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中原石油工程公司自主研发裂缝型可固化桥浆堵漏技术堵漏100%

2022-03-28袁旭光

中国石油石化 2022年5期
关键词:工区水泥浆小龙

文/杨 敏 袁旭光 栗 强

“采用可固化桥浆堵漏施工后,主要漏失井段封堵一次成功!”2021年12月29日,中国石化中原石油工程公司应用自主研发的裂缝型可固化桥浆堵漏技术,成功完成了马11井的堵漏施工任务,令现场施工人员松了口气。

该技术再次发挥了神奇功效,成就了这口将为探索侏罗系河道砂岩储层发育及含气情况起指导性作用的重点井。

让人头疼的井漏

随着油气勘探开发逐渐向深层、超深层及非常规领域发展,复杂油气藏高效开发、剩余油气挖潜增效成为勘探开发的主要阵地。然而,在大规模勘探开发过程中,钻井漏失始终是制约钻井时效的一大技术瓶颈。

“一直以来,在钻井施工过程中,井漏事故占整个钻井复杂问题的70%以上,严重制约了钻井提速提效。”中原石油工程公司固井公司科研管理专家马小龙说。

濮6-侧81是中原油田部署在濮城的一口开窗侧钻井。钻进至井深2364米时发生失返性漏失,施工人员多次采用桥堵式、固结式堵漏,耗时8天后仍无效。

“当时我们甚至打算给甲方打申请,准备放弃这口井……”负责施工该井的平台经理回忆说。

重庆焦石坝工区施工的焦页148-1HF井,在钻进过程中时常发生失返性井漏。施工人员从1118米至2121米应用桥堵、水泥浆等多种方法,前后进行了33次堵漏,耽误工时57天,漏点依然存在。

同工区的焦页60-6HF井,钻至1896米时发生井漏。各类堵漏施工累计26次,损失工时33天,带来了巨大的经济损失,严重制约了井队的提速提效。

开篇所提马11井,是部署在四川通南巴区块的一口重点井。钻进至2600米时,发生失返性漏失,程度严重,钻进进度一度停滞。

“施工人员曾尝试多次常规堵漏,均无效。”现场施工负责人至今想起来,仍然心有余悸,“不同浓度、不同粒径、不同材料的堵漏浆都试过了,堵住了又复漏,漏了又堵,井漏一直解决不了。仅50型钻机一天就要损失日费近10万元,根本耗不起……”

研发趁手的工具

“漏”,就要想办法“堵”。

技术人员可谓绞尽脑汁地堵。“然而,常规使用的桥堵式堵漏剂劣势凸显,对裂缝型漏失点堵漏效果极差。”钻井一公司技术发展中心主任付庆林直言。

如果使用小颗粒堵漏剂,虽然可以进入漏层,但浓度低,不能有效架桥,堵漏效果差。如果使用粒径较大的堵漏材料,则无法顺畅进入漏层,容易出现“封门”现象,也就是还未进入目的漏层,就挡在了“大门口”,着实令人无奈。

“另一种常用的堵漏方式为水泥浆堵漏,最大特点是刚进入地层时流动性好,但静置24小时后才会固化驻留,所以遇到裂缝型等较大的漏失点还没来得及固化就全部流掉了,令操作人员头大。”钻井一公司钻井液技术专家孟宪波说。

如何快速有效地将地层中较大的漏失点牢牢“堵住”?

工欲善其事,必先利其器。拥有“趁手”的工具是事半功倍的关键点。

中原石油工程公司深谙此理,成立技术攻关小组,取长补短,结合桥堵式堵漏剂强大的架桥能力和水泥浆堵漏剂的固化能力,创新研发了裂缝型可固化桥浆堵漏技术。

裂缝型可固化桥浆堵漏剂,是将触变性水泥浆与坂土堵漏浆按比例进行混配。在堵漏施工注替水泥浆过程中,堵漏材料及坂土不断吸收水泥浆中的水分,让水泥浆流动性变差,而堵漏材料通过吸水膨胀,增加堵漏效果,配合优化施工工艺,形成了固化桥浆堵漏施工操作流程。它不仅克服了可控胶凝堵漏剂固化反应时间短的缺点,还在完成堵漏施工的同时,大大提高了施工的安全性。

然而,随着研究的深入,攻关小组“卡了壳”——经过数次实验调配出的堵漏剂总是出现干裂现象,进入地层后,刚堵住漏失点,自身就呈龟裂状,出现裂缝,可谓“拆东墙补西墙”。

“我与小组成员一起分析致裂因素,甚至试过多家原材料厂商,效果都不理想。”马小龙介绍说。

后来,马小龙辗转了解到中国石油大学(华东)柳华杰教授研发的触变剂在胜利油田得到成功应用的消息,立即展开“攻势”:“柳教授,听说您研发的触变剂固井防窜效果很好,有没有考虑过在堵漏方面发挥一下作用……”

达到100%的成功率

两个志同道合的人一拍即合。通过大量室内实验,柳华杰教授带领的研发团队与马小龙带领的攻关小组一起针对堵漏工作优化触变剂配方。

触变水泥浆恶性漏失堵漏技术,目前是国外研究的热点。无论是国外哪家公司,现场适用温度基本上控制在50℃以内。

“从目前的研究现状可以看出,触变水泥浆是解决恶性漏失的有效手段,但存在显著的难点需要攻克。首先是触变水泥浆的耐温性。我们要求最高满足90℃的温度要求,这在国际上是没有实现过的。其次将触变剂引入到可固化桥浆中是否配伍,需要仔细深入研究。”马小龙说。

技术人员反复调配优化堵漏剂中的膨胀剂、早强剂及触变剂等,经过近一个月的调试,终于解决了“卡脖子”难题,实现了固化后体积饱满、无裂缝,满足了施工要求。

在濮6-侧81井,攻关小组应用裂缝型可固化桥浆堵漏剂,堵漏施工10小时后便可正常钻进,取得了良好效果。在中原本部应用成功后,攻关小组将目光投向井漏重灾区——永和工区。

该工区二开钻进过程中,钻遇和尚沟组、刘家沟组、石千峰组时井漏事故频发。YH18-0-6H井尤甚,钻至1970米时发生大规模失返性漏失。施工人员采用裂缝型可固化桥浆堵漏技术,组合动力钻具下钻扫塞,恢复正常钻进,直至二开完钻,均未再发生井漏事故,节约钻井液等费用共计85.24万元,堵漏成效显著。

技术人员趁热打铁,通过总结永和工区的经验,制定了裂缝型可固化桥堵堵漏施工工艺,室内化验评价方法,进一步推广至焦石坝工区和通南巴工区。

截至目前,该技术成功解决了通南巴工区、永和工区、长和工区以及中原工区共计18井次的漏失难题,堵漏成功率为100%。

●供图/袁旭光

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