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海上某盆地胶结型防漏堵漏钻井液技术

贺垠博 许杰 崔国杰 张磊 林海 陈卓 金经洋

贺垠博,许杰,崔国杰,等. 海上某盆地胶结型防漏堵漏钻井液技术[J]. 钻井液与完井液,2024,41(1):68-75 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.01.007
引用本文: 贺垠博,许杰,崔国杰,等. 海上某盆地胶结型防漏堵漏钻井液技术[J]. 钻井液与完井液,2024,41(1):68-75 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.01.007
HE Yinbo, XU Jie, CUI Guojie, et al.Research on cementing and loss prevention drilling fluid technology during drilling in the sea basin[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(1):68-75 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.01.007
Citation: HE Yinbo, XU Jie, CUI Guojie, et al.Research on cementing and loss prevention drilling fluid technology during drilling in the sea basin[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2024, 41(1):68-75 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.01.007

海上某盆地胶结型防漏堵漏钻井液技术

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2024.01.007
基金项目: 国家自然科学基金青年科学基金项目“智能钻井液聚合物处理剂刺激响应机理与分子结构设计方法研究”(52004297)。
详细信息
    作者简介:

    贺垠博,博士,中国石油大学(北京)石油工程学院教师,主要从事油气井化学与工程方面的研究工作。E-mail:heyb@cup.edu.cn

  • 中图分类号: TE254.3 TE282

Research on Cementing and Loss Prevention Drilling Fluid Technology During Drilling in the Sea Basin

  • 摘要: 分析了我国海上某盆地地质特征和历史井漏情况,明确了该盆地钻井防漏堵漏难点:地层裂缝发育且存在微米级至毫米级的多尺度裂缝,甚至裂缝和孔、洞并存,导致堵漏材料选配难、一次堵漏成功率低;地层发育大段风化壳、部分地层破碎严重、钻井中裂缝极易二次发育等,导致恶性漏失甚至失返性漏失等复杂情况。针对上述难点,以聚乙烯醇、聚丙烯酸以及含邻苯二酚结构的有机物为原料,合成了一种胶结型堵漏剂BFD-1。实验结果表明,人造疏松岩心在加有4% BFD-1的水溶液中浸泡后,岩心抗压强度提高率达19.34%。以BFD-1为核心,复配现场常用堵漏材料,构建了适用于不同尺寸范围漏失通道的防漏堵漏钻井液体系,具良好的防漏堵漏性、胶结性,并可有效阻止压力传递。研究成果可为该地区钻井井漏防治提供有力技术支撑。

     

  • 图  1  下扬子陆域地区各地层岩石特征

    图  2  寒武系幕府山组泥页岩扫描电镜下孔隙及裂缝特征

    图  3  不同层位的综合裂缝指数图

    图  4  BFD-1的分子结构简式(R1为PAA链)

    图  5  BFD-1和PVA的红外光谱图

    图  6  BFD-1固化前后岩石表面微观形貌

    图  7  不同防漏堵漏体系对10~20目砂床的承压堵漏效果

    图  8  经不同防漏堵漏钻井液承压堵漏后形成的砂床外观

    图  9  堵漏实验后各砂床的单轴点载荷抗压强度

    图  10  堵漏前后的1 mm、3 mm直角缝板外观(7#钻井液)

    图  11  BFD-1对低渗人造岩心的压力传递实验结果

    图  12  目标盆地XX-1井现场堵漏施工参数图

    表  1  目标盆地钻井井漏情况及堵漏工艺总结

    井号漏失层位漏失深度/m漏失速度/(m3·s−1漏失类型漏失原因堵漏工艺
    东X井幕府6022.0010.80渗漏、裂缝性漏失灰质白云岩裂缝发育静止堵漏
    山组
    灯影组6128.4415.90渗漏、裂缝性漏失灯影组裂缝发育,
    且顶部发育风化壳
    静止堵漏
    CZ-X井灯影组6129.479.04渗漏、裂缝性漏失浅灰色白云岩发育溶蚀
    孔洞和裂缝
    静止堵漏
    青龙组1189.746~40渗漏-恶性漏失、裂缝性漏失三叠系青龙组顶部风化壳
    发育、裂缝尺度大
    静止堵漏+
    挤注水泥
    青龙组1326.89钻具放空失返恶性漏失恶性漏失、溶洞性漏失发育溶洞海水强钻
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    表  2  人造疏松岩心在不同测试液高温    (150 ℃)浸泡后的单轴抗压强度

    岩心浸泡介质单轴抗压强度/MPa平均值/MPa
    1#清水1.751.81
    2#清水1.86
    1#4% BFD-1溶液2.132.16
    2#4% BFD-1溶液2.19
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    表  3  不同防漏堵漏钻井液在不同尺寸缝板下的承压以及累计漏失量

    缝板尺寸及
    类型
    堵漏
    体系
    在不同压力(MPa)下的累计漏失量/mL
    12345678
    1 mm
    梯形缝板
    6#1215191920212121
    7#911151718181818
    1 mm
    直角缝板
    6#2327303537394040
    7#2126293135363738
    3 mm
    梯形缝板
    6#132159176193205211219222
    7#83105111121129135147150
    3 mm
    直角缝板
    6#258360450全漏
    7#190218235256264268269270
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    表  4  防漏堵漏钻井液选配对策

    漏失通道尺寸堵漏材料配方使用方案
    小于521.3 μm 1%BFD-1+1.5%SZDL+1.5%SEAL+
    1.5%BLN1+2%果壳+2%云母片
    从混合漏斗处加入一定比例的复合堵漏剂
    521 μm~1 mm1% BFD-1+2%SZDL+2%SEAL+2%BLN1+
    2%果壳+2%云母片
    从混合漏斗处加入一定比例的复合堵漏剂
    1~3 mm 1.5%BFD-1+2.5%SZDL+3%SEAL+2%BLN1+
    2%BLN2+2%BLN3+3%果壳+5%云母片+5%蛭石
    从混合漏斗处加入一定比例的复合堵漏剂后,
    适当停钻以待胶结固化充分
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出版历程
  • 收稿日期:  2023-09-12
  • 修回日期:  2023-11-25
  • 刊出日期:  2024-02-02

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