發布時間：2022-06-02所屬分類：建筑師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：通過雙城地區登樓庫組和營城組漏失特點，采用非滲透封堵劑及白瀝青組合在一起的防漏封堵鉆井液，在易漏井或者已漏失的井可以添加隨鉆堵漏劑和超細碳酸鈣，通過該防漏配方，形成致密的泥餅，配合防漏工程措施及鉆井液性能，有效做到以防為主、以堵為輔的雙城防漏
摘 要：通過雙城地區登樓庫組和營城組漏失特點，采用非滲透封堵劑及白瀝青組合在一起的防漏封堵鉆井液，在易漏井或者已漏失的井可以添加隨鉆堵漏劑和超細碳酸鈣，通過該防漏配方，形成致密的泥餅，配合防漏工程措施及鉆井液性能，有效做到以防為主、以堵為輔的雙城防漏技術。
關鍵詞：井漏;防漏堵漏;雙城區塊
1 雙城漏失層位分析
1.1 雙城地質特性
雙城地區位于松遼盆地東南斷陷區，從淺層構造看，從南向北依次橫跨青山口背斜帶、賓縣-王府凹陷、長春嶺背斜帶和朝陽溝階地。從深層構造看，雙城地區發育兩個北北東走向的凹陷和夾于其間的古凸起，即鶯山凹陷、雙城凹陷及對青山凸起。由于上部地層缺失，整個區塊埋藏淺，目的層登婁路或營城組，營城組埋深1700m左右。區塊裂縫發育，斷層較多，施工的多口井發生在登樓庫下部地段泥巖裂縫以及營城組，其中大多為營城組粉砂巖、砂礫巖滲透性漏失及裂縫性漏失，漏速大。
松遼盆地營城組是主要的天然氣儲層，主要巖性為：安山巖、安山玄武巖、火山角礫巖凝灰巖夾灰色灰綠色砂巖暗紫色流紋巖、礫巖等。其中火山巖由于巖漿的噴發、溢流、結晶、構造運動和風化作用等因素，在熔巖內部形成發育的孔隙裂縫，大部為構造縫，其延伸較長，縫寬變化較大，裂縫多為垂直裂縫。根據有關學者研究統計：裂縫是以高角度斜交裂縫和垂直裂縫為主的構造裂縫，所占比例分別為 35%和 45%。相關研究統計，開啟裂縫占62.8%，裂縫開啟寬度平均0.1mm，最大值0.5mm，最小值0.001mm，天然漏失通道的存在這是營城組發生漏失的主要原因。
1.2 雙城漏失層位分析
(1)調研 2018~2019 年雙城地區各井漏失井鉆井液漏失情況如表1所示。
位處松遼盆地東南斷陷區鶯山—雙城斷陷雙城凹 陷，由于上部地層缺失，整個區塊埋藏淺，目的層登婁路—營城組，營城組埋深1700m左右。區塊裂縫發育，斷層較多，施工的多口井發生在登樓庫組底部及營城組，營城組發生的頻率更高些，主要為粉砂巖、砂礫巖滲透性漏失及裂縫性漏失，漏速大。
2 防漏堵漏研究
2.1 防漏堵漏原理
阻止裂縫延伸方法應用關鍵在于以下兩點：①封堵材料支撐誘導裂縫或天然裂縫張開，進而壓縮井周地層，提高井周切向應力;②封堵材料同時隔離裂縫尖端，阻止流體壓力向裂縫尖端的傳遞，進而降低縫尖應力強度因子，保持裂縫系統穩定。
粘彈性材料隨著裂縫寬度的改變而改變自身形狀，持續起到阻止壓力傳遞的作用，利于封堵穩定性;隨縫內壓力系數降低，地層承壓能力增加;隨架橋距離增加，地層強化效果降低;封堵效率系數越高，裂縫尖端強度因子越小，裂縫越不容易擴展延伸;阻止裂縫延伸方法適用性分析主要適用于裂縫發育程度低的孔隙性地層。
2.2 封堵材料及堵漏材料的選取
防漏主要是需要在于鉆井液的封堵作用,原理:微裂縫、層理是鉆井液侵入地層的主要通道,對井壁穩定產生直接影響。封堵劑在壓差作用下與鉆井液體系中其它細小粒子(膨潤土顆粒、加重材料粒子等)一起進入微裂縫,因為物理阻擋和化學吸附,在微裂縫內滯留、堆積形成致密封堵層,阻止水進入近井壁地層,同時隔絕壓力傳遞,達到穩定井壁的目的。(1)封堵材料的選取。應用鉆井液性能測試中最常用的高溫高壓靜失水儀來評價封堵性能，其測試步驟、測試方法、數據處理等均與降失水劑的評價方法相同，失水量的大小反映防塌材料或體系的封堵效果，一定時間范圍內，高溫高壓失水量越小，表明測試體系在一定環境條件下對微孔隙進行了有效封堵，液相經過微孔隙侵入地層，封堵效果較好。反之，則相反。高溫高壓靜失水儀可模擬井下的高溫高壓環境，并且方便快捷，操作簡單，普及性高，也能較準確地定量比較不同封堵材料和體系的封堵效果。應用5%膨潤土漿為基漿做對比樣實驗結果如圖1 所示。
防塌封堵試驗中防塌封堵材料濃度為4%，白瀝青的封堵效果最好，30min高壓濾失量控制在12mL。防塌封堵效果如圖2所示。
實驗中瀝青類處理劑都具有較好的封堵效果，但熒光效果明顯，限制它在探井上的應用，白瀝青具有較好的封堵效果同時，熒光效果明顯低于其他材料，不影響錄井，探井也可以使用。
(2)堵漏材料的選取。目前國內常用的堵漏方法主要是靜止堵漏、橋接堵漏、化學堵漏等。根據調研資料和現場井漏情況判斷地層裂縫在 0.1~0.2mm 左右微裂縫，因此，通過優選，選擇超細碳酸鈣、復合堵漏劑(細)及801隨鉆堵漏劑等小粒徑堵漏材料進行復合橋接堵漏。
根據 1/2~2/3 架橋原則，主要架橋粒子粒徑為 0.07~0.1mm，鉆井液中的坂土和重晶石粉、801隨鉆堵漏劑中的細纖維在粒徑上可以作為架橋粒子，超細碳酸鈣作為主要的填充封堵材料;白瀝青具有很強的彈性，可以很好地填充在巖石空隙和裂縫中，并且還能形成吸附成膜，有效地阻止流體的侵入，提高根據堵漏材料堵漏效率。801隨鉆堵漏劑中的木質纖維和微膠粒在裂縫中膨脹可以有效地封堵裂縫。復合堵漏劑(細)要是封堵在裂縫系列中少量存在的寬度稍大的裂縫，保證堵漏成功率。
2.3 防漏堵漏配方的制定
(1)防漏配方的優選。現有鉀鹽共聚物鉆井液體系配方：膨潤土 4%+WYDZ-1 0.3%+HX-D 0.3%+ NPAN 1%+JS-Ⅰ1.2%+JS-Ⅱ1.2%+SF260 1%作為基漿，做對比試驗。白瀝青加量分別為 0.8%(1 號樣)、 1.2%(2號樣)、1.6%(3號樣)。
從實驗結果來看(表2)，中壓濾失量和高溫高壓濾失量隨著白瀝青的含量增加而減小，但是加量為1.2%和1.6%時，中壓濾失量和高溫高壓濾失量變化已經相差不多，從成本考慮，我們選定白瀝青加量為1.2%。
根據上述堵漏劑實驗，非滲透封堵劑封堵較細裂縫效果較好，可作為防漏用的封堵劑，配合白瀝青進行封堵，使用上述基漿，加入白瀝青(B)和非滲透封堵劑(C)。
白瀝青DWF-1和非滲透封堵組合3%+2%封堵效果與4%A+4%B基本相同，模擬實驗中降低濾失能力與封堵材料含量有關，白瀝青DWF-1 含量高，封堵速度快，考慮3%的白瀝青DWF-1+2%非滲透封堵劑組合的效果最優(效果如圖3所示)。
綜合考慮封堵材料對鉆井液的性能的整體影響應用非滲透封堵+白瀝青組合更適合雙城地區施工。
通過上述實驗得出結論：雙城地區防漏鉆井液采用鉀鹽共聚物鉆井液加入1.2%白瀝青在上部起封堵效果，在進入登樓庫組和營城組后，起鉆前可打入防漏封閉漿進行封堵這兩個層位，封閉漿加入 3%白瀝青和 2%非滲透封堵劑，在易漏區域可直接使用封閉漿配方進行鉆進，白瀝青濃度達總量 3%，非滲透封堵劑達 2%。
(2)堵漏配方優選。由以上實驗數據及堵漏經驗公式：粒狀∶片狀∶纖維狀=6∶3∶2,初步確定以下幾組比例進行彈子床優選實驗:超細碳酸鈣∶非滲透堵漏劑∶ 801隨鉆堵漏劑∶復合堵漏劑(細)=A∶B∶C∶D。分別以 15%濃度在鉀鹽共聚物鉆井液中采用彈子床試驗進行定性評價，在壓力小于6.9MPa的情況下各配方流失量見表3。
相關知識推薦：論文交審稿費容易通過
由以上實驗數據表明，超細碳酸鈣∶非滲透堵漏劑∶801隨鉆堵漏劑∶復合堵漏劑(細)=2∶2∶2∶1配比較優。
3 鉆井液防漏堵漏方案研究
3.1 雙城地區防漏技術措施
(1)控制鉆井液密度在設計下限，控制流變性能，控制動切力在15Pa以內，靜切終切18Pa以內，補加封堵材料。
(2)在鉆井施工過程中，鉆遇登樓庫前現場儲備足量的封堵及堵漏材料，即將進入易漏地層時循環鉆井液內補足封堵材料白瀝青含量不低于1.2%，若是易漏區域內的井則使全井含量白瀝青達到3%，非滲透封堵劑達到2%。
(3)在起鉆前或鉆進時定期打入 10~15m3 的封閉漿，非易漏區域采用濃度 3%白瀝青及 2%非滲透封堵劑封堵易漏層位，易漏區域采用超細碳酸鈣∶非滲透封堵劑∶801隨鉆堵漏劑=1∶1∶1，質量分數為15%的防漏封堵漿封堵易漏層位。
(4)進入漏層后，緩慢開泵，泵沖逐漸提高，避免井下壓力激動變化過大。
3.2 雙城地區堵漏技術措施
(1)漏速不大于5m3 /h，主要采用循環堵漏的方式，每次配制10m3 堵漏劑，超細碳酸鈣∶非滲透封堵劑∶801 隨鉆堵漏劑=1∶1∶1，可適當加大隨鉆堵漏劑濃度，隨鉆堵漏劑、非滲透封堵劑、超細碳酸鈣總濃度15%左右。
(2)漏速5~10m3 /h，主要采用靜止堵漏的方式，根據漏速適當加入復合堵漏劑(細)，超細碳酸鈣∶非滲透堵漏劑∶801 隨鉆堵漏劑∶復合堵漏劑(細)=2∶2∶2∶1，堵漏材料濃度15%~20%。
(3)若漏速大于 10m3 /h，主要采用靜止堵漏的方式，超細碳酸鈣∶非滲透堵漏劑∶801隨鉆堵漏劑∶復合堵漏劑(細)=2∶2∶2∶1，堵漏材料濃度20%~30%。
(4)若靜止堵漏效果不理想，則采用承壓堵漏方式，配比超細碳酸鈣∶非滲透堵漏劑∶801隨鉆堵漏劑∶ 復合堵漏劑(細)=2∶2∶2∶1，將堵漏劑擠入地層，承壓 3~5MPa，堵漏材料濃度20%~30%。
4 總結
(1)通過使用白瀝青及非滲透封堵劑可有效封堵地層裂縫，提高地層承壓能力。
(2)超細碳酸鈣∶非滲透堵漏劑∶801隨鉆堵漏劑∶ 復合堵漏劑(細)=2∶2∶2∶1，堵漏材料濃度 15%~20% 的堵漏配方可針對雙城地區的在 0.1~0.2mm 左右微裂縫進行有效封堵。——論文作者：李昕楠* ，李承林
參考文獻：
[1] 林英松，蔣金寶，秦濤.井漏處理技術的研究及發展[J].斷塊油氣田，2005，12( 2) : 4 -7.
[2] 鄢捷年，等.鉆井液工藝[M].北京：中國石油大學出版社， 2001.
SCISSCIAHCI
