一种新型油基堵漏剂的室内研究

吴军　(中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司，重庆 408014)

许明标　(长江大学非常规油气湖北省协同创新中心，湖北 武汉 430100)

陈林，刘超　(中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司，重庆 408014)



一种新型油基堵漏剂的室内研究

吴军(中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司，重庆 408014)

许明标(长江大学非常规油气湖北省协同创新中心，湖北 武汉 430100)

陈林，刘超(中石化重庆涪陵页岩气勘探开发有限公司，重庆 408014)

[摘要]针对采用油基钻井液钻井过程中遇到的漏失问题，室内研制了一种新型油基堵漏剂。该堵漏剂在固化前具有良好的流动能力，安全可泵，在60～80℃情况下通过调整固化剂E-ACC和激活剂E-ACT的质量分数可以实现固化时间、温度、强度可调的特点，为施工安全提供了保障；同时该堵漏剂与油基钻井液相容性好，具有良好的抗侵污性；室内通过试验验证了新型油基堵漏剂加入桥堵材料对堵漏剂的性能没有影响，既克服了常规固化堵漏材料与油基钻井液配伍性差的问题，又结合了传统桥堵材料桥架堆积使堵漏浆停留在漏层有效封堵，更好地提高地层承压能力，具有广阔的应用前景。

[关键词]堵漏剂；油基钻井液；固化

随着钻井开发的深入，钻探难度越来越大。为了保证钻井作业安全有效，因而采用油基钻井液钻井，但因其地质情况复杂，井漏问题频发使得井漏问题严重影响了对勘探开发进程以及钻井作业的安全和速度[1]。常规的堵漏剂都是一些桥架材料，通过颗粒级配或者颗粒与纤维复配后堵漏，不能固化；在封堵漏层后由于钻井液重新循环，在地层压差作用下易发生复漏，需要反复堵漏；且堵漏材料多为亲水性材料，与油基钻井液配伍性差，容易受到钻井液侵污影响堵漏效果或者反向影响钻井液性能，导致井下复杂事故[2]。因此，为了满足现场的需要，研制出了一种新型油基堵漏剂，该堵漏剂可安全泵入漏层，具有固化时间、强度可调，有效抑制地层流体侵污的特点，且结合了传统桥浆堵漏的特点，加入了桥架材料，使堵漏浆能够在漏层停留，固化形成具有一定强度的固体填塞，提高了堵漏的成功率，同时降低了钻井过程中因漏失造成的风险和成本。

1堵漏剂的组成及其堵漏机理

新型油基堵漏剂由基础油(可以选用植物油、动物油等)、固化剂E-ACC、激活剂E-ACT(其中固化剂E-ACC和激活剂E-ACT由荆州嘉华科技有限公司提供)和密度调节剂组成。在基础油中加入固化剂和激活剂，来调控其固化时间、温度、强度。该新型油基堵漏剂能够有效地抑制地层流体的侵污，保持在注入漏层后随时间逐渐增强的趋势；且具有温敏性效应，油基流体在到达漏失地层后升温而反应形成固化填塞漏层；其固化填塞的形成是由弱到强的发展，这样有利于在裂缝中延伸并堵住漏层，提高漏层的承压能力，解决失返型漏失井的漏失问题，提高一次性堵漏成功率。

2堵漏剂的性能评价

新型油基堵漏剂是基础油与固化剂之间发生反应，在激活剂的作用下固化填塞漏层，通过调节激活剂的加量来控制固化温度、时间、强度等。首先在基础油中加入固化剂E-ACC，在6000r/min的转速下搅拌5min，再加入清水搅拌5min，后加入激活剂E-ACT搅拌5min;在高速搅拌的情况下，按照需要加入密度调节剂，充分搅拌20min。基本配方：基础油+20%固化剂E-ACC+4%水+激活剂E-ACT+密度调节剂(配方中的百分数为质量分数，下同)。

1)激活剂对固化时间的影响室内固定固化剂的加量，通过对激活剂质量分数的变化来调整堵漏剂的固化时间，试验温度为80℃，试验结果如图1所示。随着激活剂质量分数的增加固化时间会缩短，其当激活剂质量分数为0.42%时，固化时间为170min。

2)温度对固化时间的影响在激活剂质量分数为0.42%的情况下，模拟不同的地层温度与固化时间的关系，如图2所示。60℃时固化时间为235min，随着温度的升高，固化时间降低；在85℃后固化时间随温度的升高有所增加。根据不同温度下的试验结果可知，在常温下新型堵漏剂是油脂状，悬浮稳定性良好，安全可泵送，温度越高越有利于固化反应，稠度越高(图3)，固化后的膏体强度会随时间逐渐发展起来。

图1　激活剂加量对固化时间的影响　　　　　　　　　　图2　固化时间与试验温度的关系

图3　不同试验温度下的固化状态

3)抗侵污性常规水泥及凝胶堵漏剂易被油基钻井液侵污，使堵漏剂失效，导致堵漏失败[3]。项目研究的新型油基堵漏剂本身为亲油性堵漏剂，与油基钻井液相容性好，且具有一定的抗侵污性。室内配制将堵漏浆与油基钻井液按1∶9混合侵污后，试验温度在80℃，固化时间影响如图4所示，油基钻井液的侵入会延长堵漏剂的固化时间。

虽然稠化时间稍有增长，但是可以通过调整激活剂和固化剂的加量来避免稠化时间过长，但是固化后的固体填塞依然具有较好的强度(图5)，该新型油基堵漏剂具有较好的抗侵污性。

图4　钻井液的侵污对固化时间的影响　　　　　　　　图5　新型油基堵漏剂被钻井液侵污后固化情况

4)加入桥架材料后对堵漏剂的影响为了保证堵漏剂能在漏层停留，结合了桥浆堵漏的优点，引入惰性桥架材料来对漏失地层进行桥架堆积，使堵漏剂进入漏层后能停留在漏层并且固化形成堵塞，阻止其向漏层深部流失。桥架材料的加入对堵漏剂的固化时间几乎没有影响，图6(a)是单独的油基堵漏剂的固化曲线，图6(b)是在油基堵漏剂中加入了4%的棉纤维桥架材料，图6(c)、(d)是在油基堵漏剂中加入10%的颗粒桥架材料膨胀蛭石和沸石，其固化时间几乎不受影响。

图6　加入桥架材料后油基堵漏剂的固化曲线

3结论

1)堵漏剂的基本配方：基础油+20%固化剂E-ACC+4%水+0.42%激活剂E-ACT+密度调节剂(配方中的百分数为质量分数)。

2)新型油基堵漏剂的密度可根据实际需要调整，并且该堵漏剂固化前具有良好的流动性，可直接泵送，其固化时间及强度可以根据实际需求通过改变固化剂和激活剂的加量来调控，且具有抗钻井液侵污的性能。

3)新型油基堵漏剂既有凝胶及水泥堵漏剂可固化的特点，同时又结合了传统桥塞堵漏优点，解决了常规凝胶及水泥不抗油基钻井液侵污的问题，具有广阔的应用前景。

[参考文献]

[1]徐同台，刘玉杰，申威，等.钻井工程防漏堵漏技术[M].北京：石油工业出版社，1997.

[2]何竹梅，宋碧涛，吴富生，等.SN油田随钻堵漏钻井液技术的研究与应用[J].油田化学，2008，25(3),200～204.

[3]鄢捷年.钻井液工艺学[M].东营:石油大学出版社，2001：348～350 .

[编辑]帅群

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

[文献标志码]A

[文章编号]1673-1409(2016)11-0046-03

[中图分类号]TE254

[作者简介]吴军(1981-)，男，工程师，主要从事涪陵页岩气钻井技术管理及成本分析方面的研究与管理工作；通信作者：许明标，xmb62@163.com。

[收稿日期]2016-01-09

[引著格式]吴军，许明标，陈林，等.一种新型油基堵漏剂的室内研究[J].长江大学学报(自科版),2016,13(11):46～48.