一種新型油基堵漏劑的室內(nèi)研究

吳軍　(中石化重慶涪陵頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)有限公司，重慶 408014)

許明標(biāo)　(長(zhǎng)江大學(xué)非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢 430100)

陳林，劉超　(中石化重慶涪陵頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)有限公司，重慶 408014)

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一種新型油基堵漏劑的室內(nèi)研究

吳軍(中石化重慶涪陵頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)有限公司，重慶 408014)

許明標(biāo)(長(zhǎng)江大學(xué)非常規(guī)油氣湖北省協(xié)同創(chuàng)新中心，湖北 武漢 430100)

陳林，劉超(中石化重慶涪陵頁(yè)巖氣勘探開(kāi)發(fā)有限公司，重慶 408014)

[摘要]針對(duì)采用油基鉆井液鉆井過(guò)程中遇到的漏失問(wèn)題，室內(nèi)研制了一種新型油基堵漏劑。該堵漏劑在固化前具有良好的流動(dòng)能力，安全可泵，在60～80℃情況下通過(guò)調(diào)整固化劑E-ACC和激活劑E-ACT的質(zhì)量分?jǐn)?shù)可以實(shí)現(xiàn)固化時(shí)間、溫度、強(qiáng)度可調(diào)的特點(diǎn)，為施工安全提供了保障；同時(shí)該堵漏劑與油基鉆井液相容性好，具有良好的抗侵污性；室內(nèi)通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了新型油基堵漏劑加入橋堵材料對(duì)堵漏劑的性能沒(méi)有影響，既克服了常規(guī)固化堵漏材料與油基鉆井液配伍性差的問(wèn)題，又結(jié)合了傳統(tǒng)橋堵材料橋架堆積使堵漏漿停留在漏層有效封堵，更好地提高地層承壓能力，具有廣闊的應(yīng)用前景。

[關(guān)鍵詞]堵漏劑；油基鉆井液；固化

隨著鉆井開(kāi)發(fā)的深入，鉆探難度越來(lái)越大。為了保證鉆井作業(yè)安全有效，因而采用油基鉆井液鉆井，但因其地質(zhì)情況復(fù)雜，井漏問(wèn)題頻發(fā)使得井漏問(wèn)題嚴(yán)重影響了對(duì)勘探開(kāi)發(fā)進(jìn)程以及鉆井作業(yè)的安全和速度[1]。常規(guī)的堵漏劑都是一些橋架材料，通過(guò)顆粒級(jí)配或者顆粒與纖維復(fù)配后堵漏，不能固化；在封堵漏層后由于鉆井液重新循環(huán)，在地層壓差作用下易發(fā)生復(fù)漏，需要反復(fù)堵漏；且堵漏材料多為親水性材料，與油基鉆井液配伍性差，容易受到鉆井液侵污影響堵漏效果或者反向影響鉆井液性能，導(dǎo)致井下復(fù)雜事故[2]。因此，為了滿(mǎn)足現(xiàn)場(chǎng)的需要，研制出了一種新型油基堵漏劑，該堵漏劑可安全泵入漏層，具有固化時(shí)間、強(qiáng)度可調(diào)，有效抑制地層流體侵污的特點(diǎn)，且結(jié)合了傳統(tǒng)橋漿堵漏的特點(diǎn)，加入了橋架材料，使堵漏漿能夠在漏層停留，固化形成具有一定強(qiáng)度的固體填塞，提高了堵漏的成功率，同時(shí)降低了鉆井過(guò)程中因漏失造成的風(fēng)險(xiǎn)和成本。

1堵漏劑的組成及其堵漏機(jī)理

新型油基堵漏劑由基礎(chǔ)油(可以選用植物油、動(dòng)物油等)、固化劑E-ACC、激活劑E-ACT(其中固化劑E-ACC和激活劑E-ACT由荊州嘉華科技有限公司提供)和密度調(diào)節(jié)劑組成。在基礎(chǔ)油中加入固化劑和激活劑，來(lái)調(diào)控其固化時(shí)間、溫度、強(qiáng)度。該新型油基堵漏劑能夠有效地抑制地層流體的侵污，保持在注入漏層后隨時(shí)間逐漸增強(qiáng)的趨勢(shì)；且具有溫敏性效應(yīng)，油基流體在到達(dá)漏失地層后升溫而反應(yīng)形成固化填塞漏層；其固化填塞的形成是由弱到強(qiáng)的發(fā)展，這樣有利于在裂縫中延伸并堵住漏層，提高漏層的承壓能力，解決失返型漏失井的漏失問(wèn)題，提高一次性堵漏成功率。

2堵漏劑的性能評(píng)價(jià)

新型油基堵漏劑是基礎(chǔ)油與固化劑之間發(fā)生反應(yīng)，在激活劑的作用下固化填塞漏層，通過(guò)調(diào)節(jié)激活劑的加量來(lái)控制固化溫度、時(shí)間、強(qiáng)度等。首先在基礎(chǔ)油中加入固化劑E-ACC，在6000r/min的轉(zhuǎn)速下攪拌5min，再加入清水?dāng)嚢?min，后加入激活劑E-ACT攪拌5min;在高速攪拌的情況下，按照需要加入密度調(diào)節(jié)劑，充分?jǐn)嚢?0min。基本配方：基礎(chǔ)油+20%固化劑E-ACC+4%水+激活劑E-ACT+密度調(diào)節(jié)劑(配方中的百分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同)。

1)激活劑對(duì)固化時(shí)間的影響室內(nèi)固定固化劑的加量，通過(guò)對(duì)激活劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的變化來(lái)調(diào)整堵漏劑的固化時(shí)間，試驗(yàn)溫度為80℃，試驗(yàn)結(jié)果如圖1所示。隨著激活劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)的增加固化時(shí)間會(huì)縮短，其當(dāng)激活劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.42%時(shí)，固化時(shí)間為170min。

2)溫度對(duì)固化時(shí)間的影響在激活劑質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.42%的情況下，模擬不同的地層溫度與固化時(shí)間的關(guān)系，如圖2所示。60℃時(shí)固化時(shí)間為235min，隨著溫度的升高，固化時(shí)間降低；在85℃后固化時(shí)間隨溫度的升高有所增加。根據(jù)不同溫度下的試驗(yàn)結(jié)果可知，在常溫下新型堵漏劑是油脂狀，懸浮穩(wěn)定性良好，安全可泵送，溫度越高越有利于固化反應(yīng)，稠度越高(圖3)，固化后的膏體強(qiáng)度會(huì)隨時(shí)間逐漸發(fā)展起來(lái)。

圖1　激活劑加量對(duì)固化時(shí)間的影響　　　　　　　　　　圖2　固化時(shí)間與試驗(yàn)溫度的關(guān)系

圖3　不同試驗(yàn)溫度下的固化狀態(tài)

3)抗侵污性常規(guī)水泥及凝膠堵漏劑易被油基鉆井液侵污，使堵漏劑失效，導(dǎo)致堵漏失敗[3]。項(xiàng)目研究的新型油基堵漏劑本身為親油性堵漏劑，與油基鉆井液相容性好，且具有一定的抗侵污性。室內(nèi)配制將堵漏漿與油基鉆井液按1∶9混合侵污后，試驗(yàn)溫度在80℃，固化時(shí)間影響如圖4所示，油基鉆井液的侵入會(huì)延長(zhǎng)堵漏劑的固化時(shí)間。

雖然稠化時(shí)間稍有增長(zhǎng)，但是可以通過(guò)調(diào)整激活劑和固化劑的加量來(lái)避免稠化時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，但是固化后的固體填塞依然具有較好的強(qiáng)度(圖5)，該新型油基堵漏劑具有較好的抗侵污性。

圖4　鉆井液的侵污對(duì)固化時(shí)間的影響　　　　　　　　圖5　新型油基堵漏劑被鉆井液侵污后固化情況

4)加入橋架材料后對(duì)堵漏劑的影響為了保證堵漏劑能在漏層停留，結(jié)合了橋漿堵漏的優(yōu)點(diǎn)，引入惰性橋架材料來(lái)對(duì)漏失地層進(jìn)行橋架堆積，使堵漏劑進(jìn)入漏層后能停留在漏層并且固化形成堵塞，阻止其向漏層深部流失。橋架材料的加入對(duì)堵漏劑的固化時(shí)間幾乎沒(méi)有影響，圖6(a)是單獨(dú)的油基堵漏劑的固化曲線(xiàn)，圖6(b)是在油基堵漏劑中加入了4%的棉纖維橋架材料，圖6(c)、(d)是在油基堵漏劑中加入10%的顆粒橋架材料膨脹蛭石和沸石，其固化時(shí)間幾乎不受影響。

圖6　加入橋架材料后油基堵漏劑的固化曲線(xiàn)

3結(jié)論

1)堵漏劑的基本配方：基礎(chǔ)油+20%固化劑E-ACC+4%水+0.42%激活劑E-ACT+密度調(diào)節(jié)劑(配方中的百分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù))。

2)新型油基堵漏劑的密度可根據(jù)實(shí)際需要調(diào)整，并且該堵漏劑固化前具有良好的流動(dòng)性，可直接泵送，其固化時(shí)間及強(qiáng)度可以根據(jù)實(shí)際需求通過(guò)改變固化劑和激活劑的加量來(lái)調(diào)控，且具有抗鉆井液侵污的性能。

3)新型油基堵漏劑既有凝膠及水泥堵漏劑可固化的特點(diǎn)，同時(shí)又結(jié)合了傳統(tǒng)橋塞堵漏優(yōu)點(diǎn)，解決了常規(guī)凝膠及水泥不抗油基鉆井液侵污的問(wèn)題，具有廣闊的應(yīng)用前景。

[參考文獻(xiàn)]

[1]徐同臺(tái)，劉玉杰，申威，等.鉆井工程防漏堵漏技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社，1997.

[2]何竹梅，宋碧濤，吳富生，等.SN油田隨鉆堵漏鉆井液技術(shù)的研究與應(yīng)用[J].油田化學(xué)，2008，25(3),200～204.

[3]鄢捷年.鉆井液工藝學(xué)[M].東營(yíng):石油大學(xué)出版社，2001：348～350 .

[編輯]帥群

46 Laboratory Study of A New Oil-based Plugging Agent

Wu Jun，Xu Mingbiao，Chen Lin，Liu Chao

(FirstAuthor’sAddress：ChongqingFulingShaleGasExplorationandDevelopmentCo.Ltd.,Chongqing408014,China)

Abstract:In order to overcome the leakage problem encountered during the drilling with oil-based drilling fluid, a new type of oil-based plugging agent was developed in laboratory.The plugging agent had good flow ability before solidifying and it could be pumped safely.At 60～80℃,the characteristics of curing time, temperature, strength could be adjusted by adjusting the mass fraction of curing agent E-ACC and activator E-ACT, it provided a guarantee for the safety of operation.Furthermore, the plugging agent had good compatibility with oil-based drilling fluid and had good anti-contamination ability.In the laboratory, it is proved that the addition of conventional inert bridging material has no effect on the performance of the plugging agent.It not only can overcome the compatibility problems of conventional curing plugging material with oil-based drilling fluid, but also it combines with the conventional bridge blocking material to form bridge pile and make the plugging slurry stay in leakage layer for effectively sealing it, it is better for improving the pressure-bearing capacity of layer.The new oil-based plugging agent has broad application prospects.

Key words:plugging agent；oil-based drilling fluid；curing

[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A

[文章編號(hào)]1673-1409(2016)11-0046-03

[中圖分類(lèi)號(hào)]TE254

[作者簡(jiǎn)介]吳軍(1981-)，男，工程師，主要從事涪陵頁(yè)巖氣鉆井技術(shù)管理及成本分析方面的研究與管理工作；通信作者：許明標(biāo)，xmb62@163.com。

[收稿日期]2016-01-09

[引著格式]吳軍，許明標(biāo)，陳林，等.一種新型油基堵漏劑的室內(nèi)研究[J].長(zhǎng)江大學(xué)學(xué)報(bào)(自科版),2016,13(11):46～48.