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活跃水缝洞漏失堵漏模拟评价装置及实验研究

刘金华 李大奇 李凡 宋碧涛 杨云龙

刘金华,李大奇,李凡,等. 活跃水缝洞漏失堵漏模拟评价装置及实验研究[J]. 钻井液与完井液,2023,40(2):169-175 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.02.004
引用本文: 刘金华,李大奇,李凡,等. 活跃水缝洞漏失堵漏模拟评价装置及实验研究[J]. 钻井液与完井液,2023,40(2):169-175 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.02.004
LIU Jinhua, LI Daqi, LI Fan, et al.Simulation device and experimental study on leakage and plugging of active water fracture hole[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2023, 40(2):169-175 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.02.004
Citation: LIU Jinhua, LI Daqi, LI Fan, et al.Simulation device and experimental study on leakage and plugging of active water fracture hole[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2023, 40(2):169-175 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.02.004

活跃水缝洞漏失堵漏模拟评价装置及实验研究

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2023.02.004
基金项目: 基金项目:国家科技重大专项“海相碳酸盐岩超深油气井关键工程技术”(2017ZX05005-005);中石化科技攻关项目“海相缝洞型特大漏失高效堵漏技术研究”(P17002-3)
详细信息
    作者简介:

    刘金华,高级工程师,1976年生,2006年毕业于中国石油大学(北京),现在从事钻井液防漏堵漏技术研究及现场技术支持工作。电话(010)56606836;E-mail:liujinhua.sripe@sinopec.com

  • 中图分类号: TE282

Simulation Device and Experimental Study on Leakage and Plugging of Active Water Fracture Hole

  • 摘要: 针对目前没有活跃水缝洞漏失层模拟装置的现状,在调研含活跃水缝洞漏失层特点的基础上,明确了堵漏模拟装置需要实现的功能和相对应的参数,确定了装置结构及组成部分,开发了活跃水缝洞漏失堵漏模拟装置,该装置由缝洞模拟系统、地层水模拟系统、堵漏浆注入系统、井筒模拟系统和数据采集系统等五部分组成,可模拟10 m/min的水流速度,抗压2 MPa,满足大部分含活跃水缝洞漏失堵漏要求,为活跃水层缝洞漏失堵漏提供了实验条件。利用该装置评价了凝胶在活跃水漏失层中的滞留影响因素,结果表明,针对常压下的含水漏失层,当凝胶的泵入速度大于1.2倍水流速度、凝胶黏结力大于10.1 N/m2、凝胶密度介于1.1~1.2 g/cm3凝胶滞留效果较好,为活跃水缝洞漏失层堵漏施工提供了指导。

     

  • 图  1  模拟缝洞示意图

    图  2  可固化凝胶在流动水漏失通道中形成的封堵层

    表  1  凝胶泵入速度对滞留的影响

    序号凝胶泵入速度/
    m·min−1
    水流速度/
    m·min−1
    滞留情况
    11.51.5凝胶不能逆水流方向流动
    21.8凝胶可逆水流动
    32.0凝胶可逆水流动
    43.03.0凝胶不能逆水流方向流动
    53.6凝胶可逆水流动
    65.0凝胶可逆水流动
    75.55.5凝胶不能逆水流方向流动
    86.6凝胶可逆水流动
    98.0凝胶可逆水流动
    108.38.3凝胶不能逆水流方向流动
    1110.0凝胶可逆水流动
    1212.0凝胶可逆水流动
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    表  2  凝胶浓度与黏度及黏结力的对应关系

    序号凝胶/%黏结力/(N·m−2
    10.51.1
    21.02.8
    31.510.1
    42.015.2
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    表  3  不同黏度凝胶的在30 mm裂缝中的滞留情况

    序号凝胶/
    %
    凝胶泵入速
    度/(m·min−1
    滞留情况
    1 1.0 3.0 泵入过程中不可逆水流而行,停泵凝胶后不能滞留
    2 1.0 3.6 泵入过程中可逆水流而行,停泵凝胶后不能滞留
    3 1.0 6.0 泵入过程中可逆水流而行,停泵凝胶后不能滞留
    4 1.5 3.0 泵入过程中不可逆水流而行,停泵凝胶后,凝胶仍可滞留
    5 1.5 3.6 泵入过程中可逆水流而行,停泵凝胶后,凝胶仍可滞留
    6 1.5 6.0 泵入过程中可逆水流而行,停泵凝胶后,凝胶仍可滞留
    7 2.0 3.0 泵入过程中不可逆水流而行,停泵凝胶后,凝胶仍可滞留
    8 2.0 3.6 泵入过程中可逆水流而行,停泵凝胶后,凝胶仍可滞留
    9 2.0 5.0 泵入过程中可逆水流而行,停泵凝胶后,凝胶仍可滞留
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    表  4  不同密度凝胶的在30 mm裂缝中的滞留情况

    序号ρ凝胶/
    g·cm−3
    凝胶泵入速度/
    (m·min−1
    滞留情况
    1 1.1 3.0 泵入过程中不可逆水流而行,停泵凝胶后可滞留,60 min后仍可滞留
    2 1.1 3.5 泵入过程中可逆水流而行,停泵凝胶后可滞留,60 min后仍可滞留
    3 1.1 6.0 泵入过程中可逆水流而行,停泵凝胶后可滞留,60 min后仍可滞留
    4 1.2 3.0 泵入过程中不可逆水流而行,停泵凝胶后,凝胶可滞留,但26 min后上部出现1~2 cm的漏失通道
    5 1.2 3.5 泵入过程中可逆水流而行,停泵凝胶后,凝胶可滞留,但32 min后上部出现1~2 cm的漏失通道
    6 1.2 6.0 泵入过程中可逆水流而行,停泵凝胶后,凝胶可滞留,但42 min后上部出现1~2 cm的漏失通道
    7 1.3 3.0 泵入过程中不可逆水流而行,停泵凝胶后,凝胶可滞留,但15 min后上部出现1~2 cm的漏失通道
    8 1.3 3.5 泵入过程中可逆水流而行,停泵凝胶后,凝胶可滞留,但18 min后上部出现1~2 cm的漏失通道
    9 1.3 5.0 泵入过程中可逆水流而行,停泵凝胶后,凝胶可滞留,但22 min后上部出现1~2 cm的漏失通道
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出版历程
  • 收稿日期:  2022-12-20
  • 修回日期:  2023-02-10
  • 刊出日期:  2023-03-30

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