CN102443382A

CN102443382A - 适合大型漏失的堵漏剂及其制备方法和堵漏工艺

Info

Publication number: CN102443382A
Application number: CN2011103453245A
Authority: CN
Inventors: 陈华; 张建卿; 吴付频; 刘兆利; 赵福荣; 孙志强; 贾彦强; 刘乃春
Original assignee: CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Current assignee: CNPC Chuanqing Drilling Engineering Co Ltd
Priority date: 2011-11-04
Filing date: 2011-11-04
Publication date: 2012-05-09

Abstract

本发明涉及一种适合大型漏失的堵漏剂及其制备方法和堵漏工艺，适用于反复性大型漏失，属于石油钻井领域。堵漏剂包括如下质量比的组份：清水：HSD（HHH）：HD-1：HD-2：LD-102：DF-A：重晶石=100：12～15：4～5：7～8：4～5：30。本发明通过加强体系中各组分之间的相互作用，最大限度地增强其堵漏剂进入漏层的结构强度，保持在注入漏层后随时间逐渐增强的趋势，进一步提高漏层的承压能力，能够解决反复性失返性大型漏失井的漏失问题，克服现有堵漏存在的上述问题提高了单次堵漏成功率。

Description

适合大型漏失的堵漏剂及其制备方法和堵漏工艺

技术领域

本发明涉及一种适合大型漏失的堵漏剂及其制备方法和堵漏工艺，适用于反复性大型漏失，属于石油钻井领域。

背景技术

在现有的钻探施工过程中，渗透性漏失发生频繁。常用的是以“桥塞堵漏、桥塞+水泥浆堵漏、石子+桥塞+水泥浆堵漏、凝胶堵漏、凝胶+水泥浆、石子+凝胶+水泥浆堵漏”等为主的常规防漏、堵漏工艺技术，并在堵漏的实践中发挥了十分重要的作用。但常规堵漏工艺一次性堵漏成功率较低，需要进行多次综合堵漏，方能堵漏成功。导致堵漏成功率低的主要因素如下：

1、有的存在程度不同的区域性渗透性漏失和裂缝性漏失。大部分属于大孔隙高渗低压地层,采用常规堵漏工艺很难一次性提高地层承压能力，导致了多次漏失，反复堵漏的现象。

2、有的勘探开发工作向广度和深度的推进，钻井井区不断增加、扩大，井型从直井、定向井逐渐扩展到水平井。随着水平井大规模的开发，为了井下安全，水平井需要更大的密度提升空间，但带来井漏与井塌的矛盾日益突出，气田防漏堵漏工作面临着巨大挑战，常规堵漏工艺和堵漏材料承压效果差，不能满足水平井施工需要。

3、目前所用的几种凝胶堵漏体系内部结构松散，缺乏统一的结构整体性，从而导致其材料自身的抗压强度严重不足，与漏层无胶结，随着泥浆的冲刷，易沿着漏失通道流失，导致堵漏成功率低。

4、常规堵漏体系一旦形成，体系结构不再变化，并随时间变化，在地层中后期其整体的抗压强度下降趋势；随着后期钻进过程中钻井液反复冲刷，井漏复发几率增多，极大的损失了堵漏时间和堵漏费用。

5、当遇大段泥岩时，需要更大的密度提升空间，在提升密度时多口井发生渗透性漏失，因其保护产层，注水泥堵漏不能施工，常规桥塞堵漏不能满足要求，易发生反复性漏失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种适合大型漏失的堵漏剂及其制备方法和堵漏工艺，本发明通过加强体系中各组分之间的相互作用，最大限度地增强其堵漏剂进入漏层的结构强度，保持在注入漏层后随时间逐渐增强的趋势，进一步提高漏层的承压能力，能够解决反复性失返性大型漏失井的漏失问题，克服现有堵漏存在的上述问题提高了单次堵漏成功率。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种适合大型漏失的堵漏剂，其特征在于，包括如下质量比的组份：包括如下质量比的组份：清水：HSD（HHH）：HD-1：HD-2：LD-102：DF-A：重晶石=100：12～15：4～5：7～8：4～5：30，其中，HSD（HHH）为钻井液用酸溶性堵漏剂， HD-1，HD-2为钻井液用综合堵漏剂，LD-102为钻井液用橡胶颗粒，DF-A为钻井液用单向压力封堵剂。

所述钻井液用橡胶颗粒LD-102的粒度为5-10目。

所述重晶石为钻井液用加重剂，其粒度为20-60目。

一种适合大型漏失的堵漏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按比例顺序加入清水、钻井液用酸溶性堵漏剂HSD（HHH）、钻井液用综合堵漏剂HD-1和HD-2、钻井液用橡胶颗粒LD-102、钻井液用单向压力封堵剂 DF-A，最后加入重晶石为钻井液用加重剂，溶解和混合形成堵漏剂。

所述制备方法中，采用高压混合漏斗将各组份加入清水中，柴油机转速为800-1000转，排量为24-28L/S，同时开启循环罐搅拌器，使各组份充分溶解和混合。

一种适合大型漏失的堵漏剂的堵漏方法，其特征在于，包括如下步骤：光钻杆下到漏层以上30-40米向漏层打入堵漏剂，出钻具1-2方后关封井器并向漏层挤入堵漏浆，再用原浆把钻具内的复合结构塞体浆液全部挤入漏层，挤压时不超过6MPa，挤入量大于15方，关井稳压大于30-60分钟，泄压同时观察吐出量，待堵漏结束后静止2-3小时后，钻具下到漏层以下30-50米，开泵循环出堵漏剂。

所述挤入堵漏剂时，采用双凡尔或单凡尔挤入。

采用本发明的优点在于：

一、采用本发明的堵漏剂，加强了体系中各组分之间的相互作用，最大限度地增强其堵漏剂进入漏层的结构强度，保持在注入漏层后随时间逐渐增强的趋势，进一步提高漏层的承压能力，能够解决反复性失返性大型漏失井的漏失问题，并提高了单次堵漏成功率。

二、本发明与注水泥堵漏相比，复合结构塞体堵漏采用现场原有设备，可以不受时间和设备限制，随时施工操作。同时候凝时间短，施工过程中无须等停，缩短了堵漏损失时间，与此同时，井下风险系数低，入井钻具组合可以根据井下情况需要任意下入，避免了多次起下钻倒换钻具结构所损失的时间。

三、本发明比桥塞+水泥浆堵漏或凝胶+水泥浆更经济，安全，并增强了漏失井单次堵漏成功率。

四、本发明与桥塞堵漏相比，复合结构塞体堵漏后，体系结构稳定、与漏层胶结性好、承压强度高，维持时间长，后期钻进过程中发生反复性漏失的机率小，避免了施工过程中由于循环压力过高而造成蹩漏地层，井漏复发几率增多的现象，极大的节省了堵漏时间和堵漏费用。

五、现有的水平井水平段堵漏施工，常规凝胶+桥塞堵漏承压弱，结构不强，不能满足钻井要求，堵漏后经常复发；在水平段注水泥堵漏施工风险极大，且不可避免的破坏产层，而本发明在水平段堵漏与其相比具有体系结构强，承压能力高，且能保护产层，施工后漏失不易反复。

六、采用本发明的堵漏工艺，可以控制漏层内流入的堵漏浆量，同时也避免了由于瞬时蹩入钻井液量太多而导致蹩通漏失通道或蹩大裂缝张开口径，改变了以往挤封过程中由于漏失通道蹩通或孔径蹩大而造成反复施工或挤封失败的现象，通过复合结构塞体堵漏从而使漏层承压能力提高了2～4MPa，达到了一次性堵漏的效果，避免后期钻井中出现的反复漏失的现象，现场施工操作简单、快捷，堵漏后承压效果持久，不易反弹。

七、本发明用于鄂尔多斯盆地钻井过程处理井漏复杂作业中，主要用于大型漏失使用桥塞堵漏或凝胶+桥塞后，漏失量相对较小，但仍然不能正常钻进或注水泥效果不是很好，采用复合结构塞体堵漏工艺堵漏。

八、本发明适用于鄂尔多斯盆地苏里格气田、各种井深和井型，将该破裂地层的承压能力提高到2~4MPa以上。

九、本发明特别适用于苏里格水平井所使用的无土相复合盐水体系，是对气井水平井钻井液体系有力的技术支撑。

十、复合结构塞体堵漏技术堵漏后，体系结构稳定、与漏层胶结性好、承压强度高，维持时间长，后期钻进过程中发生反复性漏失的机率小，极大的节省了堵漏时间和堵漏费用，能降低漏失复发率，有很好的市场应用前景。

由上有益效果可知，本发明具有体系结构稳定、与漏层胶结性好、承压强度高，维持时间长，后期钻进过程中发生反复性漏失的机率小，极大的节省了堵漏时间和堵漏费用，能降低漏失复发率，有很好的市场应用前景。复合结构塞体堵漏技术先后在苏里格气田现场试验了7口井，共堵漏20多次：其中3口井堵漏后期实施该堵漏技术均一次成功，再无复发，堵漏一次成功率达100%。

具体实施方式

实施例1

一种适合大型漏失的堵漏剂，包括如下质量比的组份：清水：HSD（HHH）：HD-1：HD-2：LD-102：DF-A：重晶石=100：12：4：7：4：30，其中，HSD（HHH）为钻井液用酸溶性堵漏剂，主要成分为石棉纤维；HD-1，HD-2为钻井液用综合堵漏剂，主要成分为核桃壳、杏仁壳、棉籽壳、锯末、棕丝粉碎混合而成，1型以粗粒度为主，2型以细粒度为主；LD-102为钻井液用橡胶颗粒，粒度5目；DF-A为钻井液用单向压力封堵剂；重晶石为钻井液用加重剂，化学式BaSO4 ,粒度 20目，以上药品市场均有售。

一种适合大型漏失的堵漏剂的制备方法，是由以下组分按下述质量比进行配制：清水：HSD（HHH）：HD-1：HD-2：LD-102：DF-A：重晶石=100：12：4：7：4：30，所述的施工工艺为复合结构塞体钻井液配置工艺，先清理干净循环罐加满清水按上述比例加入钻井液用酸溶性堵漏剂HSD（HHH）、再加入钻井液用综合堵漏剂HD-1，HD-2、钻井液用橡胶颗粒LD-102，钻井液用单向压力封堵剂 DF-A，最后加入重晶石为钻井液用加重剂。

所述的处理剂在混合时，使用高压混合漏斗加药，柴油机转速为800转，排量为24L/S，同时开启循环罐搅拌器，保证药品的充分溶解和混合形成复合结构塞体堵漏剂。

一种适合大型漏失的堵漏剂的堵漏方法，包括如下步骤：光钻杆下到漏层以上30米向漏层打入堵漏浆，出钻具1方后关封井器并向漏层挤入堵漏浆，再用原浆把钻具内的智能凝胶全部挤入漏层，挤压时不超过6MPa，挤入量大于15方，关井稳压大于30分钟，泄压同时观察吐出量，待堵漏结束后静止2小时后，钻具下到漏层以下30米，开泵循环出堵漏剂。

所述挤入堵漏剂时，采用双凡尔或单凡尔挤入。

实施例2

3500ml清水+0.4%GD-1+6%DF-A+5%HD-2+2%LD-102+0.4%GD-1胶液基浆砂床堵漏实验

实施例3

3500ml清水+0.8%GD-1+15%HD-1+4%HD-2+4%LD-102+3%DF-A+20%石灰石+3%石子

实施例4

3500ml清水+6%白土+0.15CMC+15%HD-1+4%HD-2+4%LD-102+3%DF-A+20%石灰石+3%石子

实施例5

3500ml清水+15%XHD+60%重晶石+10%HD-2用5mm裂缝试验

实施例6

3500ml清水+0.1%CMC+6%白土+3%HD-1+10%HD-2+2%DF-A +5%LD-102封堵5mm裂缝试验

实施例7

HHH、XHD、SQD-98泥饼强度的对比实验:

配置30%的高效堵漏剂，在中压失水仪上做失水，得到泥饼，然后进行对比分析。

实施例8

实施例9

40564钻井队承钻的苏5-12-8AH丼，钻至3444米，泵压下降0.5mPa(泥浆性能：密度1.22g/cm3、粘度47秒，失水：3ml，漏失量达到42方/小时，起钻下光钻杆至井深2500米进行桥塞堵漏。配堵漏浆35方（H2O + 0.4% GD-1+ 5% LD-102 +5%DF-A +15%重晶石+ 8% HD-2+ 5% HD-1 + 0.3-4% GD-1），打入堵漏浆24.6 m³，挤入32.59m³，压力最高7MPa，稳压2MPa，35min压力降为零. 循环观察无漏失后下钻至井深2831m（刘家沟2515—2835米），整体密度提至1.25-1.26 g/cm³ 时再次出现漏失，最高漏速36 m3/h，起至井深2513米。配堵漏浆45方（H2O + 13% HHH+5%LD-102 +20%重晶石 +10% HD-2 +8%核桃壳，比重1.38-1.40）；注入堵漏浆25.57m³ ，挤入30.67 m³，最高7.8MPa，稳压3.2MPa,50min降为2MPa，斜井段完钻未发生漏失。

该井进入水平段后钻进至3968米提比重（1.33 g/cm3）过程中再次发生失返性漏失，经过常规桥塞堵漏10次无效果，且甲方要求禁止注水泥施工，后决定采用复合结构塞体堵漏工艺进行了4次堵漏施工，至水平段完钻。

实施例10

50672钻井队承钻的苏5-3-16H2丼，在井深2660 m（刘家沟井段：2575-2890米）发现间断性渗漏，漏速为1-3m3/h，加入DF-A进行随钻堵漏后正常，井深2870米，密度1.09 g/cm3，粘度39s，时（2817米转化泥浆）再次发生井漏, 漏速为1-3m3/h,在泥浆中间段加入DF-A进行随钻堵漏，继续钻进至井深3581米时增大为5-10 m3/h,随后泥浆失返，起钻下光钻杆至2630米, 配制50 m3，4%DF-A+8%HD-Ⅱ+20%重晶石+6%LD-102，打入堵漏浆24.5m3，关井挤封间断性泵入23 m3，最高泵压4.7MPa,稳不住压。堵漏完静止2小时后，循环观察发现漏失量为3-4 m3/h，决定采用复合结构塞体再次进行桥塞承压堵漏。配堵漏浆45方（H2O + 13% HHH+ 5%LD-102 +20%重晶石 +10% HD-2 +8% 20—40目压裂砂，比重1.38-1.40）；光钻杆下深2630米处泵入高效桥塞堵漏浆24.5m3，关井挤入20.2 m3，最高6.5Mpa，50min.稳压2.5Mpa。静止观察1小时后，开井循环未发现漏失至斜井段完井未发生漏失。

实施例11

40909钻井队承钻的苏东46-6井发生漏失后，其中一次复合结构塞体堵漏工艺与注水泥堵漏工艺费用和时间对比。

费用对比：一次常规桥塞+常规水泥浆堵漏需要花费7.9万元（水泥3.2万元+桥塞4.7万元）；配置50方高效桥塞堵漏浆需6.8万元（以最高级配配置），比常规桥塞+常规水泥浆堵漏省0.6万元（7.9万元-6.8万元=1.1万元）。

时效对比：以40909钻井队苏东46-6井为例，一次常规桥塞+常规水泥浆工艺堵漏需花费48小时（常规桥塞16小时+常规打水泥浆32小时=48小时）；复合结构塞体工艺堵漏需花费32小时，少16小时（起下钻+钻水泥塞时间）

通过堵漏费用和时效的对比，复合结构塞体堵漏工艺比常规桥塞+常规水泥浆工艺堵漏更经济、更节省堵漏时间。

实施例12

一种适合大型漏失的堵漏剂，包括如下质量比的组份：包括如下质量比的组份：清水：HSD（HHH）：HD-1：HD-2：LD-102：DF-A：重晶石=100：15：5：8： 5：30，其中，HSD（HHH）为钻井液用酸溶性堵漏剂， HD-1，HD-2为钻井液用综合堵漏剂，LD-102为钻井液用橡胶颗粒，DF-A为钻井液用单向压力封堵剂。

所述钻井液用橡胶颗粒LD-102的粒度为10目。

所述重晶石为钻井液用加重剂，其粒度为60目。

一种适合大型漏失的堵漏剂的制备方法，包括如下步骤：按比例顺序加入清水、钻井液用酸溶性堵漏剂HSD（HHH）、钻井液用综合堵漏剂HD-1和HD-2、钻井液用橡胶颗粒LD-102、钻井液用单向压力封堵剂 DF-A，最后加入重晶石为钻井液用加重剂，溶解和混合形成堵漏剂。

所述制备方法中，采用高压混合漏斗将各组份加入清水中，柴油机转速为1000转，排量为28L/S，同时开启循环罐搅拌器，使各组份充分溶解和混合。

一种适合大型漏失的堵漏剂的堵漏方法，包括如下步骤：光钻杆下到漏层以上40米向漏层打入堵漏剂，出钻具2方后关封井器并向漏层挤入堵漏浆，再用原浆把钻具内的复合结构塞体浆液全部挤入漏层，挤压时不超过6MPa，挤入量大于15方，关井稳压大于60分钟，泄压同时观察吐出量，待堵漏结束后静止3小时后，钻具下到漏层以下50米，开泵循环出堵漏剂。

所述挤入堵漏剂时，采用双凡尔或单凡尔挤入。

实施例13

一种适合大型漏失的堵漏剂，包括如下质量比的组份：包括如下质量比的组份：清水：HSD（HHH）：HD-1：HD-2：LD-102：DF-A：重晶石=100：14：4.5：7.5：4.5：30，其中，HSD（HHH）为钻井液用酸溶性堵漏剂， HD-1，HD-2为钻井液用综合堵漏剂，LD-102为钻井液用橡胶颗粒，DF-A为钻井液用单向压力封堵剂。

所述钻井液用橡胶颗粒LD-102的粒度为8目。

所述重晶石为钻井液用加重剂，其粒度为40目。

所述制备方法中，采用高压混合漏斗将各组份加入清水中，柴油机转速为900转，排量为26L/S，同时开启循环罐搅拌器，使各组份充分溶解和混合。

一种适合大型漏失的堵漏剂的堵漏方法，包括如下步骤：光钻杆下到漏层以上35米向漏层打入堵漏剂，出钻具1.5方后关封井器并向漏层挤入堵漏浆，再用原浆把钻具内的复合结构塞体浆液全部挤入漏层，挤压时不超过6MPa，挤入量大于15方，关井稳压大于40分钟，泄压同时观察吐出量，待堵漏结束后静止2.5小时后，钻具下到漏层以下40米，开泵循环出堵漏剂。

所述挤入堵漏剂时，采用双凡尔或单凡尔挤入。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种适合大型漏失的堵漏剂，其特征在于，包括如下质量比的组份：包括如下质量比的组份：清水：HSD（HHH）：HD-1：HD-2：LD-102：DF-A：重晶石=100：12～15：4～5：7～8：4～5：30，其中，HSD（HHH）为钻井液用酸溶性堵漏剂，HD-1，HD-2为钻井液用综合堵漏剂，LD-102为钻井液用橡胶颗粒，DF-A为钻井液用单向压力封堵剂。

2.根据权利要求1所述的适合大型漏失的堵漏剂，其特征在于：所述钻井液用橡胶颗粒LD-102的粒度为5-10目。

3.根据权利要求1或2所述的适合大型漏失的堵漏剂，其特征在于：所述重晶石为钻井液用加重剂，其粒度为20-60目。

4.根据权利要求1所述的一种适合大型漏失的堵漏剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：按比例顺序加入清水、钻井液用酸溶性堵漏剂HSD（HHH）、钻井液用综合堵漏剂HD-1和HD-2、钻井液用橡胶颗粒LD-102、钻井液用单向压力封堵剂 DF-A，最后加入重晶石为钻井液用加重剂，溶解和混合形成堵漏剂。

5.根据权利要求4所述的适合大型漏失的堵漏剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法中，采用高压混合漏斗将各组份加入清水中，柴油机转速为800-1000转，排量为24-28L/S，同时开启循环罐搅拌器，使各组份充分溶解和混合。

6.根据权利要求1所述的一种适合大型漏失的堵漏剂的堵漏方法，其特征在于，包括如下步骤：光钻杆下到漏层以上30-40米向漏层打入堵漏剂，出钻具1-2方后关封井器并向漏层挤入堵漏浆，再用原浆把钻具内的复合结构塞体浆液全部挤入漏层，挤压时不超过6MPa，挤入量大于15方，关井稳压大于30-60分钟，泄压同时观察吐出量，待堵漏结束后静止2-3小时后，钻具下到漏层以下30-50米，开泵循环出堵漏剂。

7.根据权利要求6所述的适合大型漏失的堵漏剂的堵漏方法，其特征在于：所述挤入堵漏剂时，采用双凡尔或单凡尔挤入。