破解钻进恶性漏失难题——中原石油工程固井公司可控胶凝堵漏技术开发纪实

  6月2日,普光气田老君4井在钻进过程中发生严重漏失现象,中原石油工程公司固井公司的技术人员采用自主研发的可控胶凝堵漏技术,为该井做好堵漏施工前准备。该项技术破解了在钻进过程中遇到缝洞漏失难题,堵漏效果明显,还获得了中国石化2019年科学技术进步三等奖。

  攻关漏失难题

  开发堵漏工艺

  “在西南地区海相页岩气钻井开发过程中,经常发生溶洞、裂缝性恶性漏失,钻井施工时钻井液只进不出,造成了巨大经济损失,直接影响钻井时效。”该公司技术研究所所长马小龙介绍说,传统的堵漏技术效果均不理想,不能解决恶性漏失问题。因此,该区域恶性漏失已成为制约油气钻探及开发的瓶颈,迫切需要通过科学技术破解钻进过程的漏失难题。

  对此,固井公司技术研究所的技术人员针对该区块上层漏失开展堵漏技术攻关。他们从固井施工中“憋泵”现象获得启发,研发了可控胶凝堵漏剂及可控胶凝堵漏体系,开发了可控胶凝堵漏工艺,形成了可控胶凝堵漏技术。

  该堵漏技术与传统堵漏技术相比,具有施工操作简单、堵漏时间短、堵漏成功率高等特点,8小时后就可满足再次钻井的需要,节约钻井时效50%以上。

  研制速凝材料

  形成特色技术

  “要使堵漏剂取得有效堵漏效果,必须寻找速凝的材料,并根据地下环境制订科学堵漏配方,采用高效的堵漏工艺,实现快速堵漏的目的。”马小龙介绍,该技术的主要创新点是研制了具有快速凝固和高强度特性的胶凝材料RS,开发了具有胶凝时间可控、抗水侵、驻留性好的可控胶凝堵漏剂。

  为寻找适合堵漏剂速凝材料,该公司科研技术人员通过多种方式的调研,积极开展胶凝、触变材料、纤维材料、膨胀性材料及胶凝时间调节剂的研究,在铝酸基水硬性胶凝材料中加入表面改性剂,控制钙硅比和硫铝比,研制出含有耐温单体的高强胶凝材料,形成了触变可调堵漏材料。

  该公司科技人员对堵漏材料在80℃以下进行加量、凝结时间、强度等性能进行反复性试验,优化各材料的配比,设计出可控胶凝堵漏剂的配方。经性能评价,该堵漏剂配方实现温度在30℃~80℃可调,承压能力大于14兆帕,能抗3倍底层水浸蚀的能力,堵漏浆体在流动状态下可实现预定条件的瞬间固化。

  与此同时,为实现高效堵漏,该公司科技人员还开展了堵漏工艺研究,研究管柱结构下入方式、挤注方式、施工参数设计和控制方法等,形成了特色堵漏技术,保证了施工及套管串的安全。

  应用领域广阔

  经济效益显著

  “可控胶凝堵漏技术,提高了堵漏材料在钻表层至技套时大裂缝、溶洞等恶性漏失地层的驻留能力、耐水冲刷能力及封堵强度。”马小龙介绍说,该项堵漏技术已累计应用24口井,其中涪陵焦石坝、蜀南等页岩气区块17口,堵漏一次成功率达95.2%,累计节约钻井成本3458.29万元,解决了焦石坝上部地层缝洞型恶性漏失,为中国石化川东北页岩气的开发提供了技术支撑。

  该研究成果推广应用空间广阔,既可用于堵漏也可用于固井,还可以应用于煤气层开采井等不同井型的漏失堵漏。可控胶凝堵漏剂在中煤大地集团投资的煤层矿开采注1井应用后,解决了该井在开采过程中出水严重的难题,堵漏成功率100%,获得了该集团的高度认可。

  该技术已经申请国家发明专利3项、实用新型专利3项,其中3项实用新型已获授权。目前,该项堵漏技术已经推广应用于江汉油田和河南省页岩气开发项目等。


关键字:钻进 严重漏失 可控胶凝堵漏技术
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