旋转导向仪器用随钻堵漏剂

旋转导向仪器常被部分随钻堵漏剂堵塞筛网,造成井下仪器信号传递中断、井眼轨迹偏移、钻井液循环受阻等问题,且常用随钻堵漏材料易引起钻井液黏度大幅上涨,造成内耗大、滤饼厚等系列问题。因此要求随钻堵漏剂兼顾“可通过旋导”与“强封堵”性能且对钻井液黏度影响较小。以抗温植物纤维为原料,通过粉碎、筛析及疏水改性等步骤研发了一种随钻堵漏纤维(纤维1-1),依据行业标准评价其基本性能,并建立了一种随钻堵漏剂过旋导性能的评价方法。结果表明:纤维1-1基本性能均达到行业标准,其中,表观黏度增长率为10%,封闭滤失量为26 mL;加入纤维后钻井液循环30 min,压力增幅E<5%,具有良好的过旋导能力;在150℃、6 MPa实验条件下,加入3%纤维1-1的水基和油基钻井液体系能够封堵20~40目砂床,累计漏失量分别为4 mL和8 mL。最后,利用Zeta电位测试、微观形貌观察分析了纤维过旋导和堵漏机理。

玉磨铁路新平隧道突涌致灾机理及措施响应研究

为查明玉磨铁路新平隧道突涌的致灾机制,结合隧道现场灾害特征,基于地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质、气候条件、施工措施等因素,探讨了突涌的致灾机理,归纳总结了隧道突涌的致灾类型,提出了相应的灾害防控措施。软岩隧道强度低、变形大,设计围岩级别与揭示不匹配等因素对隧道灾变的发生至关重要,特殊的构造环境及地下水等因素助推了灾变的发生;依据致灾成因,将该隧道致灾类型分为:构造-岩性-富水-施工措施,构造-岩性-弱水-施工措施,岩性-富水-施工措施等3种类型,并提出了相应的防治措施;施工过程中,需明确可能致灾的几类因素,加强超前地质预报、监控量测、开挖揭示比对等工作,掌控灾害源的发展及规模,动态调整隧道致灾的类型,针对性地采取防控措施,确保隧道施工安全。

某油田南部地区钻井液防漏堵漏技术优化

针对某油田南部地区钻井液防漏堵漏关键技术难题,统计分析了油田南部地区26口井的井漏复杂情况,综合分析了易漏地层性质与主要漏失原因,探讨了井眼漏失机理。针对不同漏失速度下对应的不同开度楔形裂缝,研选了刚性颗粒(GDJ-1、GDJ-2、GDJ-3、GDJ-4)、纤维类堵漏材料(QDJ-1、QDJ-2)等钻井液堵漏材料,对油田南部地区钻井液防漏堵漏技术进行了优化,形成了具有“强力链网络结构”裂缝致密承压封堵层的钻井液配方。

冲击性煤层综放面采空区漏风区域识别及控制方法研究

矿井煤层发生冲击失稳易诱发矿压灾害,且工作面间煤柱破碎形成漏风通道,采空区自燃危险性增强。以孟村煤矿401103深埋冲击倾向性超长工作面为工程背景,通过分析工作面开采时漏风及煤自燃诱因,测定工作面及相邻采空区的漏风规律并数值模拟验证煤自燃危险区域,从而制定漏风控制及煤自燃防控措施。结果表明:401103工作面受冲击矿压影响较大,漏风供氧增加了采空区遗煤自燃的风险;漏风观测数据表明面间煤柱存在漏风通道,使得两工作面采空区形成了复合漏风采空区;在401103工作面推进过程中,煤自燃危险区域主要集中于工作面后部采空区,工作面进风隅角与其临近的401102采空区产生明显的漏风涡流区。采用束管监测、漏风封堵、材料阻化与调节风量等综合防控措施,有效控制了工作面及相邻采空区的遗煤自燃,保证了工作面的安全开采。

随钻防漏堵漏技术研究

在钻遇安全密度窗口窄、裂缝发育的地层时,实施随钻防漏堵漏技术意义重大。该技术的关键在于当诱导裂缝开启到很小的时候,随钻防漏剂就进入裂缝,由单级颗粒架桥变缝为孔,然后逐级填充,在很短的时间内、漏失量很少的情况下堵死裂缝,同时使堵塞段具有一定承压能力。用改进型DL堵漏仪,采用带宽度为1～3mm裂缝的不锈钢模具,从架桥粒子的形状、浓度、性质以及与裂缝尺寸的匹配程度等方面评价了不同混合物的堵漏能力,得出了随钻堵漏剂的组成和级配关系。在DN2-24井的现场试验证实,该随钻防漏堵漏技术能很大程度地减少漏失量和停钻堵漏次数,提高地层承压能力,实现了对漏失点多、量大、位置不确定地层的随钻封堵;随钻堵漏剂的用量少,约为1%～1.5%,粒径也较小,约为0.125～0.180mm,对钻井液性能影响小。

泾河油田裂缝性致密油藏防漏堵漏技术

泾河油田为裂缝性油藏,钻井中普遍存在漏失现象。由于漏失情况复杂,堵漏耗费大量的人力物力,且制约了该油田钻井的提速提效。为此,从泾河油田漏失机理着手分析,考虑水平井水平段的岩屑积聚及钻具偏心,修正了利用环空摩阻法确定漏点位置的模型;筛选出不同颗粒堵漏材料,并进行室内复配实验,分别得出1~6 mm缝宽上部地层及储层的防漏堵漏配方;通过计算实钻中地层裂缝的宽度,选择匹配的配方堵漏,进而形成了泾河油田钻井防漏堵漏技术。通过现场实施,钻井液漏失量降低42.37%,处理井漏时间缩短34.04%,该技术在现场堵漏中具有很好的指导意义。

固化承压堵漏剂在渤海油田断层破碎带的应用

渤海油田地层完整性差,断层破碎带井漏等裂隙性漏失是困扰钻井工程的一大技术难题。统计分析发现断层破碎带井漏占渤海油田全部井漏的16%,堵漏一次成功率仅为46.6%。针对断层破碎带井漏的特点,结合海上工程实际,研制出了一种堵塞形成快、滤饼强度高的酸溶性高失水固化堵漏剂STP。该堵漏剂选用酸溶性高失水材料复配架桥材料、特种纤维材料和固化剂组成,主要成分为亚硫酸盐和氧化物,不含聚合物,可直接用海水配制。室内评价和现场应用表明,该堵剂能够封堵断层破碎带等不同尺寸的裂隙性漏失,承压能力达7 MPa,对钻井液性能影响小,酸溶率80%以上,而且配制工艺简单,便于现场操作,非常适合海上油田断层破碎带堵漏。

HMXW网状纤维承压堵漏实验

为提高复杂漏失地层的承压堵漏成功率,研究了HMXW网状纤维的承压堵漏性能与堵漏机理.使用尺寸为3～6 mm的滚珠和割缝钢块模拟大孔道和裂缝性漏失地层,研究了HMXW在裂缝性漏失地层中的堵漏性能.实验结果表明：①HMXW网状纤维加入现有承压堵漏体系后,能够在体系中形成独特的弹性网状结构,帮助承压堵漏剂快速失水,形成高强度的封堵层,阻断堵漏施工中的压力传递作用,加固漏失层近井带,提高承压强度;②0.8％的HMXW网状纤维加入承压堵漏体系后,能够封堵3 mm以下的裂缝性漏失地层;③1.6％HMXW网状纤维加入承压堵漏体系后,能够封堵4～5 mm的裂缝性漏失地层.HMXW网状纤维堵漏技术的研究为承压堵漏技术提供了一个新的技术手段,有利于改进和提高现有承压堵漏体系在复杂漏失层中的承压堵漏强度和堵漏成功率.

气体钻井技术用于防漏治漏

在有些潜在性漏失地层,常常很难准确判断漏层位置,如采用常规水基钻井液钻进,往往会出现"有进无出"的全部漏失现象,造成巨大经济损失。如果在这样的地层采用气体钻井技术能有效避免地层漏失,缩短钻井周期,降低钻井成本,如在川渝、胜利油田、长庆油田、吐哈油田、辽河油田等地区,运用气基流体和气体型流体的钻井方式成功解决了常规水基钻井无法解决的防漏、治漏问题。介绍了气体钻井技术在防漏治漏方面的应用情况。

吸水膨胀类堵漏材料性能评价与研究

吸水膨胀类堵漏材料是近年来逐渐发展起来的一种有效堵漏材料。室内实验分别考察了温度,压力、矿化度、pH值对室内合成的一种膨胀类堵漏材料性能的影响规律。结果表明:温度对堵漏材料膨胀性能影响较为明显,随温度的增大,膨胀倍数随之增大;压力、pH值和溶液矿化度对其膨胀性能影响不明显。最后根据影响规律,结合热力学知识、平衡理论、界面张力知识及其他相关理论对膨胀类堵漏材料的作用机理进行了分析。

江苏地区井漏处理工艺

在调查研究江苏油田多年来井漏井史资料的基础上,分析了引起井漏的原因及类型,提出应以单位时间单位面积的漏失量来衡量漏失的强弱,并应结合地区的地质特征、地层的压力梯度、漏层深度、漏失速度、漏失量等参数进行综合分析判断。根据江苏油田易发生井漏地区实际情况,研究了堵漏材料的性能要求及优选原则,制定了堵漏技术措施及施工要求注意事项。江苏地区SN区块的辉绿岩地层漏失一直是井漏预防和处理的难题,通过采用随钻堵漏工艺,结合憋压挤堵,合理调整堵漏剂配方,解决了这一问题。

顺北油气田奥陶系破碎性地层油基钻井液技术

针对顺北多口超深井采用水基钻井液钻遇奥陶系地层时井壁失稳和井漏并存的技术难题,通过井壁失稳机理分析,设计合成了具有三头双尾结构的Gemini型高温乳化稳定剂和支化型流型调节剂,采用微胶囊化处理方法研制了一种可在156℃以上的温度下激发后膨胀5.37倍以上的温度敏感型膨胀性堵漏材料,开发了一种抗高温强封堵低黏高切油基钻井液体系。室内评价结果表明,该体系抗温不小于180℃,所形成的油包水乳化液滴尺寸为1.2~26.9μm,具有较宽的粒径分布,高温高压滤失量为2.4 mL;塑性黏度不大于40 mPa·s,动塑比为0.31~0.40 Pa/mPa·s,与传统油基钻井液相比,塑性黏度降低10%~15%,动切力提高15%~25%,表现出优异的低黏高切特性和微裂缝的匹配性封堵能力。该体系在顺北Y井进行了现场应用,破碎性地层平均井径扩大率仅为7.77%,钻井过程中除出现一次短暂的放空性漏失外,未见其他明显漏失,避免了奥陶系破碎性地层井壁失稳,减少了裂缝性储层段油基钻井液损耗,助力了亚洲陆上最深定向井纪录的创造和顺北油气资源的提速、提效开发。

FL-H2-L煤层气五分支水平井绒囊钻井液技术

FL-H2-L五分支水平生产井位于鄂尔多斯盆地吕梁复背斜西翼,目的层为山西组3#、4#、5#煤层3段煤层气藏。该井一开采用膨润土钻井液,二开采用空气、清水钻井液,三开五分支水平井采用无固相绒囊钻井液,其配方为:清水+(0.3%～0.4%)定位剂+(1.0%～1.5%)成层剂+(0.2%～0.3%)强层剂+(0.1%～0.5%)成核剂+(0.1%～0.5%)成膜剂。在现场应用中,控制现场钻井液密度为0.90～0.98 g/cm3,黏度为30～50 s,通过利用绒囊钻井液的自匹配全尺寸封堵、高效携带悬浮钻屑、强力润滑减阻等优点,同时将漏失速率控制在2 m3/h以下,保证储层渗流通道畅通。通过应用该钻井液,五分支水平井段(长度分别为1 050、1 050、1 012、965和828 m)的纯钻时间为624 h,平均机械钻速为7.5 m/h,该分支井的钻井周期为32 d,比设计周期(60 d)缩短了28 d。

岩溶隧道突泥机制与防治技术研究

为规避和降低岩溶隧道的突泥风险,采用归纳分析方法总结岩溶与隧道的位置关系,基于力学分析方法揭示岩溶隧道的突泥机制和主要影响因素,并以贵都高速公路九条龙隧道突泥现场实例,对突泥事故原因、处理方案和防治措施展开论述。得出以下结论:1)岩溶与隧道的位置关系可划分为隧道周围存在岩溶、隧道整体穿越岩溶和隧道部分穿越岩溶3种类型;2)从宏观和微观2个方面揭示岩溶隧道的突泥机制,其宏观机制是指岩溶隧道不同的突泥类型,其微观机制是指地下水对地层的小尺度物理力学作用;3)针对岩溶隧道不同工程地质特征,应重视工程勘察和隧道施工作业中的超前预报,采用合理的开挖方法和超前支护措施,规范施工作业流程,预防岩溶隧道突泥事故的发生。

膨胀型油基防漏堵漏钻井液体系

针对油基防漏堵漏钻井液技术准题,研究出一种具有三维网络交联结构或者微孔结构的膨胀型堵漏剂,其可选择性地吸收油水混合体系中的油,具有温度敏感延时膨张特性,并具有一定的抗压以及成性能力,在90℃的1 h吸油率大于120%,体积影张率大于40%,同时优选出了可传体系热滚后破乳电压升高昀乳化剂G326,可使体系高温高压滤失量降低至4 mL以下的降滤失剂G328,优选出G327和G338封堵剂以及颗粒较粗的GFD-M和GFD-C,构建了膨胀型油基防漏堵漏体系,分别形成了堵漏和防漏钻井液配方其中堵漏配方1~5 mm缝板实验承压可达7.0MPa,防渗漏配方API砂床传入深度降低率大于95%,该体系在四川页岩气水平井现场应用结果显示:堵漏配方现场堵漏作业一坎戎功率大于60%,防漏配方在试验井段2.10~2.45 g/cm^3高密度条件下,油基钻井液总渗漏量控制在10 m^3以内,封堵防漏效果良好。

扩展安全密度窗口钻井液技术在吐哈油田的应用

介绍了吐哈油田使用的2种扩展安全密度窗口防漏堵漏钻井液技术。一种是针对丘陵区块高压调整井提高钻井液密度时引发的漏失问题,从提高钻井液的封堵造壁能力及改善高密度钻井液的润滑性和流变性入手,形成的一套防漏技术。另一种是针对吐哈钻井公司承钻的塔河油田盐下井提高钻井液密度时引发的漏失问题,形成的一套承压堵漏技术,该技术使用的堵漏剂由粗、中、细及软、硬堵漏材料按照合理匹配复配而成。介绍了2种防滑堵满钻井液技术的现场施工工艺。推广应用结果表明,扩展安全密度窗口的防漏堵满钻井液技术,能有效提高地层承压能力,减少井下漏失,缩短钻井周期。

顺北油田二叠系火成岩防漏堵漏技术

井漏是影响顺北油田安全、快速、高效钻井的重大技术难题之一。通过对现场漏失资料的统计分析,明确了顺北油田二叠系地层具有非均质性强、多尺度裂缝发育和裂缝易扩展的特点,且整体上北部漏失程度较轻,南部漏失程度较严重;二叠系漏失机理为压差性漏失和裂缝扩展性漏失,并以压差性漏失为主。优选了高效随钻封堵剂SMGF-1,钻井液中加入3%的SMGF-1,可使得0.45~0.90 mm砂床承压达8.5 MPa,具备良好的防漏效果;研发了高效承压堵漏剂SMKZD-1,1~3 mm裂缝承压均大于5.0 MPa,具有良好的广谱封堵效果。现场应用表明,该防漏堵漏技术可以提高二叠系火成岩地层的防漏与堵漏效果。

随钻防漏堵漏技术的研究与应用

复杂构造地层、裂缝发育地层、窄(负)安全密度窗口地层等地层钻井施工中经常出现井漏且地层承压能力低。通过室内防漏堵漏材料的优选和现场的反复试验,提出一套在钻进过程中进行防漏堵漏的工艺和技术。现场试验表明,该方法防漏效果明显,堵漏成功率高,提高地层承压能力效果好。

超低渗透技术在防漏堵漏工艺上的应用

针对孔隙性漏失的特点,基于近年来国外学者提出的超低渗透钻井液技术理论,通过优化使用超低渗处理剂形成了一种随钻防漏堵漏技术。该技术能有效封堵不同渗透性地层和微裂缝泥页岩地层,从而解决钻井过程中的渗透性漏失和压力传导。该技术在华北油田束3、留67X1、苏55-4和京11平1井中进行了应用,显示出良好的封堵渗透性地层和随钻防漏堵漏效果,保证了钻井施工的正常进行。

徐闻X3井钻井液技术

徐闻X3井为一口三开大井斜长稳斜四靶点定向井,也是一口风险探井,完钻井深为6 010 m,井下最高温度为211℃。该井的涠洲组地层微裂缝发育,钻至井深4 686 m时发生了漏失,在井深4 713 m处发生了失返性漏失,漏失严重。室内实验研究出了抗高温的聚磺钻井液,对该钻井液的高温稳定性和高温高压滤失量等性能进行了评价,对密度为1.10 g/cm3的低密度钻井液和承压堵漏钻井液的配方进行了优选。在现场施工中,抗高温聚磺钻井液在高温条件下性能稳定,剪切稀释性好,剪切应力合理,很好地解决了该井的井眼净化、润滑防卡和井眼稳定等技术难题,在钻具在井下静止时间超过70 h的条件下仍未发生压差卡钻等事故。有待研究出抗高温的防漏堵漏材料及其配套的施工工艺技术。