凝胶聚合物堵漏技术

凝胶聚合物堵漏技术 汇报内容 一、项目概况 二、取得的主要成果 三、现场应用 四、效益分析 五、结论与认识 随着勘探力度加大，钻探区块钻遇地层的复杂性加剧，易出现各类复杂漏失，如：低压破碎带地层漏失、诱导性裂缝漏失、固井或钻开高压地层前的承压漏失等，井漏治理难度大，难点在于： 对漏层的地质特点、缝洞孔喉尺寸了解不全面 裸眼段长，漏层位置不易确定 地层骨架应力低 一、项目概况 研究背景 一、项目概况 研究背景 常用的桥塞堵漏技术已不能完全满足复杂漏失的治理，原因在于： 堵漏材料颗粒大小与漏失通道难匹配，往往需要多次堵漏，造成施工成功率低 封堵为物理堵塞，无胶结能力，提高井壁抗破能力有限，易重复漏失 堵漏材料抗温性不足，不能适应高温漏失层 一、项目概况 研究背景 研发的新堵漏材料应具备以下性能： 堵漏材料适应不同大小的裂缝 、 孔隙 ， 能进入不同的漏失通道形成封堵带 堵漏材料同地层胶结成整体 ， 形成高强度封堵层 ，抗温性好 开展凝胶聚合物堵漏技术研究 一、项目概况 主要研究内容： 1、新型堵漏评价方法的研究 2、提高堵漏效果技术研究 （ 1） 凝胶聚合物的研制 （ 2）凝胶堵漏剂堵漏效果评价 （ 3）施工工艺研究 3、现场应用 5口井 项目名称：凝胶聚合物堵漏技术 合同编号： 2007301 间： 2007年 1月至 2008年 12月 一、项目概况 合同目标 达到指标 堵漏一次成功率 85% 一次成功率： 93% 漏层承压能力提高 1015目完成情况 建立模拟现场工况的堵漏评价方法 研制出凝胶聚合物堵漏剂 确定现场施工工艺 现场应用 15口井 汇报内容 一、项目概况 二、取得的主要成果 三、现场应用 四、效益分析 五、结论与认识 成果 1成果 2抗温 135 凝胶堵漏新材料 成果 315二、取得的主要成果 二、取得的主要成果 成果 1传统 采用气驱动力，压力小于 8 不能模拟地层温度 采用钢珠或缝板模拟漏层，不能模拟真实地层 采用静压堵漏，不能表征堵漏过程 1 试验容器 模拟漏层 刻度量杯 底座 1 高压泵 2 3 4 二、取得的主要成果 新堵漏评价装置的特点： 采用高压泵液体驱动 ， 压力 0 模拟温度达到 120 采用不同粒径砂子或石子模拟漏层 成果 1示意图 实物图 二、取得的主要成果 成果 235 凝胶堵漏新材料 凝胶中试产品 135 老化后凝胶 研发的凝胶新材料 含有 有 5一种有韧性、能变形的弹性材料。 二、取得的主要成果 凝胶 烘干 有机单体 氢氧化钠 抗温材料 交联剂 50 6 8h 胶状产物 剪切造粒 引发剂 合成工艺流程 成果 235 凝胶堵漏新材料 二、取得的主要成果 抗温材料的优选 抗温材料 室温 24聚合现象 135/7d 膨胀能力 粉煤灰 - 未聚合 - 无机硅类 16 较好 12 搬土类 19 聚合不均匀 趋于溶解 选择无机硅类材料作为凝胶合成的抗温材料 成果 235 凝胶堵漏新材料 二、取得的主要成果 有机单体配比的确定 温 24135/7d 膨胀能力 1： 9 于溶解 ： 8 ： 7 ：（ 合性能好 成果 235 凝胶堵漏新材料 0481216200 5 10 15 20 25 30浸泡时间（h ）膨胀能力（v/v）、取得的主要成果 交联剂加量考察 增加交联剂量，凝胶强度增加，膨胀能力降低，弹性降低， 联剂加量时，产品有较好的弹性和强度 成果 235 凝胶堵漏新材料 0510150 5 10 15 20 25浸泡时间（h ）膨胀能力（v/v）6:47:得的主要成果 耐温材料 配比 性好 成果 235 凝胶堵漏新材料 二、取得的主要成果 04812160 2 4 6 8 10养护时间 135 ） 35 ，可满足高温堵漏要求 成果 235 凝胶堵漏新材料 配方 挤入量 /高挤注 压力 /压能力 /10%凝胶堵漏剂 100 4 20 10%桥堵剂 100 4 0 15%桥堵剂 311 4 6 20成果 315以 合刚性骨架材料和充填材料，开发出 不同堵漏剂在模拟漏层形成封堵层评价 模拟砂床 (5 20的泵驱堵漏试验 01020100 200 300 400 500 600驱入体积( m l )挤注压力(堵剂模拟裂缝 (10 30的泵驱堵漏试验 048121660 160 260 360 460 560 660驱入体积( m l )挤注压力(堵剂 得的主要成果 形性，提高了堵漏材料与漏失通道的匹配能力，在漏层形成有效的封堵层 不同堵漏剂在模拟漏层的堵漏强度评价 模拟漏层 堵漏剂类型 堵漏强度 /0 3014 常规桥堵剂 2016 常规桥堵剂 6 二、取得的主要成果 实封堵层，使堵漏材料与地层胶结成整体，提高封堵层的承压能力 成果 315桥堵在模拟裂缝中堵漏试验 拟裂缝中堵漏试验 二、取得的主要成果 不同堵漏剂与模拟漏层的胶结状况评价 成果 315二、取得的主要成果 （ 1） 架桥堵塞作用 粒径级配范围广 ， 在孔道中通过架桥 、 充填作用起到较好的堵塞 。 （ 2）膨胀堵塞作用 凝胶有良好的弹性和韧性，能变形挤入较小孔道内，产生膨胀堵塞，提高堵漏效果。 （ 3）化学胶结作用 凝胶能将堵漏材料同地层胶结成整体，增强封堵层的抗破能力。 自主研发出抗温 135 的 含有 一种有韧性、能变形的弹性材料。 技术创新点 二、取得的主要成果 汇报内容 一、项目概况 二、取得的主要成果 三、现场应用 四、效益分析 五、结论与认识 三、现场应用 中原油田： 部 1 1口井 普光气田： 君 2等 5口井 冀东南堡油田： 2、 口井 5口井，一次堵漏成功率 93%，其中： （一）普光气田承压堵漏 施工中存在以下难点： 裸眼段长 2000层位置不易确定 对漏层缝洞孔喉尺寸了解不全面 存在诱导裂缝 地层岩石骨架承压能力低 三、现场应用 井号 井深 (m) 泥浆密度 (g/固井设计井 底当量密度 (g/地层承压堵漏过程和结果概述 完钻 ) 5889 压堵漏 四次 ，时间 10天，漏 失泥浆 堵漏泥浆 264井发生漏失 中完 ) 4210 压堵漏 六次 ，时间 22天，漏失泥浆 堵漏泥浆 353套管中途循环漏失， 固井未发生漏失 中完 ) 4129 压堵漏 四次 ，时间 9天，漏失 泥浆 232堵漏泥浆 253井未发生漏失 桥堵材料承压堵漏效果统计表 （一）普光气田承压堵漏 三、现场应用 常规桥堵承压堵漏次数多，据资料统计一次 成功率小于 40% 井号 承压堵 漏井段 (m) 泥浆密度 (g/固井设计井底当量密度(g/地层承压堵漏过程 和结果概述 完钻 ) 5100漏浆 100次堵漏，用时 5天，固井未漏失 完钻 ) 4200漏浆 50时 3天，固井未漏失 完钻 ) 4216漏浆 595时 5天，固井未漏失 完钻 ) 4000漏浆 40时 2天，固井未漏失 老君 2 (中完 ) 1500漏浆 50时 2天，未漏失 （一）普光气田承压堵漏 三、现场应用 凝胶堵漏剂承压堵漏一次成功率达 75% 井况分析： 完钻井深 6138m， 发生过漏失 ， 经多次桥堵 ， 仍有渗漏 。 固井要求 28L/相当于井底当量密度 静态 ） 。 承堵施工难点在于裸眼井段超过 2000m，多处漏失，要求承压强度 12 （一）普光气田承压堵漏 三、现场应用 （一）普光气田承压堵漏 三、现场应用 施工：配 50光钻杆至 5950m，将堵漏浆泵入钻杆，起钻至套管鞋，关井， 9L/ 挤注压力 （ 停泵压力 （ 静止时间 （ 稳压 （ 挤入 堵漏浆 （ 12 11 17 2 11 20s 0 10 30 10 果： 周无漏失，固井正常 挤注施工表 （二）中原油田承压堵漏 三、现场应用 井况分析： 5 套管开窗侧钻井，目的层：中生界，地层压力系数 隙、裂缝发育，采用 眼井段为： 3402 固井要求泥浆密度 8L/浆当量密度提高 部 1挤堵 次数 停泵泵压 （ 稳压 （ 挤入堵漏浆 （ 1 6 果：光钻杆通井，大排量循环未发生漏失，顺利固井 （二）中原油田承压堵漏 三、现场应用 现场配制 15 挤注施工表 井况分析 7 套管下深 3040m，采用欠平衡泡沫泥浆，钻至3518间发生过多次井漏。 固井替浆时发生漏失，侯凝 483460明固井过程中 3460析判断漏层位置在 3040 难点：悬挂器与 7 套管内壁最小间隙 堵漏材料要求高，且 3040井中漏失严重。 部 17（二）中原油田复杂堵漏 三、现场应用 施工泵压 （ 停泵压力 （ 挤入量 （ 入井介质 0 15 堵漏浆 0 15 水泥浆 10 正挤清水 13 反挤清水 效果：静止 36挂器至 3460（二）中原油田复杂堵漏 三、现场应用 挤注施工表 现场配制 20替入井内，后跟水泥浆固井。 （三）冀东南堡油田 三、现场应用 井况分析 钻至 1700续循环井口失返，地层 以 裂缝性漏失 为主，工程 要求对130060L/证下步正常钻进。 现场配制 40井 35 效果：静止 4井底未漏失，恢复钻进 三、现场应用 汇报内容 一、项目概况 二、取得的主要成果 三、现场应用 四、效益分析 五、结论与认识 四、效益分析 漏强度大于 15复杂漏失井治理中（如：承压堵漏等），堵漏成功率大大高于常规桥堵剂，能明显减少堵漏材料用量和降低泥浆漏失，缩短堵漏时间，具有良好的经济和社会效益，应用前景广阔。 汇报内容 一、项目概况 二、取得的主要成果 三、现场应用 四、效益分析 五、结论与认识 五、结论与认识 1、运用高压计量泵，采用不同粒径的砂 粒 或石子模拟漏失层，建立了模拟现场工况的堵漏评价装置。 2、通过