耐溫承壓堵漏劑的研究進(jìn)展

潘一，李長平，張立明，楊雙春，孫孟瑩，HANY MEDHAT ABDELAZIZ ABOULEILAH

(1.遼寧石油化工大學(xué) 石油天然氣工程學(xué)院，遼寧 撫順 113001； 2.大慶油田有限責(zé)任公司第七采油廠工程技術(shù)大隊機(jī)采室，黑龍江 大慶 163000)

堵漏劑在減少漏失量、提高地層穩(wěn)定性、縮短鉆井時間和降低鉆井成本等方面發(fā)揮著重要的作用，且現(xiàn)有的堵漏劑已經(jīng)有效地解決了常規(guī)性漏失問題，在現(xiàn)場應(yīng)用時也取得了較好的封堵效果，如法國石油研究院的Zaitoun等[1]研制的可膠凝聚合物堵漏劑，其不需加交聯(lián)劑也可在地層裂縫中架橋、吸附起到降低漏失量的目的；菲利普斯公司(Phillips)[2]以碎紙屑、石灰、硅藻土為原料組成的高失水堵漏材料Diaseal M，其施工簡便、成功率高、效果明顯，在各地數(shù)千口井均取得較好的堵漏效果；國外學(xué)者EI-SAYED M[3]以特定的顆粒狀材料和結(jié)晶狀聚合物為原料組合而成的膨脹類堵漏材料Poly Block，利用其遇水膨脹特性，可適用于封堵嚴(yán)重性漏失地層，成功解決了埃及尼羅河三角洲地區(qū)漏失問題。國內(nèi)學(xué)者趙啟陽等[4]研究的新型可固化堵漏劑GHJ，具有觸變性好、承壓能力高(達(dá)10 MPa)、固化性強(qiáng)、資源豐富、成本低、施工過程簡便、應(yīng)用范圍很廣泛等優(yōu)勢。但隨著高溫高壓井的不斷增多，研制出耐溫耐壓性堵漏劑是目前亟待解決的問題。

本文調(diào)研了大量相關(guān)文獻(xiàn)，綜述了橋接型、高失水型、暫堵型、膨脹類、可固化型和復(fù)合型這6種堵漏劑，分析了它們的優(yōu)缺點以及應(yīng)用現(xiàn)狀，并提出了今后的研究方向，以期為更多從事相關(guān)研究的人員提供理論參考。

1 橋接類堵漏劑

橋接類堵漏材料主要分為顆粒狀(核桃殼、橡膠粒、硅藻)、纖維狀(鋸末、棉纖維、亞麻纖維)和片狀(云母片、谷殼末)三類材料，采用以上一種或幾種惰性橋接材料與添加劑混合，形成的堵漏劑具有成本低、使用方便、資源豐富、操作安全等優(yōu)勢，且適用封堵各種類型的裂縫和孔隙性漏失。

A Khaled Mansour等[5]研制了一種由陰離子形狀記憶聚合物為原料組成的新型智能堵漏材料，形狀記憶聚合物(SMPs)是一種能夠變形并固定成臨時形狀的聚合物，當(dāng)受到特定的外部刺激(如光、磁場、溫度、濕度或pH)時，它才能恢復(fù)到原來的形狀。因此智能堵漏劑能在特定溫度下進(jìn)行形狀、橋梁和膨脹的變化，使其密封大裂縫，起到防漏堵漏作用。但形狀記憶聚合物堵漏材料大部分應(yīng)用還處于室內(nèi)研究階段，現(xiàn)場應(yīng)用還需要對其機(jī)械強(qiáng)度和化學(xué)穩(wěn)定性進(jìn)一步研究，以滿足高溫高壓等復(fù)雜地層情況。

Nasiri Alireza等[6]以RIA-X、RIPI-LQC、RIPI-LQF和RIA-G為原料合成的新型環(huán)保堵漏劑，其環(huán)保性極強(qiáng)，RIA-X中含有豐富的極性糖蛋白(Glycoprotein)和胞外多糖(EPS)，黏彈性較好；RIPI-LQ由麻葉蕁麻(Urtica Cannabina)的多年生植物制成，該植物的性能受研磨方法和粒徑分布的影響，且烘干該植物所耗的熱量將直接影響橋堵性；RIA-G 是小麥麩皮和胚芽制成，易于壓縮，導(dǎo)熱系數(shù)為0.067，其微小顆?？沙涮罴軜蛟谛】紫吨?，從而進(jìn)一步降低漏失量。該堵漏劑可處理常規(guī)固井或泡沫鉆井無法解決的嚴(yán)重井漏問題，應(yīng)用前景廣闊。

艾正青等[7]研制的新型隨鉆堵漏材料GYD，選用的骨架材料為多面鋸齒狀的金屬顆粒，其分散穩(wěn)定性好，GYD顆粒在煤油中靜置5 min后仍維持澄清狀態(tài)，無聚集沉降現(xiàn)象，且150 ℃老化48 h后，ρ差0.03 g/cm3以下，工作液TSI穩(wěn)定指數(shù)≤1。研究表明，GYD承壓強(qiáng)度達(dá)25 MPa，莫氏硬度增大約2倍(在5～6之間)，酸溶率大于90%。GYD在塔里木油田致密砂巖氣藏達(dá)到防漏堵漏效果。

蘇鵬等[8]以纖維材料、無機(jī)礦物材料、超微細(xì)彈性膨脹材料、可變形材料合成的隨鉆防漏堵漏劑GSZ-1，其酸溶率高，酸化后封堵層被破壞，達(dá)到酸化解堵目的，進(jìn)而保護(hù)了儲層。結(jié)果表明，GSZ-1適用范圍廣，儲層/非儲層漏失均可使用；150 ℃高溫老化后，與鉆井液的配伍性強(qiáng)且鉆井液流變性變化極小，可用作隨鉆堵漏。該實驗具有較強(qiáng)的針對性，但缺抗壓強(qiáng)度實驗，筆者建議進(jìn)一步對其強(qiáng)度進(jìn)行探究，以拓寬應(yīng)用范圍。

陳家旭等[9]研制了一種由雷特纖維、聚丙烯纖維、高酸溶堵漏顆粒SDCP、HCl、HF、NaOH合成的高酸溶纖維堵漏劑SDSF，其承壓能力可達(dá)10 MPa，堵漏機(jī)理是纖維之間相互擠壓、交織成穩(wěn)固的三維網(wǎng)絡(luò)體系，提高了抗壓強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度，進(jìn)而增大了封堵層的承壓能力。研究表明，SDSF的酸溶率達(dá)95%，耐溫能力為150 ℃，分散性好，耐堿性高。

本文綜述的橋接類堵漏劑之間的比較見表1。

表1 典型的橋接類堵漏劑

總的來說，顆粒狀材料在地層的孔喉中起“架橋”作用；纖維狀材料主要在漏失通道中相互“纏繞、牽扯”；片狀材料漏失通道主要起“填充”作用、三者配合能夠形成致密且堅固的封堵層。雖目前采用的橋接堵漏材料成本低、使用方便、對鉆井液性能影響較小，但耐溫性還存在不足。因此，有學(xué)者采用抗高溫性的橋接堵漏材料(如礦物纖維、彈性石墨、抗高溫橡膠顆粒等)，通過粒度匹配及各組分加量比例調(diào)節(jié)，研制出具有環(huán)保性好、承壓性高、配伍性好、耐溫性高的堵漏劑，如堵漏劑SDSF的耐溫能力為150 ℃，承壓能力可達(dá)10 MPa，酸溶率達(dá)95%，分散性好，耐堿性高。

2 高失水堵漏劑

高失水堵漏劑是利用失水性強(qiáng)的特性，在漏層迅速失水堆積成固相封堵層，實現(xiàn)封堵漏失通道的目的，該類堵漏劑適用于解決橫縱漏失帶及漏失量小的地層。

李勝等[10]制備了一種由抗高溫架橋材料、不同粒徑的CaCO3、高失水劑(HH-1)、抗高溫纖維材料(SW)、高強(qiáng)支撐劑(GQJ)、無機(jī)鹽CaO和云母作為片狀填充材料組成的抗高溫承壓堵漏劑，其抗溫高達(dá)180 ℃，SW在180 ℃下熱滾后，雖然發(fā)生熔化、材料變黃、有煳味，但韌性仍無變化，因此在漏失通道中起到“拉筋”作用，提高封堵層強(qiáng)度(承壓能力12 MPa以上)，該堵漏劑滿足徐聞X3井固井要求。但發(fā)現(xiàn)該堵漏劑對鉆具和循環(huán)系統(tǒng)的損害較大。

王曦等[11]以1.5% FZS、2.5% 核桃殼、1.0%CMC為原料合成的FZS高失水堵漏劑。FZS與常規(guī)堵漏材料配合使用，既減少泥漿漏失量又提高漏層承壓強(qiáng)度(在5 MPa以上)。但其承壓能力較低，需要科研人員進(jìn)一步探討。

黃賢杰等[12]以清水、2%黏土、0.1%CMC、4%核桃殼(中粗)、15% HHH、4%核桃殼(細(xì))、3%云母為原料合成的高效失水堵漏劑HHH，其懸浮性較好，當(dāng)加入0.15%CMC后，既增大了懸浮能力又延緩全失水時間。研究表明，HHH具有較高的失水性、承壓性和強(qiáng)度等特點，對塔河油田S119-3井進(jìn)行堵漏時，極大地減小堵漏時間和成本。但使用該堵漏劑前必須認(rèn)真檢查各個環(huán)節(jié)，且操作過程一定要連續(xù)、快速。

侯士立等[13]研制的由天然礦粉、懸浮材料、架橋材料和纖維組成的高濾失堵漏劑FPA。其耐溫能力較好，在120 ℃熱滾16 h后，表觀黏度(Apparent viscosity)、塑性黏度(Plastic viscosity) 增大，但變化幅度較小，且能承受7 MPa的壓力。當(dāng)加入10%～30%的FPA時，表觀黏度為4～13 m Pa·s，塑性黏度為3～10 m Pa·s，具有良好的可泵性；當(dāng)加入低于15%的FPA 時，懸浮穩(wěn)定性為94%，隨著FPA的加入量逐漸增多，懸浮穩(wěn)定性也隨之增大。

本文綜述的高失水堵漏劑之間的比較見表2。

表2 典型的高失水堵漏劑

綜上所述，高失水堵漏劑具有一定的流動性、懸浮性和可泵性。當(dāng)其進(jìn)入漏失通道后，在地層壓力影響下，迅速失水，漿液中的固相組分聚集、變稠形成封堵層。如有學(xué)者將高失水劑和一些抗高溫和高強(qiáng)度的材料混合成適用高溫高壓地層，如抗高溫承壓堵漏劑抗溫高達(dá)180 ℃、承壓能力12 MPa以上。但一定要考慮其失水時間，以確保高效堵漏。

3 暫堵型堵漏劑

暫堵劑由固相顆粒、纖維、膠塞等材料混合而成，能同鉆井液一同進(jìn)入能低滲透性或漏失層，形成致密且高強(qiáng)度的暫堵層，施工結(jié)束后其可自行或人工解堵，具有對地層無污染、操作簡便、成本低等優(yōu)點。

Luo Pingya等[14]用橋接顆粒、包裝顆粒和膠凝材料組成了屏蔽暫堵劑。其屏蔽堵漏原理是纖維材料與生物膠高速攪拌后形成穩(wěn)固的“三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)”；纖維通過吸附懸浮液體(包括橋接顆粒、包裝顆粒、重晶石等)，使暫堵劑結(jié)構(gòu)更穩(wěn)定；纖維之間的“纏繞交織”能夠極大提高屏蔽暫堵劑的承壓能力。但該屏蔽暫堵劑降解速度比較緩慢，建議提高降解速度，否則會對油層造成二次傷害。

Liu Pingde等[15]針對傳統(tǒng)的靶向水控制技術(shù)對油層二次損傷的缺點，采用水溶液聚合法制備了一種用于水控制的熱敏暫堵劑，由(6%～8%)丙烯酰胺+(0.08%～0.12%)過硫酸銨+(1.5%～2.0%)海泡石+(0.5%～0.8%)聚乙二醇二丙烯酸酯合成?！盁崦簟睓C(jī)理是對地層溫度具有響應(yīng)性，在一定的溫度范圍內(nèi)降解速度隨著溫度的增大而增大。熱敏暫堵劑對冀東油田地層溫度為70～90 ℃的某水平井進(jìn)行了二次臨時封堵，發(fā)揮出暫堵強(qiáng)度高，降解時間可控的優(yōu)勢。但施工前一定要掌握準(zhǔn)確的地層溫度，否則會由于熱敏暫堵劑降解速度過快或過慢導(dǎo)致后續(xù)施工無法正常進(jìn)行。

徐昆等[16]研制的DMF新型超分子暫堵劑，其在常溫下為液體，在高溫下形成超分子凝膠，暫堵裂縫，施工結(jié)束后，隨著溫度變化將自動解堵，對儲層無傷害。DMF還具有較高的黏度，當(dāng)溫度為106 ℃時，95%以上液體變?yōu)楣腆w，成膠基本完成。DMF封堵裂縫時的壓力梯度為 122.92 MPa/m，較常規(guī)的顆粒暫堵劑具有極好的封堵性。但該暫堵劑并未研究其承壓性，可將承壓性作為今后的研究方向。

范華波等[17]以丁二酸(C4H6O4)和微過量的 1，4-丁二醇(BDO)、有機(jī)錫類催化劑、有機(jī)胺型生物小分子降解促進(jìn)劑為原料研制的中低溫可降解暫堵劑。其熱穩(wěn)定性良好，由于小分子降解劑的加入，使暫堵劑的熱分解溫度從360 ℃降低為280 ℃，且加工時不會發(fā)生熱分解現(xiàn)象，加工性強(qiáng)。研究表明，暫堵劑的熱變形溫度在80～100 ℃，抗壓強(qiáng)度為71.9 MPa，材料完整性不易被破壞，即使當(dāng)壓力大于71.9 MPa時，材料只產(chǎn)生塑性變形，不會破碎或斷裂。

本文綜述的暫堵型堵漏劑之間的比較見表3。

表3 典型的暫堵型堵漏劑

總的來說，暫堵劑主要分為顆粒類、纖維類、膠塞類及復(fù)合類暫堵劑。顆粒類材料豐富，操作簡單，封堵性高，但對大尺寸裂縫封堵時，顆粒堆疊成的封堵層密度較小，導(dǎo)致封堵層不致密且強(qiáng)度低，堵漏效果差。纖維類暫堵劑多用于封堵低滲氣藏，能在漏層處相互交織纏繞成固且密的暫堵層，降低了漏失量。膠塞類暫堵劑可在地面交聯(lián)造粒又可制成膠液，進(jìn)入地層后二次交聯(lián)形成暫堵層，該類堵劑封堵強(qiáng)度大、封堵效果好，適用于毫米級裂縫性漏失。但該類暫堵劑必須與破膠劑配合使用，才能達(dá)到解堵效果，然而破膠時間很難掌握，且抗溫抗鹽能力又較差，不適合封堵高溫高鹽漏失層。復(fù)合類暫堵劑包含各類暫堵劑的優(yōu)點，可用于封堵不同類型的封堵層，且適應(yīng)性強(qiáng)、堵漏效果好、對儲層無傷害等特點。

4 膨脹類堵漏劑

膨脹類堵漏劑是一種吸水膨脹的交聯(lián)聚合物，在水中只溶脹不溶解，主要是通過架橋作用封堵漏失層，或?qū)⑵鋲簩崄硖畛渎?。該類膨脹材料的粒徑大小不需和漏失通道尺寸完全吻合，僅利用本身膨脹性就可進(jìn)行堵漏，應(yīng)用范圍較廣泛。

史野等[18]研制的可延遲類膨脹堵漏劑，由偶氮二異丁腈(AIBN)、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸酯(AMPS)、N，N′-亞甲基雙丙烯酰胺、丙烯酸酯、丙烯酸(AA)和溶劑(異丙酮和蒸餾水混合物)組成。該堵漏劑在清水中基本不發(fā)生吸水膨脹，但在80 ℃和堿性條件下，吸水膨脹達(dá)到10倍以上。其堵漏機(jī)理是在一定的溫度和堿度條件下，引入的酯化基團(tuán)發(fā)生水解，裸露出親水基團(tuán)，從而發(fā)生吸水膨脹。此堵漏劑能解決大多數(shù)凝膠存在的吸水膨脹過快的問題，在保持原有膨脹倍數(shù)基本不變的情況下，達(dá)到延遲膨脹的效果。如果作者能在溫度穩(wěn)定性方面繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)實驗，將會提高可延遲類膨脹堵漏劑的實用性，建議將溫度穩(wěn)定性作為下個階段的研究內(nèi)容。

應(yīng)春業(yè)等[19-20]研制的新型吸水膨脹堵漏劑承壓能力大于5 MPa。它是由膨潤土、C3H5NO、C3H4O2、惰性材料(核桃殼、云母、聚丙烯纖維)、C7H10N2O2、K2S2O8和NaHSO3等組成。實驗結(jié)果表明，其單體丙烯酸中的羧基提高了產(chǎn)品的吸水能力(吸水倍數(shù)為113)，單體中的磺酸基提高產(chǎn)品的耐鹽和耐溫能力(耐溫100 ℃、耐NaCl 15%)，此外，外包植物肢囊使該堵漏劑綠色環(huán)保。但該堵漏劑易發(fā)生脫水現(xiàn)象，無法用于高礦化度地層，需對其抗礦化度能力進(jìn)一步考察。

Nguyen等[21]利用PVA分子在水溶液中通過氫鍵作用形成凝膠的機(jī)理。將PVA水溶液注入漏失地層，然后注入交聯(lián)劑，使其交聯(lián)形成穩(wěn)固的三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的水凝膠，最后封堵漏失通道。但水凝膠本身強(qiáng)度低，建議改善PVA水凝膠的抗壓強(qiáng)度。

王燦等[22]研制的油基凝膠堵漏劑，由交聯(lián)劑(JLJ)、膠凝劑(NJZ)、乳化劑(EHJ)合成，其耐高溫，在120 ℃下熱滾16 h后，可承受1.05 MPa/m壓力。研究表明，當(dāng)溫度不斷上升時，有助于膠凝劑在柴油中不斷溶解，但基本不影響其成膠性。當(dāng)pH值增加時，NJZ用量不變，堵劑中H+濃度減小，OH-濃度增加，加快 Al(OH)3沉淀的生成，從而減小了Al3+濃度；當(dāng)H+濃度過量時，會破壞凝膠結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致堵劑黏度下降。同時該體系還具有良好的剪切性和稀釋性等性質(zhì)。但該實驗僅在實驗室做過分析，接下來可進(jìn)行現(xiàn)場試驗，以增強(qiáng)實用性。

黃治中等[23]研制的逆乳化凝膠潤滑封堵劑XZ-RF，其具有較強(qiáng)的潤滑性，當(dāng)加入1%的XZ-RF時，摩阻系數(shù)降低了60%；當(dāng)加入3%的XZ-RF時，摩阻系數(shù)降低了80%以上，不斷增加XZ-RF的加入量，摩阻系數(shù)降低率變化幅度較小。研究表明，XZ-RF具有良好的抗溫性、抗鹽性、封堵性和潤滑性，并在新疆油田2口預(yù)探井進(jìn)行了現(xiàn)場應(yīng)用，均取得了較好的效果，而且該產(chǎn)品無熒光，具有更大的應(yīng)用范圍。

本文綜述的膨脹類堵漏劑之間的對比見表4。

表4 典型的膨脹類堵漏劑

綜上所述，膨脹類堵漏劑大多是由交聯(lián)劑與丙烯酰胺(Acrylamide)、丙烯酸(Acrylic acid)、多糖(Polysaccharide)及季銨陽離子類等單體聚合交聯(lián)反應(yīng)制得，其分子結(jié)構(gòu)上含有羧基(—COOH)、磺酸基(—HSO3)、酰胺基(—CONH—)、羥基(—OH)等親水性基團(tuán)，能形成高強(qiáng)度的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，但有些吸水樹脂的吸水速度過快，沒到達(dá)漏層就已經(jīng)完全膨脹。因此，有學(xué)者主要通過以下方法來調(diào)節(jié)吸水樹脂的膨脹速度：挑選適合的單體、采用包裹法、改變吸水樹脂的分子鏈結(jié)構(gòu)、表面化學(xué)改性。如“剛?cè)嵯酀?jì)”的雙網(wǎng)絡(luò)吸水樹脂堵漏劑DNG，既能保持水凝膠基本交聯(lián)結(jié)構(gòu)的剛性第一網(wǎng)絡(luò)，又能在第一網(wǎng)絡(luò)中形成基本不交聯(lián)的柔性第二網(wǎng)絡(luò)，而且150 ℃ 下老化30 d后依然能夠維持形狀完整和強(qiáng)度高，形變?yōu)?5%時的抗壓強(qiáng)度為16.2 MPa。

5 可固化型堵漏劑

可固化型堵漏劑是一種液體堵漏液，能有效地停留在裂縫或溶洞性漏失層后迅速固化并膨脹成高強(qiáng)度封堵層，具有抗污染性強(qiáng)、抗壓強(qiáng)度高、相容性好、操作簡便和觸變性好等特點。

詹俊陽等[24]研制的高強(qiáng)度耐高溫化學(xué)固結(jié)堵漏劑HDL-1，由(6%～10%)正電黏結(jié)劑、(20%～200%)密度調(diào)節(jié)劑、(0.5%～1.5%)復(fù)合流變性調(diào)控劑、(0.2%～0.7%)引發(fā)劑和(0.5%～1.0%)化學(xué)凝固劑等合成。研究表明，此堵漏劑具有觸變性好、滯留性強(qiáng)、流動性好、承壓能力高等性質(zhì)，還能起到控制固化時間和調(diào)整密度的作用。同時也具有初期強(qiáng)度低，后期強(qiáng)度高的特點，并在SX2井的二疊系火成巖裂縫性漏失層進(jìn)行了試驗應(yīng)用，應(yīng)用后地層承壓能力提高8.2 MPa。

張路等[25]以PB-1、高強(qiáng)支撐架橋顆粒和固結(jié)劑為原料合成的復(fù)合堵漏劑PB-1，具有耐175 ℃高溫和承受21 MPa壓力等特點。堵漏機(jī)理是固結(jié)劑中含有能與黏土礦物反應(yīng)的陽離子基團(tuán)，進(jìn)而改變地質(zhì)礦物性，而且該堵劑的基團(tuán)間在一定條件下也會發(fā)生固結(jié)反應(yīng)，短時間內(nèi)堵劑由流動態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)楣虘B(tài)，提高抗壓強(qiáng)度。同時，由于其本身獨特的分子結(jié)構(gòu)和化學(xué)特性，增大了黏度。該堵漏劑先后在塔河油田主體區(qū)塊的膏鹽層 |S105、S112井進(jìn)行了應(yīng)用。該堵漏劑具有較強(qiáng)的實用性和針對性，應(yīng)用前景廣闊。

龍大清等[26]合成的化學(xué)固結(jié)堵漏材料+交聯(lián)成膜堵漏材料?；瘜W(xué)固結(jié)劑是一種微膨脹、粒徑小的高價金屬離子納微米材料，因此很容易進(jìn)入裂縫孔隙中達(dá)到封堵效果。交聯(lián)成膜劑是一種高強(qiáng)度橋接堵漏材料，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)橋接堵漏材料的強(qiáng)度低、耐溫性差、地層承壓能力弱的不足。兩者結(jié)合可耐180 ℃高溫，承受22 MPa壓力，但是使用化學(xué)堵漏漿時，要做大量的稠化和污染實驗，掌握好稠化時間。

陳曾偉等[27]研制的抗高溫井下交聯(lián)固結(jié)堵漏劑，由井下交聯(lián)凝膠材料SF-1和化學(xué)固結(jié)堵漏材料HDL-1組成，黏度高(10 000 mPa·s)，滯留性強(qiáng)。其堵漏機(jī)理是在高溫、高Ca2+地層條件下，SF-1 凝膠與Ca2+發(fā)生離子反應(yīng)，形成交聯(lián)三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，隨之駐留在漏失通道中的SF-1會與化學(xué)固結(jié)堵漏材料HDL-1發(fā)生反應(yīng)，固結(jié)成強(qiáng)度為大于15 MPa的堅固且致密的封堵層。該堵漏劑特別適用于高溫縫洞、高礦化度地層水、高壓差漏失層，成功應(yīng)用于塔河TH12179CH井。但在SF-1與離子反應(yīng)前要調(diào)整好剪切稀釋性，否則會對堵漏劑的可泵性造成較大影響。

本文綜述的可固化堵漏劑之間的比較見表5。

表5 典型的可固化堵漏劑

總的來說，可固化堵漏劑較常規(guī)的橋塞堵漏劑具有承壓能力高且固化性高，在鉆井液循環(huán)工作時，封堵層不會被液柱壓力破壞，減少堵漏次數(shù)。與惰性材料配合使用時，惰性材料對漏層起到架橋和填充的作用，達(dá)到“封門”的效果，堵漏劑能有效地停留在漏失層，抑制了工作液的漏失，同時固化劑能將其快速固化形成一層高強(qiáng)度封堵層，提高堵漏成功率。當(dāng)與交聯(lián)聚合物配合使用時，能夠使其形成三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)穩(wěn)固更加堅固，達(dá)到最佳的堵漏效果。

6 復(fù)合材料堵漏劑

發(fā)生井漏的原因具有多樣性，僅憑借一種堵漏劑并不能達(dá)到較好的堵漏效果，故將多種堵漏材料混合，通過它們之間的協(xié)同作用，能夠彌補(bǔ)本身的不足，以滿足不同地層漏失特點。

李志宏等[28]以水溶性膨脹體P、催化劑S、稀釋劑T、乳化劑W和增強(qiáng)劑G為原料構(gòu)成的體膨型承壓堵漏劑HSW-1，承壓能力達(dá)11 MPa，配合定點投送工具使用，達(dá)到“定點投送”和“定點候凝”的效果，相對于IHPA有更高的膨脹率(可達(dá)500～800倍)。在鄂爾多斯盆地彭291-77井試驗結(jié)果表明，該堵漏劑固化時間為2～6 min，耐溫為120 ℃，適用于封堵惡性漏失井。

Lecolier等[29]研制的無機(jī)/有機(jī)納米復(fù)合物凝膠，不易降解，160 ℃熱滾16 h不發(fā)生降解。實驗表明，該堵漏劑能起到降低滲透率、減少儲層傷害、環(huán)保等目的，適用于縫隙性和嚴(yán)重性漏失地層。納米材料在石油工程中應(yīng)用越來越廣泛，但對納米封堵劑的作用機(jī)理還不是很清晰，建議加強(qiáng)對其作用機(jī)理的研究。

黃珠珠[30]以水溶性黏性聚合物基、可膨脹交聯(lián)聚合物顆粒、醋酸鉻(CH3CO2)7，交聯(lián)劑Cr3(OH)2和膠體物質(zhì)合成的納米復(fù)合凝膠堵漏劑，其黏彈性和剪切強(qiáng)度極高，在120 ℃高溫老化16 h后，凝膠強(qiáng)度只降低了20%，且對地層無污染。研究表明，該產(chǎn)品可儲存和運輸方便，在施工場地直接用干粉和水合成堵漏流體，有效地降低了高滲地層的漏失量。但對于井下交聯(lián)時間的控制和如何誘發(fā)交聯(lián)反應(yīng)上還有待完善改進(jìn)。

劉金華等[31]以橋接材料和聚合物為原料研制的新型復(fù)合堵漏劑DL-1，其橋接類材料的抗壓能力大于14 MPa，在120 ℃下性能基本不變，浸泡10 d后物理性能變化很小，聚合物堵漏材料D具有一定強(qiáng)度、可變形性。4%土漿和5%核桃殼與 DL-1混合堵漏時，可有效封堵0.7～2 mm 的裂縫，封堵層的承壓能力在10 MPa 以上。但該堵劑對鉆井液的流變性影響較大，建議對其性質(zhì)進(jìn)一步研究。

總的來說，學(xué)者對復(fù)合堵漏劑的研究較為廣泛，主要將顆粒材料、纖維、聚合物、吸水樹脂和納米等材料按照一定的比例混合形成具有高強(qiáng)度、耐高溫、堵漏效率高的復(fù)合堵漏劑，如XFD-1復(fù)合堵漏劑具有較好的穩(wěn)定性、封堵性、耐溫性、承壓性和彈性等特點。該堵劑在地層壓力條件下先架橋，然后隨著壓力、溫度不斷升高，XFD-1會隨著裂縫和孔隙的形狀發(fā)生彈性變形，達(dá)到封堵與填充漏失層的目的，且又能在近井壁處形成高強(qiáng)度封堵層，不會受激動壓力的影響發(fā)生反復(fù)性漏失問題，取得極佳的堵漏效果。

7 結(jié)束語

本文對各類堵漏劑進(jìn)行對比和總結(jié)，得出以下幾點建議。

(1)橋接類堵漏材料資源豐富，但隨著高溫高壓井的不斷增多，需要選用抗高溫材料，如礦物纖維(溫石棉、青石棉等)、抗高溫橡膠顆粒、彈性石墨等，按組分比例及粒徑匹配研制出耐高溫的堵漏劑。

(2)目前很多吸水材料的吸水速度過快，不能達(dá)到有效地堵漏，因此可通過以下集中方法來調(diào)節(jié)吸起膨脹速度：挑選適合的單體、改變吸水樹脂的分子鏈結(jié)構(gòu)(如在側(cè)鏈上引入苯環(huán)或用“C—C”、“C—N”及“C—S”主鏈與親水基團(tuán)連接起來)、表面化學(xué)改性、采用包裹法。

(3)近年來頁巖井越來越多，由于頁巖地層滲透率低和微裂隙發(fā)育，傳統(tǒng)的封堵劑并不能達(dá)到維持井壁穩(wěn)定性的目的，納米復(fù)合封堵劑具有體積效應(yīng)，可以有效的封堵納米孔隙和裂縫，但納米封堵劑會增大微細(xì)顆粒對油氣層的損害，而且在鉆井液中會出現(xiàn)吸附團(tuán)聚現(xiàn)象，使顆粒變大無法封堵頁巖微裂縫，因此將解決團(tuán)聚問題作為今后的研究重點。

(4)隨著油田的不斷發(fā)展，現(xiàn)有的堵漏劑主要解決地層漏失問題，卻忽略了環(huán)保性問題，因此開發(fā)出既環(huán)保又能高效堵漏的堵漏劑將會成為科研人員急需解決的問題。