可酸化凝胶堵漏技术研究

2020-03-11王超

科学与财富 2020年34期

王超

摘要：裂缝和溶洞性严重漏失，是制约当前钻井时效提高的重要因素之一。严重性的漏失，用常规的桥堵和水泥固化堵漏难度都很大，并且效果不佳。桥堵方法承压能力不高，对较大裂缝或孔洞没有效果，有效作用时间短。水泥体系由于其触变性不强、在裂缝和孔道中滞流效果不好，固化后体积缩小、特别是水泥浆闪凝不易控制，施工风险大，且会对储层造成永久污染。从国内外堵漏技术的发展趋势看，对付裂缝、孔洞性的严重漏失，采取井壁封堵固化技术提高井眼承压和稳定能力，且污染的油层易于解堵，能够有效保护储层。

关键词：井漏;钻井液;钻井;压力

1.室内评价试验

可酸化高效凝胶堵漏工艺技术，是利用一种含有多种无机物与各种有机聚合物的堵漏剂，注入漏层后具有凝固强度高，且凝固强度可调，特别是在凝固后凝固体积不缩小等特点，特别适合于高渗透及裂缝性地层的堵漏，堵漏效果好。

1.1室内封堵率试验

1.1.1物理模型

本实验采用均质液体稳定渗流水测渗透率的方法进行封堵实验。该方法是以二维单向液体平面径向流稳定渗流的基本理论为出发点，在渗流过程中平面上任一点的渗流速度和压力是两个坐标轴（X和Y）的函数，渗流速度和压力等运动要素不随时间而变化。这是属于稳定渗流过程，按照模拟条件的要求，在径向流模型上进行恒定速度的注水实验，在模型出口端记录流体的产液量和时间以及模型两端的压差，用平面径向流公式处理实验数据，求得地层渗透率。

1.1.2测定岩心渗透率

将六通阀进出口、岩心出液孔均打开，打开电源，起动泵，将储水容器内的水泵入岩心，使岩心饱和水，待压力稳定后，用量筒计量出口端的产液量，同时用秒表记下时间，由公式：流量=产液量/时间算出流量，从压力表读出压差、记录数据，由公式k=QμLn（Re/Rw）/2πh△p求得调剖前岩心的渗透率。

按配方的要求，用量筒取一定量的水倒入烧杯内，称取一定量的堵剂倒入烧杯内搅拌5min，再用滴管吸取一定量的助性剂，滴入烧杯内，继续搅拌10min。关闭六通阀，岩心出口端打开，将搅拌均匀的调剖液用带有刻度的注射器从井筒注入高渗层，记录注入量，完毕再注入6ml清水将调剖液替入地层。关闭所有阀门，等待调剖液固化，每隔约3～4h测一渗透率，直到24h。

测完一组渗透率后，再进行酸化解堵，目的是想了解该堵漏剂的暂堵性。酸的配方：HCL12%，HF5%，XFZ-1防淤查剂2%。用注射器注入土酸适量，关20min后开泵，使残酸和反应产生的气体排出，完毕测量岩心的渗透率。

1.1.4实验结果分析

通过对实验结果进行分析，得到如下认识：该堵漏剂有明显的堵漏效果，测定数据表明，注入堵漏剂后岩芯渗透率明显下降，其封堵效果在88.8%-99.68%之间。如下图所示，向模型注入20%浓度的20ml堵漏剂后，模型的渗透率从堵前的509毫达西下降到堵后的23.85毫达西，从封堵效果角度看，堵剂进入岩石孔隙后，主要封堵了大孔道。从实验现象分析，在堵漏剂注入过程中，注入压力逐渐上升且压力上升速度加快，表明堵漏剂首先进入大孔道并在孔道中沉积和封堵大孔道，然后再进入小孔道及封堵小孔道。由此得到认识，该种堵漏剂可以有效封堵地层。堵漏剂堵后，再用土酸（12%HCL+3%HF）酸化，基本可以恢复到堵前渗透率。图1是封堵前后渗透率变化图。模型的渗透率封堵前为936.03毫达西，封堵后为12.20毫达西，经过酸化处理，渗透率可恢复到754.39毫达西。

1.2有效封堵体积

取100mL水放人150mL的烧杯中，分别加入不同量的固化堵剂及油井水泥，搅拌10min，静置15min.测量两种堵漏剂产生的有效封堵体积。

通过表1可见固化堵剂具有很强的封堵能力，膨胀性能和良好的悬浮稳定性及携带性能。水泥堵漏存在的施工难度大、风险高问题。

1.3抗压强度

通过表2可见，试验利用抗压强度试验仪测定不同配方固化堵剂在不同时间的抗压强度，结果表明：固化堵剂具有一定的承压能力：堵漏承压能力、抗返排能力突出，具有一次性堵死漏层的能力。

1.4封堵深度

取500mL工业水，分别加入不同量的固化堵剂及油井水泥，低速搅拌15min，在0.75MPa的压力下压制7.5min后，测量两种堵漏剂形成的滤饼厚度。

结果表明，两种堵漏剂加量相同时，形成的滤饼厚度相差很大。加量为10%时，固化堵剂的滤饼厚度为1.8cm，而水泥的仅为0.2cm;随加量的增大，固化堵剂的滤饼明显增厚，而水泥的变化较小。

1.5触变性

作为堵漏液，应有较强的触变性优势：在泵入堵漏液時，流体在泥浆泵高速剪切下有很好的流动性，泵压不会太高;当流体进入漏层停泵后，粘度迅速升高，堵漏液就不会在漏层中流失太远，起到堵漏的目的。

1.6稠化时间

堵漏液的稠化时间是由促凝剂来控制的，加量 3%-6%，根据施工要求可以任意调节。未加促凝剂的堵漏液稠化时间很长，为在泥浆罐中配浆留下足够的时间。堵漏液准备入井前，加入设计量的促凝剂搅拌5-10min，将其混匀，然后注入井内。