柴油坂土堵漏在观山1井极端条件下的研究与应用

程岂凡，吴开均，陈 君，刘 勇，姚宏伟

（中石油西部钻探玉门钻井分公司，新疆乌鲁木齐830026）

1 概况

观山1井于2017年5月12日采用444.5mm牙轮钻头一开，5月18日16∶07正常钻进至397m井口突然失返，发生严重井漏，之后又在不同井深发生8次井漏及由井漏引起的起钻困难等复杂情况。共漏失钻井液2123.05m3，损失时间515∶40。堵漏过程中应用了静堵、随钻堵漏、桥塞堵漏、凝胶堵漏、打水泥堵漏、复合堵漏、柴油坂土浆堵漏等堵漏方法。笔者在这里主要介绍柴油坂土浆堵漏。

2017年5月31日该井钻至井深672m，起钻至井深527m遇阻后开泵倒划眼，中途循环（钻头位置516m）过程中发生失返性漏失。尝试用智能凝胶堵漏2次均不能建立循环，环空灌浆不见液面。被迫在不能循环情况下活动起钻，每班起钻只能起出2～3个单根。起钻期间尝试性堵漏2次，但未成功，最后决定用柴油坂土堵漏。

2 井漏机理研究

根据该井地表地貌及实钻岩性对比，钻进过程中，钻遇的基本都是如地表一样，大小不一的砾石，砾石间胶结疏松，空隙大，孔隙连通性好，孔隙内填充物少，且由于砾石的支撑作用，孔隙内的填充物处于欠压实状态。

3 堵漏难点分析

（1）漏点较多，所有漏点均有复漏的可能；

（2）钻具不能正常起下，注入堵漏浆的位置受到限制；

（3）漏失量大，地层孔隙连通性好，堵漏浆难以在漏失通道内停留；

（4）钻头水眼较小，且堵漏一旦失败，不能给后续起钻工作增加难度，堵漏剂的颗粒尺寸选择受到限制；

（5）表层井口未装封井器，无法憋压或环空挤注钻井液。

4 堵漏机理研究

烃基液体坂土浆堵漏机理：烃基液体坂土浆是由憎水性烃基液体与坂土按一定比例混配而成的，其中坂土属憎油材料，因此可配成固相含量很高的油基坂土混合物，当混合物被泵入漏层与水接触后，悬浮着的坂土颗粒开始水化，并从油中分离出来，结成一团坚韧的油泥块，从而达到堵漏的目的1]。

5 室内研究

5.1 烃基液体的优选

为了保证所配的坂土浆有相对安全的可泵性和沉降稳定性，室内对原油、脱水原油、柴油配制而成的不同浓度坂土浆的流动度和静析油量进行了测定。原油因为含水，无法配制成100%的坂土浆。柴油坂土浆有相对较高的流动度，但沉降稳定性较差，只需调整柴油的粘度，便可获得相对较高的沉降稳定性（见表1）。

5.2 柴油粘度控制

室内对柴油及加有不同油溶性处理剂的柴油进行了性能测试，如表2所示：加入0.5%有机土后能有效提高柴油的漏斗粘度和悬浮能力，对柴油坂土浆的流动性影响不大。

表1 不同烃基液体配制而成的坂土浆可泵性和沉降稳定性

表2 加有不同处理剂的柴油对坂土悬浮能力和流动度的影响

5.3 坂土含量（质量体积百分比）确定

室内用加有0.5%有机土的柴油配制成不同坂土含量的柴油坂土浆，并进行了柴油坂土浆的静析油量和加水析油量测试。结果表明：坂土含量达到70%以上静析吸油量均在6mL以内，说明具有较好的沉降稳定性[2]。柴油坂土浆加水搅拌均匀后静置35min时柴油基本被水置换完毕，最终析油量均在90mL左右，与坂土含量关系不大（见图1、图2）。

图1 不同坂土含量柴油坂土浆静析油曲线

图2 不同坂土含量柴油坂土浆加水析油曲线

室内对70%～100%柴油坂土浆进行了流动度测试（见表3），结果表明：90%～100%的柴油坂土浆流动性较差，为了使流动度达到16cm以上并尽量多地加入坂土，室内选择80%的坂土含量作为最终配方。

表3 不同坂土含量柴油坂土浆流动度

5.4 瞬时虑失量控制（API失水仪浆筒试验[3]）

室内用API失水仪在不加滤纸的情况下，将柴油坂土浆与钻井液1∶1混合后倒入钻井液杯测滤失量。试验发现，一定压力下的漏失量主要是初始漏失，一旦形成泥团堵住筛网，几乎不再出现漏失现象。进一步试验表明，10%801能有效防止柴油坂土浆在还未形成足够强度的泥团时漏入地层孔隙深处（见表4、表5）。

表4 0.7MPa压力下滤失量（mL）

表5 2MPa压力下虑失量（mL）

5.5 泥团强度测试

室内对不同钻井液与柴油坂土浆按不同配比混合后形成的泥柱进行了切段烘干称重，结果表明：钻井液的坂土含量对泥团的质量影响不大；柴油坂土浆配比越大，相同体积的泥团质量越高，说明泥团强度越高（见表6）。

室内将柴油坂土浆与钻井液按不同配比下混合后搅拌均匀，倒入装有直径为10mm钢珠的堵漏仪内40min后加压，记录溢出油水混合物时的压力值，配比为3时泥团滤失压力最高可达4.5MPa。

表6 柴油坂土浆与不同钻井液按不同配比混合后形成的泥团单位质量（g）

6 现场应用

6.1 施工过程

（1）清空20m3循环池待用；②放入少量柴油清洗配浆管线，将清洗完管线的柴油泵入其他不用的循环池；③放入11m3柴油，泵入1m3柴油至钻具内作为前置隔离液；④配制柴油坂土浆(10m3柴油+0.05t有机土+8t土粉+1t801,配制体积：13m3，粘度46s，密度1.38g/cm3)；④泵入柴油坂土浆；⑤替浆；⑥环空灌浆。

6.2 施工过程中泵压变化情况

现场以35L/s的排量泵入10m3柴油坂土浆，泵入过程中泵压由1MPa降至零。用同样的排量替浆8.6m3，替浆至 2m3时泵压由 2MPa升至4.5MPa，替至5m3时，泵压下降至3MPa，说明此时柴油坂土浆已开始出钻具进入井眼。整个施工过程泵压不高，说明柴油坂土浆具有较好的可泵性。

6.3 堵漏效果

静堵8h后，环空累计灌浆44m3，井口返出柴油。扶正器明显可以看出被析出的柴油浸泡过。钻具起出后，下通井钻具至567m开泵，排量7L/s，泵压0MPa，出口返出，提排量至15L/s，泵压0MPa，出口返出，提排量至19L/s，出口失返。说明柴油坂土浆有一定的堵漏效果，但承压能力不够，随后通过打水泥完成了对该井的堵漏。

7 结论

（1）柴油坂土浆的配制过程中，沉降稳定性和流动度是2个关键性指标。

（2）柴油坂土堵漏技术适用于浅井失返性恶性漏失。

（3）柴油坂土浆堵漏后，大量坂土进入漏层，减小了漏失通道，降低了后续堵漏的难度。