粉砂巖、粉砂巖。下部漏失地層為青山組，該層位為雜色泥巖與雜色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、粉砂巖組成不等厚互層。在第一次側鉆過程中，鉆至1457.2m，由于鉆遇漏層，鉆井液全部失返導致卡鉆，施工方?jīng)Q定套銑倒扣后重新側鉆，漏層防漏堵漏成為二次側鉆施工重點。在二次側鉆過程中，使用隨鉆堵漏劑GSZ-1鉆進，鉆進至井深1400m，泥漿密度1.23g/cm3，粘度55s，配制隨鉆堵漏漿鉆進，鉆進期間泥漿跑直通，鉆進期間滲漏1m3左右，漏層順利穿越，堵漏成功。

隨鉆堵漏劑GSZ-1通過現(xiàn)場驗證，表現(xiàn)出了較好的適應能力，在滲透性地層及微裂縫地層具有良好的防漏堵漏能力，有效地降低了漏失量，節(jié)約鉆井成本。

4 結論

（1）利用無定形材料、纖維材料、超微細彈性膨脹材料等研制了的一種高效儲保型隨鉆堵漏劑GSZ-1，該堵漏劑不依賴于地層空隙或裂縫尺寸，對不同孔隙的滲透性地層具有較好的封堵能力，適用范圍較廣。

表4 GSZ-1對鉆井液流變性的影響

表5 隨鉆堵漏劑堵漏與常規(guī)隨鉆堵漏劑對鉆井液流變性的影響對比

（2）隨鉆堵漏劑GSZ-1抗溫150℃，且對鉆井液的性能影響小，與不同類型鉆井液體系均有較好的適應性。

（3）現(xiàn)場應用結果表明，所研制的隨鉆堵漏劑GSZ-1能夠有效地封堵滲透性及微裂縫漏失地層、控制鉆井液漏失，減少井下復雜，降低事故發(fā)生率，節(jié)約了鉆井時間及鉆井成本。