钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术

钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术

赵波

中石化西南石油工程公司钻井工程研究院钻井液技术服务中心   四川省绵阳市621000

摘要：石油钻井工作涉及多个环节内容，其流程也兼具系统性和复杂性。在油气钻井勘探期间，包括地理环境等诸多主客观因素将直接影响钻井勘探的全过程，其中由复杂的地层条件而导致的井漏问题是当前石油钻井工作中亟待解决的难题。落实钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术的全方位研究，有助于减少因井漏问题而导致的一系列钻井问题。因此，加强对防漏堵漏技术的全方位探索和钻井液堵漏材料的针对性探究，具有极强的现实及理论意义。

关键词：钻井液；堵漏材料；防漏堵漏技术

1钻井液堵漏材料的具体分类

1.1高滤失堵漏材料

作为利用率较高的钻井液堵漏材料，高滤失堵漏材料主要由纤维状材料，硅藻土等组成。在实际施工阶段，高滤失堵漏材料会在漏失作用下，快速分散，而由此形成的稠状物质，也会快速在漏失通道里面全方位扩散，可有效发挥封堵作用。此类堵漏材料的韧性以及可塑性都相对较强，抗压能力强。将此类材料应用于钻井液堵漏时，可根据漏失情况对材料的粒度分布进行调节，确保其对不同尺寸的孔隙进行有效封堵。

1.2桥接堵漏材料

桥接堵漏材料是一种应用频率较高的堵漏材料，由多种惰性材料组合而成。此类材料不仅具有单一惰性材料的性能优点，同时还拥有较低的操作难度，材料的性能稳定度较高，与钻井液的流动性特征也较为契合。桥接堵漏材料主要是由填充粒子和架桥粒子构成，两者的组合也将大大减少因不同尺寸的孔隙所导致的漏失问题。而桥接堵漏材料的组成成分也具有多样化特性，除常见的果壳、云母以及纤维材料外，某些造价较为低廉的化工厂废弃原料以及化工副产品也可作为桥接堵漏材料的组成材料。

1.3聚合物凝胶堵漏材料

从该种材料的名称可得知，其主要是由凝胶类物质组成的，能够有效地避免井壁裂缝压力传导。其主要堵漏原理就是由于聚合物凝胶堵漏材料能够较快地渗透到需要填补的通道当中，尽快地解决井漏问题。除此之外，聚合物凝胶堵漏材料作为较为典型的堵漏材料，还有其他突出特征，比如抗剪切的能力等，能够在铜和其他材料混合使用的过程当中充分发挥自身优势，并同其他材料一起组成堵漏效果极佳的材料组合。

1.4水泥浆堵漏材料

作为钻井液堵漏材料的一种，水泥浆堵漏材料是由石灰，石膏以及水泥等材料组合而成的混合型堵漏材料。水泥是该材料的主要成分，若想优化该材料的堵漏效果，则需在其中添加一定的外加剂，增强封堵层的抗压能力。水泥浆堵漏材料大多被应用于漏失较为严重的情况下，在此基础上，水的作用并不会对封堵效果产生负面影响，而水泥浆堵漏材料也可在水泥浆泵的作用下被及时传送到井漏层，通过一定的化学反应，水泥浆会慢慢凝固，漏失层的孔隙能得到及时封堵。

1.5膨胀型堵漏材料

膨胀型堵漏材料是将不同尺寸结晶状聚合物和特定的颗粒材料进行混合，由此组成的混合体经过水化后出现大幅膨胀。这种堵漏材料在短时间内便能充分发挥其封堵作用，其通常针对极为严重的漏失问题。以埃及尼罗河三角洲地区的钻井工程为例，该区域钻井过程中出现的大量漏失问题便是由膨胀性堵漏材料所解决。通过将不同粒径的颗粒材料、合成聚合物以及水混合物泵入到漏失层中，促使其产生膨胀作用，便可封堵井漏孔隙。

2钻井液防漏堵漏技术的应用

2.1微泡钻井液技术

微泡钻井液技术的作用原理确实是利用高能量的微泡网对孔隙进行封堵，但具体的工作原理还需具体解释。微泡钻井液技术是指在钻井液中加入一定量的气体，产生微小的气泡，形成微泡钻井液。这些气泡可以在钻井液中形成微泡网，类似于一张张网格，将钻井液中的固体颗粒、有机物质等微小颗粒物质捕捉在其中，从而起到了封堵孔隙的作用。

2.2无固相钻井液技术

相比其他钻井液来说，无固相钻井液中含有一定的乳化剂和改性脂肪酸，这些材料的存在让无固相钻井液具有较强的粘性和悬浮力。将此类材料放置在井中，地层表面也会在材料性能的影响下形成粘胶，这样便可合理控制钻井液的漏失现象。通常情况下，传统的钻井形式多以逆乳化钻井为主，因此无固相钻井液防漏堵漏技术的应用效果也极为显著，其防漏性能也具有明显优势。

2.3随钻防漏堵漏技术

作为一种新型的钻井液防漏堵漏技术，随钻防漏堵漏技术的适应性较强，该技术的应用也不易受到各类因素的限制，且没有过高的要求。在物理机械的帮助下，便可达成防漏堵漏的目标。随钻防漏堵漏技术的工作原理主要是借助井下工具，取出井下钻井液的其中一小部分，并将这部分钻井液直接应用于防漏工作中。在此基础上，漏失通道将和钻井业形成紧密结合。简而言之，随钻防漏堵漏技术的应用形式与防渗帷幕极为相似，通过在井壁上方构建防渗漏的壁层，进而提高钻井的整体强度及承重性能，优化防漏堵漏的整体效果。

2.4超低渗透钻井液技术

超低渗透钻井液技术的确是应用了钻井液材料的化学原理，通过控制钻井液的物理化学性质，在岩石表面形成具有一定强度的超低渗透膜，从而实现了封堵的作用。具体来说，超低渗透钻井液技术的应用发挥了以下几个化学原理：（1）胶束作用原理。超低渗透钻井液中的表面活性剂可以形成胶束结构，将钻井液中的固体颗粒、有机物质等微小颗粒物质包裹在其中，从而防止其进入井壁漏失通道，实现了封堵的作用。（2）离子交换作用原理。超低渗透钻井液中的离子交换剂可以与地层中的离子发生作用，形成更稳定的结构，从而防止钻井液进一步渗透到井壁的深层地层中，保持了地层的稳定性，也起到了封堵的作用。（3）化学反应作用原理。超低渗透钻井液中的某些成分可以与地层中的某些成分发生化学反应，形成更稳定的化学物质，从而增加了封堵效果。

2.5井眼强化“应力笼”技术

该技术的应用是依托于无固相钻井液的帮助。在利用无固相钻井液完成前期修补工作后，之后再进行井壁的加固处理，进而有效提升井壁的承压性能以及整体强度，优化其防漏效果。首先，需对井下钻井施加相应压力，而随着井壁脆弱处受压力的增加，该区域内会出现裂缝问题，通过这种方法便可对井壁较为脆弱的区域进行全方位排查，明确其具体位置。之后需根据井壁裂缝的实际大小及真实地质情况选择合适的无固相钻井液材料，之后将该材料泵入到井下，并与井壁结合，让其形成桥塞，对渗漏区域位置进行封堵。在此过程中需要密切关注桥塞的状态，必须保证固相材料渗透率处于合理范围内，这样才能防止钻井液的渗漏问题。在开展钻井工作过程中，钻井液通常会对井壁造成一定的冲击压力，此时只有保证固相材料的渗透率足够低，才能确保液柱压力的平衡程度，避免再次渗漏问题的出现。

3结语

现阶段，我国钻井液防漏堵漏材料及相关技术都已获得了明显进步，随着研究力度的加大，越来越多的钻井液防漏堵漏材料开始面向市场，并得到广泛使用。而在石油钻井过程中，施工单位也需根据井漏问题的实际情况以及区域内真实的地理环境条件，合理选择钻井液防漏堵漏材料，进一步优化钻井液防漏堵漏技术，在制定合理科学的钻井液防漏堵漏方案的基础上，解决钻井过程中的井漏技术难题。而在新时代背景下，钻井液防漏堵漏工作的落实也需要各大新型材料和新型技术的投入和支持，这样才能及时解决井漏事故及问题，为钻井工作的高效进行奠定良好基础。

参考文献

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