一種新型油基堵漏劑的室內研究

吳軍　(中石化重慶涪陵頁巖氣勘探開發有限公司，重慶 408014)

許明標　(長江大學非常規油氣湖北省協同創新中心，湖北 武漢 430100)

陳林，劉超　(中石化重慶涪陵頁巖氣勘探開發有限公司，重慶 408014)

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一種新型油基堵漏劑的室內研究

吳軍(中石化重慶涪陵頁巖氣勘探開發有限公司，重慶 408014)

許明標(長江大學非常規油氣湖北省協同創新中心，湖北 武漢 430100)

陳林，劉超(中石化重慶涪陵頁巖氣勘探開發有限公司，重慶 408014)

[摘要]針對采用油基鉆井液鉆井過程中遇到的漏失問題，室內研制了一種新型油基堵漏劑。該堵漏劑在固化前具有良好的流動能力，安全可泵，在60～80℃情況下通過調整固化劑E-ACC和激活劑E-ACT的質量分數可以實現固化時間、溫度、強度可調的特點，為施工安全提供了保障；同時該堵漏劑與油基鉆井液相容性好，具有良好的抗侵污性；室內通過試驗驗證了新型油基堵漏劑加入橋堵材料對堵漏劑的性能沒有影響，既克服了常規固化堵漏材料與油基鉆井液配伍性差的問題，又結合了傳統橋堵材料橋架堆積使堵漏漿停留在漏層有效封堵，更好地提高地層承壓能力，具有廣闊的應用前景。

[關鍵詞]堵漏劑；油基鉆井液；固化

隨著鉆井開發的深入，鉆探難度越來越大。為了保證鉆井作業安全有效，因而采用油基鉆井液鉆井，但因其地質情況復雜，井漏問題頻發使得井漏問題嚴重影響了對勘探開發進程以及鉆井作業的安全和速度[1]。常規的堵漏劑都是一些橋架材料，通過顆粒級配或者顆粒與纖維復配后堵漏，不能固化；在封堵漏層后由于鉆井液重新循環，在地層壓差作用下易發生復漏，需要反復堵漏；且堵漏材料多為親水性材料，與油基鉆井液配伍性差，容易受到鉆井液侵污影響堵漏效果或者反向影響鉆井液性能，導致井下復雜事故[2]。因此，為了滿足現場的需要，研制出了一種新型油基堵漏劑，該堵漏劑可安全泵入漏層，具有固化時間、強度可調，有效抑制地層流體侵污的特點，且結合了傳統橋漿堵漏的特點，加入了橋架材料，使堵漏漿能夠在漏層停留，固化形成具有一定強度的固體填塞，提高了堵漏的成功率，同時降低了鉆井過程中因漏失造成的風險和成本。

1堵漏劑的組成及其堵漏機理

新型油基堵漏劑由基礎油(可以選用植物油、動物油等)、固化劑E-ACC、激活劑E-ACT(其中固化劑E-ACC和激活劑E-ACT由荊州嘉華科技有限公司提供)和密度調節劑組成。在基礎油中加入固化劑和激活劑，來調控其固化時間、溫度、強度。該新型油基堵漏劑能夠有效地抑制地層流體的侵污，保持在注入漏層后隨時間逐漸增強的趨勢；且具有溫敏性效應，油基流體在到達漏失地層后升溫而反應形成固化填塞漏層；其固化填塞的形成是由弱到強的發展，這樣有利于在裂縫中延伸并堵住漏層，提高漏層的承壓能力，解決失返型漏失井的漏失問題，提高一次性堵漏成功率。

2堵漏劑的性能評價

新型油基堵漏劑是基礎油與固化劑之間發生反應，在激活劑的作用下固化填塞漏層，通過調節激活劑的加量來控制固化溫度、時間、強度等。首先在基礎油中加入固化劑E-ACC，在6000r/min的轉速下攪拌5min，再加入清水攪拌5min，后加入激活劑E-ACT攪拌5min;在高速攪拌的情況下，按照需要加入密度調節劑，充分攪拌20min。基本配方：基礎油+20%固化劑E-ACC+4%水+激活劑E-ACT+密度調節劑(配方中的百分數為質量分數，下同)。

1)激活劑對固化時間的影響室內固定固化劑的加量，通過對激活劑質量分數的變化來調整堵漏劑的固化時間，試驗溫度為80℃，試驗結果如圖1所示。隨著激活劑質量分數的增加固化時間會縮短，其當激活劑質量分數為0.42%時，固化時間為170min。

2)溫度對固化時間的影響在激活劑質量分數為0.42%的情況下，模擬不同的地層溫度與固化時間的關系，如圖2所示。60℃時固化時間為235min，隨著溫度的升高，固化時間降低；在85℃后固化時間隨溫度的升高有所增加。根據不同溫度下的試驗結果可知，在常溫下新型堵漏劑是油脂狀，懸浮穩定性良好，安全可泵送，溫度越高越有利于固化反應，稠度越高(圖3)，固化后的膏體強度會隨時間逐漸發展起來。

圖1　激活劑加量對固化時間的影響　　　　　　　　　　圖2　固化時間與試驗溫度的關系

圖3　不同試驗溫度下的固化狀態

3)抗侵污性常規水泥及凝膠堵漏劑易被油基鉆井液侵污，使堵漏劑失效，導致堵漏失敗[3]。項目研究的新型油基堵漏劑本身為親油性堵漏劑，與油基鉆井液相容性好，且具有一定的抗侵污性。室內配制將堵漏漿與油基鉆井液按1∶9混合侵污后，試驗溫度在80℃，固化時間影響如圖4所示，油基鉆井液的侵入會延長堵漏劑的固化時間。

雖然稠化時間稍有增長，但是可以通過調整激活劑和固化劑的加量來避免稠化時間過長，但是固化后的固體填塞依然具有較好的強度(圖5)，該新型油基堵漏劑具有較好的抗侵污性。

圖4　鉆井液的侵污對固化時間的影響　　　　　　　　圖5　新型油基堵漏劑被鉆井液侵污后固化情況

4)加入橋架材料后對堵漏劑的影響為了保證堵漏劑能在漏層停留，結合了橋漿堵漏的優點，引入惰性橋架材料來對漏失地層進行橋架堆積，使堵漏劑進入漏層后能停留在漏層并且固化形成堵塞，阻止其向漏層深部流失。橋架材料的加入對堵漏劑的固化時間幾乎沒有影響，圖6(a)是單獨的油基堵漏劑的固化曲線，圖6(b)是在油基堵漏劑中加入了4%的棉纖維橋架材料，圖6(c)、(d)是在油基堵漏劑中加入10%的顆粒橋架材料膨脹蛭石和沸石，其固化時間幾乎不受影響。

圖6　加入橋架材料后油基堵漏劑的固化曲線

3結論

1)堵漏劑的基本配方：基礎油+20%固化劑E-ACC+4%水+0.42%激活劑E-ACT+密度調節劑(配方中的百分數為質量分數)。

2)新型油基堵漏劑的密度可根據實際需要調整，并且該堵漏劑固化前具有良好的流動性，可直接泵送，其固化時間及強度可以根據實際需求通過改變固化劑和激活劑的加量來調控，且具有抗鉆井液侵污的性能。

3)新型油基堵漏劑既有凝膠及水泥堵漏劑可固化的特點，同時又結合了傳統橋塞堵漏優點，解決了常規凝膠及水泥不抗油基鉆井液侵污的問題，具有廣闊的應用前景。

[參考文獻]

[1]徐同臺，劉玉杰，申威，等.鉆井工程防漏堵漏技術[M].北京：石油工業出版社，1997.

[2]何竹梅，宋碧濤，吳富生，等.SN油田隨鉆堵漏鉆井液技術的研究與應用[J].油田化學，2008，25(3),200～204.

[3]鄢捷年.鉆井液工藝學[M].東營:石油大學出版社，2001：348～350 .

[編輯]帥群

46 Laboratory Study of A New Oil-based Plugging Agent

Wu Jun，Xu Mingbiao，Chen Lin，Liu Chao

(FirstAuthor’sAddress：ChongqingFulingShaleGasExplorationandDevelopmentCo.Ltd.,Chongqing408014,China)

Abstract:In order to overcome the leakage problem encountered during the drilling with oil-based drilling fluid, a new type of oil-based plugging agent was developed in laboratory.The plugging agent had good flow ability before solidifying and it could be pumped safely.At 60～80℃,the characteristics of curing time, temperature, strength could be adjusted by adjusting the mass fraction of curing agent E-ACC and activator E-ACT, it provided a guarantee for the safety of operation.Furthermore, the plugging agent had good compatibility with oil-based drilling fluid and had good anti-contamination ability.In the laboratory, it is proved that the addition of conventional inert bridging material has no effect on the performance of the plugging agent.It not only can overcome the compatibility problems of conventional curing plugging material with oil-based drilling fluid, but also it combines with the conventional bridge blocking material to form bridge pile and make the plugging slurry stay in leakage layer for effectively sealing it, it is better for improving the pressure-bearing capacity of layer.The new oil-based plugging agent has broad application prospects.

Key words:plugging agent；oil-based drilling fluid；curing

[文獻標志碼]A

[文章編號]1673-1409(2016)11-0046-03

[中圖分類號]TE254

[作者簡介]吳軍(1981-)，男，工程師，主要從事涪陵頁巖氣鉆井技術管理及成本分析方面的研究與管理工作；通信作者：許明標，xmb62@163.com。

[收稿日期]2016-01-09

[引著格式]吳軍，許明標，陳林，等.一種新型油基堵漏劑的室內研究[J].長江大學學報(自科版),2016,13(11):46～48.