关于高效随钻堵漏剂的试验与研究

张立国

【摘要】一种对渗透性和微裂缝地层封堵能力强的随钻堵漏剂，具有较好的酸溶性，易于解堵，對钻井液流变性能影响小，承压强度高，抗温能力强。

【关键词】高效 堵漏剂 试验 研究 漏层

1、前言

井漏是井场施工工程中常见的井下复杂情况，目前治理井漏的有效办法主要是在钻井液中加入堵漏剂或者用堵漏剂配制成堵漏液对漏层进行有效的封堵。但是这些堵漏材料存在着自身的缺陷，使用这些材料处理井漏时，往往易造成堵漏效果不佳和堵漏后发生重复性漏失。

2 高效随钻堵漏剂的组成

由酸溶性刚性颗粒、柔性纤维、吸水性树脂和高分子聚合物组成。

3.高效随钻堵漏剂性能评价

3.1刚性颗粒粒度及表观特征

室内对刚性颗粒产品进行了粒度分析，刚性颗粒为不同颗粒级配的褐色固体颗粒，使用时应与所堵裂缝、孔道的形状匹配。而且还可以根据钻井漏失地层的实际裂缝尺寸做特殊加工处理。

粒径（mm） 2.0～3.0 0.9～2.0 0.45～0.9 0.45以下

含量% 30 35 20 15

3.2体积膨胀倍数实验

体积膨胀倍数实验采用了直接测量体积变化法。用准确刻度的量筒先量取一定体积的水，再将干燥的堵漏剂颗粒加入，读取量筒中实际水刻度体积，在设定温度的恒温水浴中膨胀一段时间或至吸水平衡后，倒出量筒里的剩余水，读取量筒中实际水刻度体积，前后两者体积相比即为该物质在某个时间段的体积膨胀倍数。

实验分别采用了清水、4%坂土浆、聚磺钻井液、甲酸盐钻井液、有机硅钻井液为基液进行随钻堵漏剂的常温膨胀性评价。结果表明，在几种体系钻井液或清水中堵漏剂的体积膨胀倍数相差无几，常温下体积膨胀倍数都在4～5倍。说明随钻堵漏剂受钻井液体系和性能的影响小，具有广泛的可应用性。

钻井液类型

膨胀倍数 清水 坂土浆 聚磺钻井液 甲酸盐钻井液 有机硅

钻井液

膨胀

时间 0.5h 1 1.5 1.5 1.0 1.5

1.0h 2 2.5 2.5 2.0 2.5

2.0h 2.5 3.5 3.5 3.0 3.5

4.0h 3.5 4.5 4.5 4.0 4.5

6.0h 4 5 5 4.5 5

3.3温度影响实验

该实验主要为了检验随钻堵漏剂在不同体系钻井液和不同温度条件下，受温度影响的程度。实验分别采用了在清水、4%坂土浆、聚磺钻井液、甲酸盐钻井液和有机硅钻井液中加入随钻堵漏剂4h后，在不同温度条件下的膨胀情况。实验结果表明，该产品随着温度升高，

膨胀倍数相对增大。其抗温能力可达到100℃左右，基本可满足现场使用需求。

基液类型

膨胀倍数 清 水 坂土浆 聚磺

钻井液 甲酸盐钻井液 有机硅

钻井液

试验温度℃ 25 3.5 4.5 4.5 4.0 4.5

40 4.5 5.5 5.5 5.5 5.0

60 5 6.5 6.5 6.5 6.0

80 6 8 8.5 8 7.5

100 8 10 10 9.5 9.5

3.4堵漏效果评价

实验采用高温高压失水仪，底部铺5mm的石英砂混合物模拟地层的渗透。采用现场取样钻井液，分别加入不同量的随钻堵漏剂，搅拌0.5h后，倒入高温高压失水仪中进行封堵试验评价。试验结果表明，随钻堵漏剂具有可靠的堵漏效果，随加量增加堵漏时间缩短，漏失量明显减少，适宜加量为1.5%-3%。

加量（%） 堵住时间s 滤失量（常压）ml 滤失量（0.7MPa）ml

1 常温 55 78 114

80℃ 40 52 59

1.5 常温 41 47 90

80℃ 33 38 35

2.0 常温 37 41 71

80℃ 29 31 31

2.5 常温 31 34 64

80℃ 20 22 25

3.0 常温 21 23 50

80℃ 14 15 19

5.0 常温 19 21 47

80℃ 13 14 18

3.5对钻井液性能的影响实验

取井浆加入随钻堵漏剂后搅拌1h，在25℃条件下，堵漏剂对钻井液性能的影响较小，有利于在地面配制堵漏钻井液，在80℃时，随着堵漏剂加量的增加，钻井液的粘度、切力均较大提高，失水量降低，有利于在漏失层位形成桥塞段，增强堵漏效果。

钻井液性能

加量及温度 ρ

g/cm3 T

s PV

mPa.s θ′/θ″

Pa FL

ml

加样前 25℃ 1.06 53 16 1/2 5

80℃ 1.06 54 17 1/2 5

1.5% 25℃ 1.06 60 19 1/2 5

80℃ 1.06 74 21 2/4 4.5

3.0 25℃ 1.06 64 20 1.5/3 5

80℃ 1.07 94 35 4/6 4.0

4 现场使用情况

4.1某油田的欧37-58-28井，钻进至750m时发生井漏。当时用3%复合堵漏剂915堵漏浆堵漏成功，但在随后的钻进中，不断出现渗漏现象，采取边堵漏边钻进的措施钻至1230m时井漏更加严重，漏速35m3/h。采用随钻堵漏剂进行堵漏，现场配制3.0%随钻堵漏剂钻井液45 m3，替入25 m3钻井液，将堵漏浆顶替到漏失部位，间断蹩压至1.5MPa，静置2小时后提钻，将堵漏浆循环出井眼，继续钻进至完钻，再未发生漏失。

4.2某油田前23-60井，钻至井深1021m出现井漏，配3%复合堵漏剂、1%棉籽壳及1%单项压力封闭剂堵漏浆随钻堵漏，一直有渗漏现象，在钻至井深1173m时漏失更加严重，漏速为25 m3 /h，被迫停钻堵漏， 堵漏浆配方为：35m3钻井液+ 5.5%随钻堵漏剂，注浆30 m3，泵压3MPa，排量18L/s，替浆8 m3，稳压2MPa，15分钟后提钻，循环钻井液，无漏失现象，后下钻至井底，循环钻井液无漏失，堵漏成功。

4.3某油田海26-沙H101井钻至井深1549米，发生完全性漏失。配制5%综合堵漏剂和1%蛭石的堵漏钻井液堵漏失败，井漏一直断断续续发生。完钻起钻前配5%随钻堵漏剂钻井液40m3注入井内并蹩压，能稳压2MPa，下钻通井循环无漏失。下套管前做地层承压试验，稳压3MPa。通过该井堵漏效果证明，随钻堵漏剂可提高地层承压能力。

注：复合堵漏剂915为棉耔壳、核桃壳、稻壳、云母等材料的混合物。

5 结论

从室内评价和现场应用中可以看出：

（1）高效随钻堵漏剂用量小，比常规堵漏简单，而且效果较好，克服了常规堵漏剂颗粒形状与所堵裂缝、孔道的形状难以匹配的缺陷。

（2）在胶结疏松，承压能力差的地层使用，可有效提高地层承压能力。

（3）高效随钻堵漏剂既可单独使用，也可与常规堵漏剂复配使用，封堵后的地层承压能力强，不易发生二次漏失，可根据需要加工成不同级配和粒径的堵漏剂。