中原石油工程公司自主研發(fā)裂縫型可固化橋漿堵漏技術(shù)概述

通訊員 栗強(qiáng) 張雙

“采用可固化橋漿堵漏施工后，主要漏失井段封堵一次成功！”2021年12月29日，中原石油工程公司應(yīng)用自主研發(fā)的裂縫型可固化橋漿堵漏技術(shù)，成功完成馬11井的堵漏施工任務(wù)，令現(xiàn)場施工人員松了口氣。

這口井是為探索侏羅系河道砂巖儲(chǔ)層發(fā)育及含氣情況起指導(dǎo)性作用，鉆進(jìn)至2600米時(shí)，發(fā)生失返性漏失，程度嚴(yán)重，鉆進(jìn)進(jìn)度曾一度停滯。

“施工人員曾嘗試多次常規(guī)堵漏均無效?！爆F(xiàn)場施工負(fù)責(zé)人至今想起來，仍然心有余悸：“不同濃度、不同粒徑、不同材料的堵漏漿都試過了、堵住了，又復(fù)漏，漏了又堵，井漏一直解決不了，僅‘50’型鉆機(jī)一天就要損失日費(fèi)近10萬元，根本耗不起……直至采用裂縫型可固化橋漿堵漏技術(shù)?！?/p>

隨著油氣勘探開發(fā)逐漸向深層、超深層、非常規(guī)及新能源領(lǐng)域發(fā)展，復(fù)雜油氣藏高效開發(fā)、剩余油氣挖潛增效成為勘探開發(fā)的主要陣地。然而，在大規(guī)?？碧介_發(fā)過程中，鉆井漏失始終是制約鉆井時(shí)效的一大技術(shù)瓶頸。

“一直以來，在鉆井施工過程中，井漏事故占整個(gè)鉆井復(fù)雜問題70%以上，嚴(yán)重制約了鉆井提速提效?！敝性凸こ坦竟叹究蒲泄芾韺＜荫R小龍說。

以焦石壩工區(qū)施工的焦頁148-1HF井為例，該井在鉆進(jìn)過程中時(shí)常發(fā)生失返性井漏，施工人員從1118米至2121米應(yīng)用橋堵、水泥漿等多種方法進(jìn)行堵漏，高達(dá)33次，耽誤工時(shí)57天，漏點(diǎn)依然存。

焦頁60-6HF井，鉆至1896時(shí)發(fā)生井漏，各類堵漏施工累計(jì)26次，損失工時(shí)33天，帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重制約了井隊(duì)的提速提效。

“漏”就要想辦法“堵”。

“技術(shù)人員可謂絞盡腦汁地‘堵’，然而，常規(guī)使用的橋堵式堵漏劑劣勢凸顯，對裂縫型漏失點(diǎn)堵漏效果極差——若使用小顆粒堵漏劑，雖然可以進(jìn)入漏層，但濃度低不能有效架橋，堵漏效果差，若使用粒徑較大的堵漏材料，則無法順暢進(jìn)入漏層，容易出現(xiàn)‘封門’現(xiàn)象，也就是還未進(jìn)入目的漏層，就擋在了‘大門口’，著實(shí)令人無奈?！?鉆井一公司技術(shù)發(fā)展中心主任付慶林直言。

“而另一種常用的堵漏方式為水泥漿堵漏，最大特點(diǎn)是剛進(jìn)入地層時(shí)流動(dòng)性好，靜置24小時(shí)后才會(huì)固化駐留，所以遇到裂縫型等較大的漏失點(diǎn)還沒來得及固化就全部流掉了，令操作人員‘頭大’。”中原石油工程鉆井一公司鉆井液技術(shù)專家孟憲波說。

如何快速有效地將地層中較大的漏失點(diǎn)牢牢“堵住”？工欲善其事，必先利其器。

擁有“趁手”的工具是事半功倍的關(guān)鍵點(diǎn)。中原石油工程公司深諳此理，他們成立技術(shù)攻關(guān)小組取長補(bǔ)短，結(jié)合橋堵式堵漏劑強(qiáng)大的架橋能力和水泥漿堵漏劑的固化能力，創(chuàng)新研發(fā)裂縫型可固化橋漿堵漏技術(shù)。

裂縫型可固化橋漿堵漏劑是將觸變性水泥漿與坂土堵漏漿按比例進(jìn)行混配，在堵漏施工注替水泥漿過程中，堵漏材料及坂土不斷吸收水泥漿中的水份，讓水泥漿流動(dòng)性變差，而堵漏材料通過吸水膨脹，增加堵漏效果，配合優(yōu)化施工工藝，形成了固化橋漿堵漏施工操作流程，不僅克服了可控膠凝堵漏劑固化反應(yīng)時(shí)間短的缺點(diǎn)，還在完成堵漏施工的同時(shí)，大大提高了施工安全性。

然而，隨著研究的深入，攻關(guān)小組卻“卡了殼”——經(jīng)過數(shù)次實(shí)驗(yàn)調(diào)配出的堵漏劑總是出現(xiàn)干裂現(xiàn)象，進(jìn)入地層后，剛堵住漏失點(diǎn)就呈龜裂狀、出現(xiàn)裂縫，可謂“拆東墻補(bǔ)西墻”。

馬小龍介紹：“我與小組成員一起分析致裂因素，甚至試過多家原材料廠商，效果都不理想。”

在反復(fù)實(shí)驗(yàn)中，攻關(guān)小組發(fā)現(xiàn)混合漿液凝固后體積收縮就會(huì)出現(xiàn)裂縫，駐留效果還有待提高。

后來，馬小龍輾轉(zhuǎn)了解到中國石油大學(xué)（華東）柳華杰教授研發(fā)的觸變劑在勝利油田得以成功應(yīng)用，便立即展開“攻勢”：“柳教授，聽說您研發(fā)的觸變劑固井防竄效果很好，有沒有考慮過在堵漏方面發(fā)揮下作用……”

兩個(gè)志同道合的人一拍集合。通過大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，柳華杰教授帶領(lǐng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)與馬小龍帶領(lǐng)的攻關(guān)小組一起針對堵漏工作優(yōu)化觸變劑配方。

觸變水泥漿惡性漏失堵漏技術(shù)目前是國外研究的熱點(diǎn)，無論是國外哪家公司，現(xiàn)場適用溫度基本上控制在50攝氏度以內(nèi)。

“從目前的研究現(xiàn)狀可以看出，觸變水泥漿是解決惡性漏失的有效手段，但是也存在顯著的難點(diǎn)需要攻克：首先是觸變水泥漿的耐溫性，我們要求最高滿足90攝氏度的溫度需求，這在國際上是沒有實(shí)現(xiàn)過的；第二個(gè)難點(diǎn)是將觸變劑引入到可固化橋漿中，是否配得上，需要仔細(xì)深入研究?！瘪R小龍說。

技術(shù)人員反復(fù)調(diào)配優(yōu)化堵漏劑中的膨脹劑、早強(qiáng)劑及觸變劑等，經(jīng)過近一個(gè)月的調(diào)試，終于解決了“卡脖子”難題，裂縫型可固化橋漿堵漏劑終于實(shí)現(xiàn)了固化后體積飽滿、無裂縫，滿足了施工要求。

濮6-側(cè)81是中原油田分公司部署在濮城的一口開窗側(cè)鉆井，鉆進(jìn)至井深2364米時(shí)發(fā)生失返性漏失，施工人員多次采用橋堵式、固結(jié)式堵漏，耗時(shí)8天后仍無效。

“當(dāng)時(shí)我們甚至打算給甲方打申請，準(zhǔn)備放棄這口井……”這個(gè)平臺(tái)經(jīng)理回憶。

攻關(guān)小組得到消息后，帶著裂縫型可固化橋漿堵漏劑前往，堵漏施工10小時(shí)后便可正常鉆進(jìn)，取得良好效果。

在中原本部應(yīng)用成功后，攻關(guān)小組向井漏重點(diǎn)災(zāi)區(qū)永和工區(qū)轉(zhuǎn)移“火力”，該工區(qū)二開鉆進(jìn)過程中鉆遇和尚溝組、劉家溝組、石千峰組時(shí)井漏事故頻發(fā)，YH18-0-6H井尤甚，鉆至1970米時(shí)發(fā)生大規(guī)模失返性漏失，施工人員采用裂縫型可固化橋漿堵漏技術(shù)，組合動(dòng)力鉆具下鉆掃塞，恢復(fù)正常鉆進(jìn)，直至二開完鉆，均未再發(fā)生井漏事故，節(jié)約鉆井液等費(fèi)用共計(jì)85.24萬元，堵漏成效顯著。技術(shù)人員趁熱打鐵，通過總結(jié)永和工區(qū)的經(jīng)驗(yàn)制定了裂縫型可固化橋堵堵漏施工工藝，室內(nèi)化驗(yàn)評價(jià)方法，進(jìn)一步推廣至焦石壩工區(qū)和通南巴工區(qū)。

截至目前，該技術(shù)成功解決了通南巴工區(qū)、永和工區(qū)、長和工區(qū)以及中原工區(qū)共計(jì)18井次漏失難題，堵漏成功率為100%。