裂缝性漏失的桥塞堵漏钻井液技术.docx

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第29卷第3期2012年5月

钻井液与完井液

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Vol.29No.3

May2012

【理论研究与应用技术】

裂缝性漏失的桥塞堵漏钻井液技术

赵正国1,蒲晓林,王贵，黄书红1,向朝纲1,杨哲2

(1.西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室，成都；2.中石油西南油气田公司工程技术监督中心，四川广汉)

赵正国等.裂缝性漏失的桥塞堵漏钻井液技术[J].钻井液与完井液，2012,29(3):44-46.

摘要利用新研制的模拟裂缝封堵装置，开展了裂缝桥塞堵漏的实验研究，对比了不同形态裂缝的堵漏效果，分析了裂缝性漏失的桥塞堵漏规律。结果表明：新研制的裂缝堵漏实验装置有更好的模拟裂缝堵漏的能力，该装置模拟的裂缝具有较长的深度，实验完成后可以打开裂缝模块，观察堵漏材料在裂缝内的封堵位置和形态，探索桥接堵漏材料封堵裂缝的机理和规律；堵漏材料在裂缝“喉部”和“腰部”形成封堵段塞是堵漏成功的标志；裂缝的长度与裂缝壁面的粗糙度对堵漏效果有较大的影响。

关键词裂缝性漏失；模拟裂缝封堵装置；桥塞堵漏；堵漏材料

中图分类号：TE282文献标识码：A文章编号：1001-5620(2012)03-0044-03

裂缝性漏失是石油钻井工程中遇到的最普遍的漏失类型，复杂性强且难于解决。裂缝性漏失造成钻井液的大量损失，增加了油气井的钻井成本，延长了油气井的建井周期，严重影响石油天然气资源的勘探开发进程[1-2]。目前应用最广泛的堵漏方法是桥塞堵漏，由于桥塞堵漏施工依赖于现场经验，具有一定的盲目性，堵漏成功率较低，因此，开展对裂缝性漏失的桥塞堵漏钻井液的理论与实验研究，设计科学的桥塞堵漏钻井液评价方法134,合理选取桥接堵漏材料的种类、浓度与粒度级配15-8,对提高裂缝性漏失防漏堵漏的认识层次、选取科学合理的钻井液堵漏技术、提高钻井工程安全性和钻井成功率都有着积极的现实意义[9-10]。针对裂缝性漏失的基本特征，利用研制出的模拟裂缝堵漏实验装置，进行了裂缝性漏失的桥塞堵漏室内实验研究，探讨了桥接堵漏材料在裂缝内的封堵规律。

1实验部分

1.1实验装置

实验所用的模拟裂缝堵漏装置由西南石油大学CNPC钻井液重点研究室研制，该装置模拟的裂缝

具有较长的深度，实验完成后可以打开裂缝模块，观察堵漏材料在裂缝内的封堵位置和形态，探索桥接堵漏材料封堵裂缝的机理和规律。

该装置结构由主体装置、裂缝模块和压力源3部分组成，主体结构示意图如图1所示。装置的核心部分是裂缝模块，裂缝模块如图2、图3所示。该实验装置密封效果好、操作简单、使用方便；裂缝板为楔形裂缝，可以组合形成不同开口尺寸的裂缝漏失通道；裂缝模块壁面粗糙度可以通过黏贴砂纸来改变，用于模拟光滑壁面裂缝和粗糙壁面裂缝。

图1模拟裂缝堵漏装置示意图

1.2实验材料

实验所用的桥接堵漏材料主要为刚性(碳酸钙)

第一作者简介：赵正国，1987年生，在读硕士研究生，主要从事钻井液化学与力学方向研究工作。地址：四川省成都市新都区西南石油大学石油工程学院；邮政编码610500;电E-mail:zhengguo_med@163.com。

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第29卷第3期赵正国等：裂缝性漏失的桥塞堵漏钻井液技术45

颗粒、核桃壳、橡胶粒、纤维材料等，实验用基浆为6%膨润土+6%Na?CO?(土量)+1%CMC-HV。

对实验用的桥接堵漏材料进行了粒度分级：2.0～0.9

mm(A)、0.90～0.45mm(B)、0.45～0.30mm(C)、0.3～0.2mm(D)、0.2～0.15mm(E)、0.106mm(F)、0.054mm(G)。

f垫片0.5mme垫片2mm

d垫片1mm

裂销mm

b裂输4mn

b

a装键2mm

a

图2不同尺寸的模拟裂缝

图3光滑壁面裂缝与粗糙壁面裂缝

1.3实验结果与分析

考察了单一堵漏材料多级粒径复配和多种堵漏材料多级粒径复配的堵漏效果。以开口尺寸为2mm的裂缝模块为例，列举了几组典型堵漏材料的复配及其在裂缝中的堵漏效果，结果如表1所示。表1中短楔形裂缝为API模拟裂缝堵漏评价仪——DL型堵漏实验装置中的裂缝模块。

表1在基浆中加入不同堵漏材料的堵漏效果

配方

堵漏材