中原石油工程公司自主研發(fā)裂縫型可固化橋漿堵漏技術(shù)堵漏100%

文／楊 敏 袁旭光 栗 強(qiáng)

“采用可固化橋漿堵漏施工后，主要漏失井段封堵一次成功！”2021年12月29日，中國(guó)石化中原石油工程公司應(yīng)用自主研發(fā)的裂縫型可固化橋漿堵漏技術(shù)，成功完成了馬11井的堵漏施工任務(wù)，令現(xiàn)場(chǎng)施工人員松了口氣。

該技術(shù)再次發(fā)揮了神奇功效，成就了這口將為探索侏羅系河道砂巖儲(chǔ)層發(fā)育及含氣情況起指導(dǎo)性作用的重點(diǎn)井。

讓人頭疼的井漏

隨著油氣勘探開發(fā)逐漸向深層、超深層及非常規(guī)領(lǐng)域發(fā)展，復(fù)雜油氣藏高效開發(fā)、剩余油氣挖潛增效成為勘探開發(fā)的主要陣地。然而，在大規(guī)模勘探開發(fā)過程中，鉆井漏失始終是制約鉆井時(shí)效的一大技術(shù)瓶頸。

“一直以來，在鉆井施工過程中，井漏事故占整個(gè)鉆井復(fù)雜問題的70%以上，嚴(yán)重制約了鉆井提速提效?！敝性凸こ坦竟叹究蒲泄芾韺＜荫R小龍說。

濮6-側(cè)81是中原油田部署在濮城的一口開窗側(cè)鉆井。鉆進(jìn)至井深2364米時(shí)發(fā)生失返性漏失，施工人員多次采用橋堵式、固結(jié)式堵漏，耗時(shí)8天后仍無效。

“當(dāng)時(shí)我們甚至打算給甲方打申請(qǐng)，準(zhǔn)備放棄這口井……”負(fù)責(zé)施工該井的平臺(tái)經(jīng)理回憶說。

重慶焦石壩工區(qū)施工的焦頁148-1HF井，在鉆進(jìn)過程中時(shí)常發(fā)生失返性井漏。施工人員從1118米至2121米應(yīng)用橋堵、水泥漿等多種方法，前后進(jìn)行了33次堵漏，耽誤工時(shí)57天，漏點(diǎn)依然存在。

同工區(qū)的焦頁60-6HF井，鉆至1896米時(shí)發(fā)生井漏。各類堵漏施工累計(jì)26次，損失工時(shí)33天，帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重制約了井隊(duì)的提速提效。

開篇所提馬11井，是部署在四川通南巴區(qū)塊的一口重點(diǎn)井。鉆進(jìn)至2600米時(shí)，發(fā)生失返性漏失，程度嚴(yán)重，鉆進(jìn)進(jìn)度一度停滯。

“施工人員曾嘗試多次常規(guī)堵漏，均無效。”現(xiàn)場(chǎng)施工負(fù)責(zé)人至今想起來，仍然心有余悸，“不同濃度、不同粒徑、不同材料的堵漏漿都試過了，堵住了又復(fù)漏，漏了又堵，井漏一直解決不了。僅50型鉆機(jī)一天就要損失日費(fèi)近10萬元，根本耗不起……”

研發(fā)趁手的工具

“漏”，就要想辦法“堵”。

技術(shù)人員可謂絞盡腦汁地堵。“然而，常規(guī)使用的橋堵式堵漏劑劣勢(shì)凸顯，對(duì)裂縫型漏失點(diǎn)堵漏效果極差?！便@井一公司技術(shù)發(fā)展中心主任付慶林直言。

如果使用小顆粒堵漏劑，雖然可以進(jìn)入漏層，但濃度低，不能有效架橋，堵漏效果差。如果使用粒徑較大的堵漏材料，則無法順暢進(jìn)入漏層，容易出現(xiàn)“封門”現(xiàn)象，也就是還未進(jìn)入目的漏層，就擋在了“大門口”，著實(shí)令人無奈。

“另一種常用的堵漏方式為水泥漿堵漏，最大特點(diǎn)是剛進(jìn)入地層時(shí)流動(dòng)性好，但靜置24小時(shí)后才會(huì)固化駐留，所以遇到裂縫型等較大的漏失點(diǎn)還沒來得及固化就全部流掉了，令操作人員頭大?！便@井一公司鉆井液技術(shù)專家孟憲波說。

如何快速有效地將地層中較大的漏失點(diǎn)牢牢“堵住”？

工欲善其事，必先利其器。擁有“趁手”的工具是事半功倍的關(guān)鍵點(diǎn)。

中原石油工程公司深諳此理，成立技術(shù)攻關(guān)小組，取長(zhǎng)補(bǔ)短，結(jié)合橋堵式堵漏劑強(qiáng)大的架橋能力和水泥漿堵漏劑的固化能力，創(chuàng)新研發(fā)了裂縫型可固化橋漿堵漏技術(shù)。

裂縫型可固化橋漿堵漏劑，是將觸變性水泥漿與坂土堵漏漿按比例進(jìn)行混配。在堵漏施工注替水泥漿過程中，堵漏材料及坂土不斷吸收水泥漿中的水分，讓水泥漿流動(dòng)性變差，而堵漏材料通過吸水膨脹，增加堵漏效果，配合優(yōu)化施工工藝，形成了固化橋漿堵漏施工操作流程。它不僅克服了可控膠凝堵漏劑固化反應(yīng)時(shí)間短的缺點(diǎn)，還在完成堵漏施工的同時(shí)，大大提高了施工的安全性。

然而，隨著研究的深入，攻關(guān)小組“卡了殼”——經(jīng)過數(shù)次實(shí)驗(yàn)調(diào)配出的堵漏劑總是出現(xiàn)干裂現(xiàn)象，進(jìn)入地層后，剛堵住漏失點(diǎn)，自身就呈龜裂狀，出現(xiàn)裂縫，可謂“拆東墻補(bǔ)西墻”。

“我與小組成員一起分析致裂因素，甚至試過多家原材料廠商，效果都不理想。”馬小龍介紹說。

后來，馬小龍輾轉(zhuǎn)了解到中國(guó)石油大學(xué)（華東）柳華杰教授研發(fā)的觸變劑在勝利油田得到成功應(yīng)用的消息，立即展開“攻勢(shì)”：“柳教授，聽說您研發(fā)的觸變劑固井防竄效果很好，有沒有考慮過在堵漏方面發(fā)揮一下作用……”

達(dá)到100%的成功率

兩個(gè)志同道合的人一拍即合。通過大量室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，柳華杰教授帶領(lǐng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)與馬小龍帶領(lǐng)的攻關(guān)小組一起針對(duì)堵漏工作優(yōu)化觸變劑配方。

觸變水泥漿惡性漏失堵漏技術(shù)，目前是國(guó)外研究的熱點(diǎn)。無論是國(guó)外哪家公司，現(xiàn)場(chǎng)適用溫度基本上控制在50℃以內(nèi)。

“從目前的研究現(xiàn)狀可以看出，觸變水泥漿是解決惡性漏失的有效手段，但存在顯著的難點(diǎn)需要攻克。首先是觸變水泥漿的耐溫性。我們要求最高滿足90℃的溫度要求，這在國(guó)際上是沒有實(shí)現(xiàn)過的。其次將觸變劑引入到可固化橋漿中是否配伍，需要仔細(xì)深入研究?！瘪R小龍說。

技術(shù)人員反復(fù)調(diào)配優(yōu)化堵漏劑中的膨脹劑、早強(qiáng)劑及觸變劑等，經(jīng)過近一個(gè)月的調(diào)試，終于解決了“卡脖子”難題，實(shí)現(xiàn)了固化后體積飽滿、無裂縫，滿足了施工要求。

在濮6-側(cè)81井，攻關(guān)小組應(yīng)用裂縫型可固化橋漿堵漏劑，堵漏施工10小時(shí)后便可正常鉆進(jìn)，取得了良好效果。在中原本部應(yīng)用成功后，攻關(guān)小組將目光投向井漏重災(zāi)區(qū)——永和工區(qū)。

該工區(qū)二開鉆進(jìn)過程中，鉆遇和尚溝組、劉家溝組、石千峰組時(shí)井漏事故頻發(fā)。YH18-0-6H井尤甚，鉆至1970米時(shí)發(fā)生大規(guī)模失返性漏失。施工人員采用裂縫型可固化橋漿堵漏技術(shù)，組合動(dòng)力鉆具下鉆掃塞，恢復(fù)正常鉆進(jìn)，直至二開完鉆，均未再發(fā)生井漏事故，節(jié)約鉆井液等費(fèi)用共計(jì)85.24萬元，堵漏成效顯著。

技術(shù)人員趁熱打鐵，通過總結(jié)永和工區(qū)的經(jīng)驗(yàn)，制定了裂縫型可固化橋堵堵漏施工工藝，室內(nèi)化驗(yàn)評(píng)價(jià)方法，進(jìn)一步推廣至焦石壩工區(qū)和通南巴工區(qū)。

截至目前，該技術(shù)成功解決了通南巴工區(qū)、永和工區(qū)、長(zhǎng)和工區(qū)以及中原工區(qū)共計(jì)18井次的漏失難題，堵漏成功率為100%。

●供圖/袁旭光