發(fā)布時間：2022-06-02所屬分類：建筑師職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘 要：通過雙城地區(qū)登樓庫組和營城組漏失特點，采用非滲透封堵劑及白瀝青組合在一起的防漏封堵鉆井液，在易漏井或者已漏失的井可以添加隨鉆堵漏劑和超細碳酸鈣，通過該防漏配方，形成致密的泥餅，配合防漏工程措施及鉆井液性能，有效做到以防為主、以堵為輔的雙城防漏
摘 要：通過雙城地區(qū)登樓庫組和營城組漏失特點，采用非滲透封堵劑及白瀝青組合在一起的防漏封堵鉆井液，在易漏井或者已漏失的井可以添加隨鉆堵漏劑和超細碳酸鈣，通過該防漏配方，形成致密的泥餅，配合防漏工程措施及鉆井液性能，有效做到以防為主、以堵為輔的雙城防漏技術(shù)。
關(guān)鍵詞：井漏;防漏堵漏;雙城區(qū)塊
1 雙城漏失層位分析
1.1 雙城地質(zhì)特性
雙城地區(qū)位于松遼盆地東南斷陷區(qū)，從淺層構(gòu)造看，從南向北依次橫跨青山口背斜帶、賓縣-王府凹陷、長春嶺背斜帶和朝陽溝階地。從深層構(gòu)造看，雙城地區(qū)發(fā)育兩個北北東走向的凹陷和夾于其間的古凸起，即鶯山凹陷、雙城凹陷及對青山凸起。由于上部地層缺失，整個區(qū)塊埋藏淺，目的層登婁路或營城組，營城組埋深1700m左右。區(qū)塊裂縫發(fā)育，斷層較多，施工的多口井發(fā)生在登樓庫下部地段泥巖裂縫以及營城組，其中大多為營城組粉砂巖、砂礫巖滲透性漏失及裂縫性漏失，漏速大。
松遼盆地營城組是主要的天然氣儲層，主要巖性為：安山巖、安山玄武巖、火山角礫巖凝灰?guī)r夾灰色灰綠色砂巖暗紫色流紋巖、礫巖等。其中火山巖由于巖漿的噴發(fā)、溢流、結(jié)晶、構(gòu)造運動和風化作用等因素，在熔巖內(nèi)部形成發(fā)育的孔隙裂縫，大部為構(gòu)造縫，其延伸較長，縫寬變化較大，裂縫多為垂直裂縫。根據(jù)有關(guān)學者研究統(tǒng)計：裂縫是以高角度斜交裂縫和垂直裂縫為主的構(gòu)造裂縫，所占比例分別為 35%和 45%。相關(guān)研究統(tǒng)計，開啟裂縫占62.8%，裂縫開啟寬度平均0.1mm，最大值0.5mm，最小值0.001mm，天然漏失通道的存在這是營城組發(fā)生漏失的主要原因。
1.2 雙城漏失層位分析
(1)調(diào)研 2018~2019 年雙城地區(qū)各井漏失井鉆井液漏失情況如表1所示。
位處松遼盆地東南斷陷區(qū)鶯山—雙城斷陷雙城凹 陷，由于上部地層缺失，整個區(qū)塊埋藏淺，目的層登婁路—營城組，營城組埋深1700m左右。區(qū)塊裂縫發(fā)育，斷層較多，施工的多口井發(fā)生在登樓庫組底部及營城組，營城組發(fā)生的頻率更高些，主要為粉砂巖、砂礫巖滲透性漏失及裂縫性漏失，漏速大。
2 防漏堵漏研究
2.1 防漏堵漏原理
阻止裂縫延伸方法應用關(guān)鍵在于以下兩點：①封堵材料支撐誘導裂縫或天然裂縫張開，進而壓縮井周地層，提高井周切向應力;②封堵材料同時隔離裂縫尖端，阻止流體壓力向裂縫尖端的傳遞，進而降低縫尖應力強度因子，保持裂縫系統(tǒng)穩(wěn)定。
粘彈性材料隨著裂縫寬度的改變而改變自身形狀，持續(xù)起到阻止壓力傳遞的作用，利于封堵穩(wěn)定性;隨縫內(nèi)壓力系數(shù)降低，地層承壓能力增加;隨架橋距離增加，地層強化效果降低;封堵效率系數(shù)越高，裂縫尖端強度因子越小，裂縫越不容易擴展延伸;阻止裂縫延伸方法適用性分析主要適用于裂縫發(fā)育程度低的孔隙性地層。
2.2 封堵材料及堵漏材料的選取
防漏主要是需要在于鉆井液的封堵作用,原理:微裂縫、層理是鉆井液侵入地層的主要通道,對井壁穩(wěn)定產(chǎn)生直接影響。封堵劑在壓差作用下與鉆井液體系中其它細小粒子(膨潤土顆粒、加重材料粒子等)一起進入微裂縫,因為物理阻擋和化學吸附,在微裂縫內(nèi)滯留、堆積形成致密封堵層,阻止水進入近井壁地層,同時隔絕壓力傳遞,達到穩(wěn)定井壁的目的。(1)封堵材料的選取。應用鉆井液性能測試中最常用的高溫高壓靜失水儀來評價封堵性能，其測試步驟、測試方法、數(shù)據(jù)處理等均與降失水劑的評價方法相同，失水量的大小反映防塌材料或體系的封堵效果，一定時間范圍內(nèi)，高溫高壓失水量越小，表明測試體系在一定環(huán)境條件下對微孔隙進行了有效封堵，液相經(jīng)過微孔隙侵入地層，封堵效果較好。反之，則相反。高溫高壓靜失水儀可模擬井下的高溫高壓環(huán)境，并且方便快捷，操作簡單，普及性高，也能較準確地定量比較不同封堵材料和體系的封堵效果。應用5%膨潤土漿為基漿做對比樣實驗結(jié)果如圖1 所示。
防塌封堵試驗中防塌封堵材料濃度為4%，白瀝青的封堵效果最好，30min高壓濾失量控制在12mL。防塌封堵效果如圖2所示。
實驗中瀝青類處理劑都具有較好的封堵效果，但熒光效果明顯，限制它在探井上的應用，白瀝青具有較好的封堵效果同時，熒光效果明顯低于其他材料，不影響錄井，探井也可以使用。
(2)堵漏材料的選取。目前國內(nèi)常用的堵漏方法主要是靜止堵漏、橋接堵漏、化學堵漏等。根據(jù)調(diào)研資料和現(xiàn)場井漏情況判斷地層裂縫在 0.1~0.2mm 左右微裂縫，因此，通過優(yōu)選，選擇超細碳酸鈣、復合堵漏劑(細)及801隨鉆堵漏劑等小粒徑堵漏材料進行復合橋接堵漏。
根據(jù) 1/2~2/3 架橋原則，主要架橋粒子粒徑為 0.07~0.1mm，鉆井液中的坂土和重晶石粉、801隨鉆堵漏劑中的細纖維在粒徑上可以作為架橋粒子，超細碳酸鈣作為主要的填充封堵材料;白瀝青具有很強的彈性，可以很好地填充在巖石空隙和裂縫中，并且還能形成吸附成膜，有效地阻止流體的侵入，提高根據(jù)堵漏材料堵漏效率。801隨鉆堵漏劑中的木質(zhì)纖維和微膠粒在裂縫中膨脹可以有效地封堵裂縫。復合堵漏劑(細)要是封堵在裂縫系列中少量存在的寬度稍大的裂縫，保證堵漏成功率。
2.3 防漏堵漏配方的制定
(1)防漏配方的優(yōu)選。現(xiàn)有鉀鹽共聚物鉆井液體系配方：膨潤土 4%+WYDZ-1 0.3%+HX-D 0.3%+ NPAN 1%+JS-Ⅰ1.2%+JS-Ⅱ1.2%+SF260 1%作為基漿，做對比試驗。白瀝青加量分別為 0.8%(1 號樣)、 1.2%(2號樣)、1.6%(3號樣)。
從實驗結(jié)果來看(表2)，中壓濾失量和高溫高壓濾失量隨著白瀝青的含量增加而減小，但是加量為1.2%和1.6%時，中壓濾失量和高溫高壓濾失量變化已經(jīng)相差不多，從成本考慮，我們選定白瀝青加量為1.2%。
根據(jù)上述堵漏劑實驗，非滲透封堵劑封堵較細裂縫效果較好，可作為防漏用的封堵劑，配合白瀝青進行封堵，使用上述基漿，加入白瀝青(B)和非滲透封堵劑(C)。
白瀝青DWF-1和非滲透封堵組合3%+2%封堵效果與4%A+4%B基本相同，模擬實驗中降低濾失能力與封堵材料含量有關(guān)，白瀝青DWF-1 含量高，封堵速度快，考慮3%的白瀝青DWF-1+2%非滲透封堵劑組合的效果最優(yōu)(效果如圖3所示)。
綜合考慮封堵材料對鉆井液的性能的整體影響應用非滲透封堵+白瀝青組合更適合雙城地區(qū)施工。
通過上述實驗得出結(jié)論：雙城地區(qū)防漏鉆井液采用鉀鹽共聚物鉆井液加入1.2%白瀝青在上部起封堵效果，在進入登樓庫組和營城組后，起鉆前可打入防漏封閉漿進行封堵這兩個層位，封閉漿加入 3%白瀝青和 2%非滲透封堵劑，在易漏區(qū)域可直接使用封閉漿配方進行鉆進，白瀝青濃度達總量 3%，非滲透封堵劑達 2%。
(2)堵漏配方優(yōu)選。由以上實驗數(shù)據(jù)及堵漏經(jīng)驗公式：粒狀∶片狀∶纖維狀=6∶3∶2,初步確定以下幾組比例進行彈子床優(yōu)選實驗:超細碳酸鈣∶非滲透堵漏劑∶ 801隨鉆堵漏劑∶復合堵漏劑(細)=A∶B∶C∶D。分別以 15%濃度在鉀鹽共聚物鉆井液中采用彈子床試驗進行定性評價，在壓力小于6.9MPa的情況下各配方流失量見表3。
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由以上實驗數(shù)據(jù)表明，超細碳酸鈣∶非滲透堵漏劑∶801隨鉆堵漏劑∶復合堵漏劑(細)=2∶2∶2∶1配比較優(yōu)。
3 鉆井液防漏堵漏方案研究
3.1 雙城地區(qū)防漏技術(shù)措施
(1)控制鉆井液密度在設計下限，控制流變性能，控制動切力在15Pa以內(nèi)，靜切終切18Pa以內(nèi)，補加封堵材料。
(2)在鉆井施工過程中，鉆遇登樓庫前現(xiàn)場儲備足量的封堵及堵漏材料，即將進入易漏地層時循環(huán)鉆井液內(nèi)補足封堵材料白瀝青含量不低于1.2%，若是易漏區(qū)域內(nèi)的井則使全井含量白瀝青達到3%，非滲透封堵劑達到2%。
(3)在起鉆前或鉆進時定期打入 10~15m3 的封閉漿，非易漏區(qū)域采用濃度 3%白瀝青及 2%非滲透封堵劑封堵易漏層位，易漏區(qū)域采用超細碳酸鈣∶非滲透封堵劑∶801隨鉆堵漏劑=1∶1∶1，質(zhì)量分數(shù)為15%的防漏封堵漿封堵易漏層位。
(4)進入漏層后，緩慢開泵，泵沖逐漸提高，避免井下壓力激動變化過大。
3.2 雙城地區(qū)堵漏技術(shù)措施
(1)漏速不大于5m3 /h，主要采用循環(huán)堵漏的方式，每次配制10m3 堵漏劑，超細碳酸鈣∶非滲透封堵劑∶801 隨鉆堵漏劑=1∶1∶1，可適當加大隨鉆堵漏劑濃度，隨鉆堵漏劑、非滲透封堵劑、超細碳酸鈣總濃度15%左右。
(2)漏速5~10m3 /h，主要采用靜止堵漏的方式，根據(jù)漏速適當加入復合堵漏劑(細)，超細碳酸鈣∶非滲透堵漏劑∶801 隨鉆堵漏劑∶復合堵漏劑(細)=2∶2∶2∶1，堵漏材料濃度15%~20%。
(3)若漏速大于 10m3 /h，主要采用靜止堵漏的方式，超細碳酸鈣∶非滲透堵漏劑∶801隨鉆堵漏劑∶復合堵漏劑(細)=2∶2∶2∶1，堵漏材料濃度20%~30%。
(4)若靜止堵漏效果不理想，則采用承壓堵漏方式，配比超細碳酸鈣∶非滲透堵漏劑∶801隨鉆堵漏劑∶ 復合堵漏劑(細)=2∶2∶2∶1，將堵漏劑擠入地層，承壓 3~5MPa，堵漏材料濃度20%~30%。
4 總結(jié)
(1)通過使用白瀝青及非滲透封堵劑可有效封堵地層裂縫，提高地層承壓能力。
(2)超細碳酸鈣∶非滲透堵漏劑∶801隨鉆堵漏劑∶ 復合堵漏劑(細)=2∶2∶2∶1，堵漏材料濃度 15%~20% 的堵漏配方可針對雙城地區(qū)的在 0.1~0.2mm 左右微裂縫進行有效封堵。——論文作者：李昕楠* ，李承林
參考文獻：
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