常見鉆井液封堵技術綜述

常見鉆井液封堵技術綜述隨著資源勘探開發(fā)的縱深進展，我國深井鉆探的數(shù)量逐年增加，然而深部鉆探所鉆遇地層更加復雜多樣，因此更易發(fā)生井壁不穩(wěn)定問題。為了操縱井壁失穩(wěn)，提高鉆探效率，必須提高地層的承壓能力影響地層承壓能力的因素很多，主要有地層本身性質(zhì)（內(nèi)因）和鉆井、封堵工藝水平（外因）兩個方面的影響。前者包括地層巖性，膠結程度，裂縫發(fā)育方式、開度、寬度，地層溫度，近井壁巖石水化程度等;后者則包括鉆井液性質(zhì)、種類、封堵劑組成，所使用的封堵工藝以及相應的鉆井參數(shù)、工藝等。然而，鉆探時地層壓力本身往往具有不確定性和不可控性，而鉆井液的封堵性能則可以根據(jù)實際進行調(diào)控，所以鉆井液的封堵性能往往決定著提高地層承壓能力的高低。1橋接材料封堵技術橋接封堵就是通過不同配比將不同形狀和級配的惰性材料，混合加入到鉆井液中，隨著鉆進液循環(huán)而封堵漏失層的方法。此種封堵方法較為傳統(tǒng)，但實際施工時卻得到廣泛應用，主要原因在于此種封堵方法不僅可以有效解決井內(nèi)孔隙和裂縫造成的部分及失返漏失，而且材料具有易買價廉、使用安全、操作方便等優(yōu)點。常見橋堵材料根據(jù)形狀一般分為顆粒狀材料、纖維狀材料及片狀材料三種類型（具體情況見表1），他們級配和濃度應根據(jù)井內(nèi)漏失層性質(zhì)及嚴峻程度進行合理選擇。堵漏時鉆井液中添加橋接材料的含量一般為4%?6%,且上述三種材料在施工時常用的混合復配比例為2:1:1,并且應盡可能使大于橋堵縫隙尺寸的惰性材料含量不低于5%；此外需要注意的是如果使用過程中常用尺寸的橋接材料堵漏不成功，應根據(jù)情況及時換用更大尺寸的顆粒并增大使用比例。采納橋接封堵的施工方法有兩種，即擠壓法和循環(huán)法。施工前應準確地確定漏層位置，鉆具盡量下光鉆桿，鉆頭不帶噴嘴（不然應選擇合適的橋接材料的尺寸，以避堵塞鉆頭水眼）；鉆具一般應下在漏層的頂部，個別情況可下在漏層中部，嚴禁下過漏層施工,以防卡鉆。施工時要嚴格按照施工步驟進行。封堵成功后，應馬上使用振動篩篩除井漿中的堵漏材料。特別要提出的是，對于在試壓過程中出現(xiàn)的井漏，由于漏失井段長、位置不清楚，采納大量橋漿（通常為40?60m3履蓋整個裸眼井筒的封堵方法，經(jīng)?？扇〉贸晒Α５?，在使用過程中橋接類封堵材料仍然存在以下3點主要問題：因纖維類封堵材料在井壁無法形成有交攵低滲阻擋層，故其在微裂縫上搭橋時不具備阻止鉆井液侵入和防止井眼失穩(wěn)的能力；在滲透地層利用不同尺寸和級配的封堵材料形成泥餅屏蔽層的條件是要具有足夠的瞬時濾失。但實際情況是由于井內(nèi)微裂隙的瞬時濾失過低，致使封堵材料很難形成保護性泥餅；片狀云母類材料使用時通常需要在高濃度快速作用才可以在裂隙處搭橋，發(fā)揮封堵作用。但是此種材料在鉆井液中濃度的增加會使鉆井液循環(huán)當量密度也隨之增加，導致井底壓力進一步提高，最終可能加劇濾失或漏失；部分橋接材料在使用時因條件限制達不到最好功效，如瀝青，其使用時溫度必須達到軟化點溫度以上方可發(fā)揮最強封堵作用，但實際施工中絕大多數(shù)地層都達不到這個溫度。2屏蔽暫堵技術鉆井液中起主要暫堵作用的惰性材料稱之為屏蔽暫堵劑。屏蔽暫堵技術就是將鉆井液中加入屏蔽暫堵劑利用井內(nèi)鉆井液液柱壓力與地層液柱壓力之間形成的壓差壓人地層孔喉，并在短時間內(nèi)形成滲透率接近零的暫堵帶技術。屏蔽暫堵帶主要具有以下兩方面功能：一是能夠有效使地層幸免固井水泥漿的污染，二是降低鉆井液對地層浸泡時間，降低鉆井液污染，進而起到保護作用。一般來說，暫堵顆粒由起橋堵效的剛性顆粒和起充填作用的粒子及軟化粒子組成。在各種處理劑材料中，各種粒度碳酸鈣是常用的剛性粒子；瀝青、石蠟和油溶性樹脂等是常用軟化粒子。引起壓差卡鉆的主要原因是鉆井液在濾失過程中形成的泥餅較厚，泥餅與鉆桿的接觸面積較大，進而增加了卡鉆的概率。但使用低滲透鉆井液時，由于其能夠在井壁上迅速形成一層低滲透薄膜，相較于傳統(tǒng)鉆井液而言可以大幅度降低濾失量，所以壓差不會傳遞到地層，從而有效幸免了卡鉆問題的發(fā)生。(4)防止鉆井液漏失超低滲透鉆井液含有氣泡和泡沫，這些氣泡和泡沫可使過平衡壓力降到最低，并且氣泡和泡沫可橋塞各種孔徑的喉道，阻止鉆井液的滲漏，防止地層層理裂隙的擴大和井下復雜情況的發(fā)生。4結語橋接材料封堵、屏蔽暫堵以及低滲透成膜封堵是現(xiàn)階段國內(nèi)施工實踐中主要應用的三種封堵技術手段，其中橋接材料封堵及屏蔽暫堵技術因材料價格低廉、易購買等因素而在實際生產(chǎn)中得