封堵裂缝用堵漏材料合理粒径搭配研究

张 伟，苗海龙，王 健

邓义成，刘 刚中海油田服务股份有限公司油田化学事业部，河北 燕郊 065201

封堵裂缝用堵漏材料合理粒径搭配研究

张 伟，苗海龙，王 健

邓义成，刘 刚中海油田服务股份有限公司油田化学事业部，河北 燕郊 065201

选取了5种现有的堵漏材料(2种颗粒状、2种纤维状、1种鳞片状)，将该5种材料进行粒径分析。通过室内研究，分别评价出能够成功封堵大漏5mm裂缝、中漏3mm裂缝、小漏1mm裂缝的合理粒径搭配BLN1、BLN2、BLN3，且承压能力达5MPa以上。

堵漏；粒径分布；承压能力

80年代初，我国开展了桥接堵漏工艺技术的研究，取得一定成效。但是，由于对桥接堵漏所涉及到的许多技术问题没有作细致的研究，因此桥接堵漏成功率一直不高[1-3]，这些技术问题中最重要的就是粒径搭配。为此，笔者在此之前研究的基础上对桥接堵漏材料的合理级配进行了细致研究，成功研制出能够封堵大漏、中漏、小漏的BLN1、BLN2、BLN3[1]。

1 试验条件

表1 桥堵材料粒度分类

该试验在LH-1钻井液高温高压多功能动态实验评价仪上进行，LH-1钻井液高温高压多功能动态实验评价仪额定工作温度为240℃，额定工作压力为32MPa，可以完全模拟地层条件。该实验装置不仅可以模拟渗透性地层(人造砂床)漏失试验，同时也可以模拟不同宽度裂缝型(0.5，1，1.5，…，4，5mm)地层漏失试验。

试验所用的堵漏材料共5种：A、B、C、D、E，其中A，B属于颗粒状堵漏材料，C属于鳞片状，D、E属于纤维类。将其按照粒度进行分类如表1所示。

2 室内研究

2.1试验基浆优选

试验基浆根据石油天然气行业标准SY/T 5840-2007配制，要求基浆表观粘度范围为15～25mPa·s，试验基浆优选如下：4%海水搬土浆+0.2% NaOH+0.2% Na2CO3+0.35% PVC-HV(聚阴离子纤维素)。基浆的表观粘度为22.5mPa·s，塑性粘度为6mPa·s。

2.2架桥粒子优选

在封堵裂缝漏失过程中，架桥粒子尤为重要，因为它是提高承压能力的关键。将颗粒状材料(A、B)进行筛分，按照粒状、鳞片状、纤维状材料为2∶1∶1的比例与没有筛分的片状和纤维状材料进行混配进行评价，如表2所示。由表2可以看出，3#配比在A、B两者复配以后承压能力能提高到5MPa以上，而且1MPa瞬时漏失量最小，说明架桥能力最强，因此A和B复配使用作架桥粒子效果最好。

2.3桥堵材料合理级配室内研究

按照桥接堵漏材料的作用原理，对桥接堵漏材料的功能要求是：粒状、片状、纤维状材料的一般比例是2∶1∶1[2]。

表2 3种不同配比封堵裂缝能力评价

注：1#：50% A2+25% C+15% D+10% E；2#：50% B2+25% C+15% D+10% E；3#：25% A22+25% B2+25% C+15% D+10% E。

其中,A、B、C、D、E表示桥堵材料，1、2等表示材料规格。

1)封堵大漏用BLN1室内研究 选出个桥堵材料中颗粒相对较大的，按照不同配比形成表3的配方，不同配比封堵5mm裂缝情况如表4所示，由表4可以看出，配比9#能够封堵住5mm裂缝，且承压能力在5MPa以上，因此将配比9#定为封堵大漏用BLN1。

2)封堵中漏用BLN2室内研究 选出桥堵材料中颗粒适中的，按照不同配比在配比9#的基础上形成表5的配方，不同配比封堵3mm裂缝情况如表6所示。由表6可以看出，配比15#能够封堵住3mm裂缝，且承压能力在5MPa以上，因此将配比15#定为封堵中漏用BLN2。

表3 桥堵材料不同配比情况

表4 不同配比封堵5mm裂缝情况

注：堵漏材料加量为10%，下同。

表5 桥堵材料不同配比情况

表6 不同配比封堵3mm裂缝情况

3)封堵小漏用BLN3室内研究 选出桥堵材料中颗粒较小的，按照不同配比在配比15#基础上形成表7的配方，封堵1mm裂缝情况如表8表示。由表8可以看出，配比16#能够封堵住1mm裂缝，且承压能力在5MPa以上，因此将配比16#定为封堵中漏用BLN3。

表7 材料不同配比情况

表8 配比封堵1mm裂缝情况

3 结 论

1)试验过程中发现，架桥粒子选择A与B搭配使用效果最佳。

2)研究出桥接堵漏材料分别封堵5mm裂缝、3mm裂缝、1mm裂缝的合理粒径搭配。

3)BLN1、BLN2、BLN3封堵裂缝承压能力均在5MPa以上。

[1]徐同台，刘玉杰，申威，等.钻井工程防漏堵漏技术[M].北京：石油工业出版社，1997：106-110.

[2] 张金波，鄢捷年. 钻井液暂堵剂颗粒粒径分布的最优化选择[J]. 油田化学，2005，22(1)：88-91.

[3]吴彬，鄢捷年. 高渗储层暂堵技术最优化方法研究[A]. CNPC钻井工程重点实验室深井钻井液完井液研讨会论文集[C]. 北京，2001.

[编辑] 洪云飞

TE28

A

1673-1409(2012)05-N102-03

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.05.033

2012-02-28

张伟(1982-)，男，2008年大学毕业，硕士，工程师，现主要从事钻完井液方面的研究工作。