强烈破碎漏失地层的钻探技术探究

何润生

摘要：为了研究强烈破碎漏失地层的钻探技术，本文基于笔者西部钻探钻井多年工作经验。在理论结合实际的前提下展开大规模经验分享与预留密度研究，重点阐述基于准确找漏方法的多维堵漏技术结合体。为行业发展提供建设性意见。

关键词：钻井堵漏地层破碎

1引言

钻井工程是沟通油气层与地面基础，是勘探开发的重要环节。遭遇强烈破碎漏失地层时常规堵漏工艺和材料无法完成相应工作，只能打水泥塞进行应急处理。而这种工艺严格损坏钻井时效，所以需要研制堵漏材料化学性质和颗粒粒径的匹配性，以至于不同程度和种类的地层漏失工况下进行工作效能把控。其次相应材料的经济性和有效堵漏化学剂在井筒周围的漏层驻留效率也是研究的关键。运用高稠堵漏浆能否进行足够效率的及时封堵更是一次性堵漏的关键。当前基于准确找漏方法的多维堵漏技术已经成为相关结合体。

2找漏方法（漏层确定方法）

（1）基于井温对比温度梯度的热变阻值深度确定原理。运用先期井温变化数据在泥浆返速固定的原则上进行流体温度测定，并且预判一定温度异常变化点的井漏位置可以较好的进行卡层，并在测井曲线上进行相关性比对[2]。如若发现预设温度层位点温度下降幅度较大，还可以进行漏失量的确定，通过热力学公式进行井下流体温度异常点的获取能在经济成本可行的前提下获取围岩数据特征，但需要注意，该种办法需要在井温变化幅度较大且低温较高的地区运用，例如超深井的泸州区块和塔里木区块。温度的不敏感会导致差异性数据少，而诱导多维数据比对失衡。

（2）对丢失视界的漫识别。钻井前风险预测方法。传统的确定损失层位的方法是在发生环流损失后，根据环流损失的各种特点来确定损失层位。这不可避免地导致大量钻井液流失和油气层污染。因此，从油田大量漏失参数的处理和数学分析出发，运用模糊识别的数学理论，建立了欧氏接近度与漏失程度之间的关系。对环流损失参数之间的模糊关系，在钻井前建立风险预测模型，对损失层位进行模糊识别。现场应用表明，该模型预测准确、可操作性强、成本低，在预测流通损失风险水平方面取得了較好的效果。

（3）综合分析法。综合利用测井、钻井和地质资料，提出了一种确定环流损失层位的新方法——综合分析法。实际数据处理结果表明，该方法综合考虑了影响泄漏的主要因素，充分反映了泄漏的特点。分析的结果可以是连续的轮廓。对泄漏位置的判断和分析直观准确。适用于多处泄漏一目了然对地层复杂情况的分析，为优化和实施有效的防漏堵漏技术措施奠定了基础。

3堵漏技术及效果比较

堵漏技术是依据岩性和漏失类型进行不同粒径、化学性质和交联机理的堵漏材料优选并配合相应工艺实现的[3]。而基于桥堵和化学堵漏材料的性质，运用传统堵漏方式进行地下交联聚合物凝胶性质的改变，最终在扩充孔隙的基础上完成复合堵漏可以极大提高工艺适应性。提高堵漏一次成功率。而针对碳酸盐岩、裂缝发育以及强烈破碎漏失地层还需要进行无机材料升级以及特殊工艺配合度的符合。以下介绍常见堵漏技术。

3.1复合材料堵漏

高失水、高压、高耐酸“三级”HHH密封胶，主要由细纤维和颗粒组成，具有高失水特性。在堵漏过程中，当堵漏浆进入漏孔时，该层会迅速失水，形成堵剂的堆积和堵塞，从而堵塞泄漏通道。在等待堵漏的过程中，形成的堵塞物发生化学交联反应，最终形成具有较高承压能力的堵漏墙。使用该封堵剂，通过优化封堵工艺，剑门1井同一裸眼井多次堵漏一次成功，封堵效果明显。以废旧橡胶制品为主要原料，研制出新型LD桥式防漏堵剂。该组合物含有颗粒和纤维。表面不平整，有毛刺。具有一定的柔韧性和强度，密度小，惰性强，耐酸碱盐，耐高温[4]。室内评价表明，该堵剂在正压差作用下能迅速形成有效堵漏，堵漏力大，深度浅，对钻井液性能影响不大，有利于减少钻井液损失。高温高压流体渗透率回收率高。长庆油田7井次现场试验，防漏堵漏效果良好。

3.2地下交联聚合物凝胶体系

CACP是一种用于封堵大型裂缝、溶洞和其他储层的堵漏剂，由聚合物、交联剂和堵桥材料组成。密封胶在地下经过一定时间后固化成橡胶状弹性体。海绵和海绵状态的物体对于丢失区域的密封更紧密。可根据施工时间和施工温度，通过添加缓凝剂或促进剂来调节和控制凝固时间，一般数小时内即可看到效果[5]。该材料包括3种型号：I型由聚合物、交联剂和纤维材料组成，颗粒范围广。混合后，它被压缩成球形。可用于水基和油基钻井液中堵塞大裂缝或洞穴泄漏。II型组合物中的纤维素颗粒更细，含量更高，有利于堵塞更深的裂缝和溶洞，胶结力更强。III型密封胶的成分采用较粗的碳酸钙颗粒，可用于在渗漏层的开口处形成具有一定孔隙率的密封胶层，使其他密封剂较薄的密封胶能够深入渗漏地层以达到完全密封的效果。

3.3低密度膨胀型堵漏浆

使用具有不同分子量的不同类型的聚合物作为添加剂来增加粘度和滤失性，使用多种有机添加剂作为悬浮载体，使用超细材料作为填料以及油溶性树脂和硅酸盐作为增强剂。以相对分子量的聚合物作为防塌剂，介绍了由不同粒径的流动调节剂、悬浮稳定剂、密度调节剂和高延性堵漏剂组成的低密度溶胀堵漏悬浮液，具有不同的功能。渗漏通道在地层温度和压力的作用下，各组分之间发生不同程度的物理化学反应，产生协同效应。在钻井封堵过程中，各组分先滞留，再搭桥、连接、充填、加固，在缺失段井壁快速形成堵漏率高、充填加固能力强的封堵带，达到泄漏堵塞。

4结语

综上所述，随着科技的进步与材料的发展。我国在不同岩性和地层框架下的堵漏机理研究越来越清晰。而基于新型堵漏评价仪器和找漏方案的系统化操作规程也日益完善。在针对性堵漏和运用活性堵漏材料堵漏的成本日益降低。全方位保障了裂缝型及缝洞型复杂漏失地层钻井过程中的安全生产。通过多维符合工艺的运用，在交联材料影响钻头剪切进入漏层的同时，进行不同维度的高强度凝胶驻留机理将是下一个研究热点。所以运用抑制性强封堵性好的钻井液，在密度更低的前提下做到在线堵漏能解决根本性问题。

参考文献

[1]巫建彰.强烈破碎漏失地层的钻探工艺探讨[J].西部探矿工程，2018，30 （1）：3.

[2]胡昌安.深部找矿钻探地层的特点以及钻探技术分析[J].科技与生活， 2011，000（007）：179.

[3]张青海.洛宁刘秀沟金矿区复杂地层钻探技术研究[C]//河南省地质学会2019年学术年会.0.

[4]焦德全.复杂地层中的钻探技术研究[J].科技传播，2012，000（010）：155.