泡沫随钻堵漏钻井液体系
随钻堵漏技术在滨4-10-10井中的应用
文章编号:100125620(2006)0420041203随钻堵漏技术在滨4210210井中的应用高建礼 隋跃华 王景秀 赵春梅 庄志伟 吴长勇(胜利油田有限责任公司滨南采油厂,山东滨州)摘要 滨4210210井是胜利油田滨4区块平方王油田的一口生产井,钻探目的是开发平方王油田东块沙四中部油藏,完钻层位沙四段。
滨4区块地层联通性好,孔隙度大,并不同程度存在着大孔道及地层亏空,漏失严重。
研制开发出了新型随钻堵漏钻井液,并在滨4210210井进行现场试验,取得了良好的防漏和堵漏效果,实现了边钻进边防漏边堵漏的综合堵漏措施,达到了快速安全钻进的目的。
现场使用表明,随钻堵漏钻井液性能稳定,能够快速提高粘度和切力,性能易于现场调整,具有很强的防塌润滑性及一定的安全性,同时又具有堵漏作用,起到桥堵加固作用,与其它添加剂配伍性能好;具有一定的密度调节范围,不需要特殊设备,易于操作,施工简单,该钻井液体系具有很强的防漏、堵漏能力,具有常规钻井液的优良特性和很强的封堵能力及承压能力。
关键词 随钻堵漏钻井液 井眼稳定 防漏 堵漏中图分类号:TE254.3文献标识码:A1 地质工程概况滨4210210井是胜利油田滨4区块平方王油田的一口生产井,钻探目的是开发该油田东块沙四中部油藏,完钻层位为沙四段。
该井在沙三段下部和沙四段上部通过不整合面,礁灰岩地层在井深1480～1520m 左右,易发生漏失。
该井用φ444.5m m 钻头一开,钻至井深153.25m 下入φ339.7m m 表层套管至井深150m ;用φ311.5m m 钻头二开,钻至井深1015m 下入φ244.5mm 的技术套管至井深1000m ;用φ215.9mm 钻头三开,钻至井深1620m 完钻,下入139.7mm 套管至井深1618m 。
2 钻井液技术2.1 施工难点滨南平方王地区由于多年的开采,地层连通性好,孔隙度大,不同程度地存在着大孔道及地层亏空,在施工过程中漏失严重,平均每口井漏失钻井液3000m 3以上,易造成井壁坍塌、卡钻和井喷等事故,被称为勘探禁区。
必看！钻井液三大体系和配方
必看！钻井液三大体系和配方一. 不分散聚合物体系不分散聚合物钻井液体系指的是经过具有絮凝及包被作用的有机高分子集合物处理的水基钻井液。
常用的不分散集合物钻井液类型大体有三种及多元素聚合物体系、复合粒子性聚合物体系、阳离子聚合物体系。
1.不分散聚合物体系特点（1）具有很强的抑制性。
通过使用足量额高分子聚合物作为絮凝包被剂，实现强包被“被包”钻屑，在钻屑表面形成一层光滑的保护膜，抑制钻屑分散，使钻出的钻屑基本保持原状而不分散，以立于地面机械清除，从而实现低密度、低固相，提高钻速。
（2）具有较强的悬砂、携砂功能。
通过控制适当的般土，使聚合物钻井液形成较强的网架结构，确保其悬砂、携砂功能，满足井眼净化需求。
（3）通过使用磺化沥青、超细碳酸钙等降低泥饼渗透率，能偶获得良好的泥饼质量。
（4）该体系以其良好的稀释特性是的钻头水眼粘度小，环空粘度打，有利于喷射钻井、优化钻井钻头水马力的充分发挥，从而提高机械钻速。
（5）低密度、低固相、有利于实现近平衡压力钻井（6）抑制性强，且粘土微粒含量较低，滤液对底层所含粘土矿物有抑制膨胀作用，故可减轻对油气层的损害。
2.配方3.技术关键1.加大包被剂用量（17-1/2” 井眼平均约3.5千克/米，12-1/4”井眼约3.0千克/米），并采用2种以上包被剂复配以达互补增效功能，突然强包被，抑制钻屑钻分散，防止钻屑粘聚包被剂以胶液形式钻进时细水长流式补充到井浆中。
2.控制适当的般土含量以获得良好的流变性集携砂、悬砂功能（MBT最佳范围为30~45克/升）。
般土含量的控制以淡水预化般土浆形式需要时直接均匀补充道井浆中。
3.使用磺化沥青（2%）和超细碳酸钙（2%）改善和提供聚合物钻井液的泥饼质量。
4.使用足量的润滑剂RH-3(0.5%~0.8%)及防泥包剂RH-4（0.3%~0.5%），降低磨阻，防止钻头泥包。
5.使用适量的HPAN、双聚铵盐等中小分子聚合物与高分子聚合物匹配（大/小分子聚合物的最佳比例2.5~3:1）,降低滤失，有利于形成优质泥饼。
防漏、堵漏钻井液技术
③ 在易漏井区，进入易漏层易漏井段，接单根要缓慢
开泵降低进入井内的排量，以减少井筒内循环压力和 对井壁的冲刷，提高防漏效果，这是一种行之有效的 防漏工程措施。 ④ 每次起下钻在安定层以上一定要控制起下钻速度，
❖ 3.配合堵漏措施消耗许多辅助材料，如堵漏时钻井 液维护及调整所需钻井液材料、机械配件、油料及 运输材料的车辆运输费用达千万元以上。
2003-2005年失返井对比图
1122334050505005
18
2003
37 16
2004 2005
口数
图1.1 三年失返井对比图
2003-2005年堵漏损失时间 4556
(3)工艺技术原理： 在桥塞堵漏浆中，棉籽、果壳、长短纤维颗粒，
它们与钻井液一起提供一种能流动的胶体和大小不等 的纤维颗粒体。当液体压力大于地层压力时，桥塞浆 中的粘土颗粒和粒度不同的纤维颗粒在裂缝或孔穴中 或周围逐渐形成一种“垫状桥塞”层，这种垫状纤维 层减小了漏失孔隙，同时与粘土吸附粘结成的较大颗 粒和粘土胶粒很快在垫层上堆积、失水造壁，从而使 孔隙及裂缝封闭。
III注低密度水泥堵漏工艺技术 对于漏层明确，静液面100米 之内,也可采用注
低密度水泥堵漏法。
（1）施工方法与注触变性水泥相同；但候凝时间 需24小时以上，其胶强度不高，特别适合井斜角大， 渗透率大的地层，或表层末钻够在后续钻井中发生套 管脚漏失，利用其胶结强度低特点，防止钻出新井眼。
工艺技术原理：
微泡充气钻井液显著减少和消除渗漏的作用，
泡沫水泥浆固井技术
泡沫水泥浆固井技术前言油田常用的低密度水泥浆基本上可分为四类，即：1、用搬土控制自由水的搬土水泥浆，密度可控制在1.45g/cm3以下，但是这种水泥浆体系水灰比较高、抗压强度低，在使用上受到限制。
2、添加火山灰、硬沥青等低密度添加物的低密度水泥浆。
3、添加强度高、较低密度的漂珠配制漂珠水泥浆。
4、添加发泡剂和稳定剂，并充入空气或氮气的泡沫水泥浆。
从水泥本身讲，用提高水灰比的办法使水泥浆密度降到1.26g/cm3是非常不成功的。
1978年以后开始使用了两种新型的超低密度水泥浆，两者都以气体作为低密度的添加物，其中之一是气体充填于硬的、耐压空心漂珠内，有些空心漂珠水泥浆的密度比清水还低。
第二种是具有独特流变性能的泡沫水泥浆，这种剪切强度很高的水泥浆即使在很高的速度梯度下也可保持很好的流变性能，有利于提高水泥浆的顶替效率，这种新型材料的推广应用在地面建筑上已使用多年了。
一、泡沫水泥的基本性能1、性能稳定其气体能够均匀地分散在水泥浆中，不聚集，不上浮，形成的气泡保持相对稳定，满足固井要求。
2、抗压强度泡沫水泥在不控制失水的条件下，抗压强度较高；加入降失水剂后，失水控制较好，但强度降低较大。
在水力压裂作业时泡沫水泥的抗压强度虽低，但并不增加水泥环裂缝出现和发展的危险。
在套管试压和压裂作业时井内高压在水泥环处所产生的应力是拉应力，水泥环承受拉应力的能力主要取决于水泥机械性能（杨氏模量和波松比）及抗拉强度。
水泥石的抗压强度作用很小。
3、导热性水泥石的导热系数随水泥浆密度的降低而降低。
泡沫水泥的隔热性优于常规水泥。
4、可塑性泡沫水泥可塑性好，当套管承受压力时它可以变形，且不会像常规水泥那样出现破裂。
泡沫水泥的可塑性一般比普通水泥至少大一个数量级，而价格比纤维水泥要经济。
目前，泡沫水泥浆以其成本低、密度低、强度高、替浆泵压低、隔热性能好等优点日益受到人们的重视。
二、泡沫水泥的应用泡沫水泥可以解决一系列钻井时发生的问题，其中包括：1、对于普遍存在着的裸井眼段较长，而且存在漏层的深井套管来说，使用等于或小于钻井泥浆密度的泡沫水泥浆一次注水泥，较双级或多级注水泥经济而有效。
油井钻井液泡沫性能研究及应用
油井钻井液泡沫性能研究及应用一直是石油工程领域研究的热点之一。
随着石油勘探和开发的不断深入，对油井钻井液的要求也越来越高。
而作为一种新型的钻井液，泡沫钻井液因其较低的密度、良好的携砂能力和环保性能，受到了广泛关注。
泡沫钻井液作为钻井液的一种，其泡沫性能直接影响到钻井的顺利进行。
根据石油勘探中的实际需求，对泡沫钻井液的泡沫性能进行研究和提升，具有十分重要的意义。
在油井钻井作业中，泡沫钻井液不仅可以减轻井下压力、稳定井壁，还可以提高钻头的冲击效率、减小环境污染等。
研究表明，泡沫钻井液的泡沫性能受到多种因素的影响，如泡沫剂种类、浓度、加入量、泡沫稳定剂种类、pH值等。
其中，泡沫剂的种类和浓度是决定泡沫性能的关键因素之一。
根据泡沫剂的不同种类和浓度，泡沫的性能也会有所不同。
因此，在实际钻井作业中，需要根据井下条件的不同选择合适的泡沫剂种类和浓度，以达到最佳的钻井效果。
此外，泡沫稳定剂的种类和添加量也对泡沫钻井液的性能有较大影响。
泡沫稳定剂可以有效延长泡沫的寿命，提高其稳定性。
在实际应用中，需要根据地层情况和钻井深度选择合适的泡沫稳定剂种类和添加量，以保证泡沫钻井液的稳定性和可靠性。
在泡沫钻井液的研究和应用过程中，还需要充分考虑钻井液的环保性能。
泡沫钻井液相对于传统水基钻井液和油基钻井液具有更好的环保性能，可以减少井下污染，保护环境。
因此，在当前环保意识日益提高的情况下，泡沫钻井液在石油勘探中的应用前景十分广阔。
梳理一下本文的重点，我们可以发现，油井钻井液泡沫性能研究及应用是一个具有重要研究价值和广阔应用前景的课题。
通过对泡沫剂种类、浓度、泡沫稳定剂种类、添加量等因素的研究和优化，可以提高泡沫钻井液的泡沫性能，实现更高效、更环保的钻井作业。
相信随着石油勘探技术的不断发展，泡沫钻井液将在油田开发中发挥越来越重要的作用。
油井钻井液泡沫性能研究及应用
油井钻井液泡沫性能研究及应用近年来，随着油气开采技术的不断发展，油井钻井液泡沫作为一种新型的钻井液体系备受关注。
泡沫作为一种特殊的液相体系，在油井钻井中具有独特的优势，能够有效提高钻井液的性能，减小泥浆密度，降低地层压力，减小漏失井等问题。
因此，对油井钻井液泡沫性能的研究与应用具有重要意义。
首先，针对油井钻井液泡沫的特殊性质进行了初步介绍。
泡沫是一种由气体和液体相互作用形成的多相系统，具有轻质、高浓度、高温高压等特点。
在油井钻井作业中，泡沫液体系具有良好的成膜性能和扩展性，可以形成稳定的泡沫膜，有效减小钻井液的密度，提高钻井速度。
其次，分析了泡沫液体系在油井钻井中的应用场景及优势。
泡沫液体系可以有效减小钻井过程中的摩阻力，提高钻井液的渗透性，减小泥浆泵功耗，提高钻井效率。
同时，泡沫液体系还可以有效降低地层压力，减小漏失井的风险，提高钻井的安全性和稳定性。
进一步研究了泡沫液体系在不同工况下的性能表现及影响因素。
泡沫液体系的性能受到气液比、表面活性剂种类、浓度、压力温度等多种因素的影响。
通过对泡沫液体系的稳定性、泡沫度、泡沫抗破坏能力等性能指标的研究，可以更好地理解泡沫液体系的特性及其在油井钻井中的应用。
此外，探讨了泡沫液体系在实际油井钻井作业中的具体应用。
针对不同的地层条件和工程需求，可以选择不同类型的泡沫液体系，如降低密度泡沫、高稳定泡沫、抗高温泡沫等。
通过合理设计泡沫液体系的配方和参数，可以达到最佳的钻井效果，提高油井钻井作业的成功率。
最后，总结了的意义和前景。
泡沫液体系作为一种新型的钻井液体系，在油井钻井中具有广阔的应用前景和市场需求。
通过深入研究泡沫液体系的性能特点及应用技术，可以进一步提高油井钻井作业的效率和安全性，实现可持续发展的目标。
梳理一下本文的重点，我们可以发现，油井钻井液泡沫性能研究及应用具有重要意义，对于推动油气开采技术的发展和进步具有重要作用。
随着研究的不断深入和技术的不断创新，相信泡沫液体系将在未来的油井钻井作业中发挥越来越重要的作用，为油气勘探开发提供更加可靠、高效的技服支撑。
可循环微泡沫钻井液简介
结
束！
谢
谢！
淖107
淖102-6
95年5月
2001年10月
8.3
50.2
哈336和淖102-6井平均钻时与邻井对比情况
井号
哈340
钻头尺寸,mm
152.4
钻井液密度,g/cm3
1.01—1.02
平均钻时， min/m 23.87 24.76
35.5 26.69 30.0
哈341
哈336 淖107 淖102-6
可循环微泡沫艺研究院是集团公司成立最早的专 门从事钻井技术研究的机构，涵盖了从地面到井下绝大 部分的钻井工艺、钻井机械、钻井液等钻井技术研究领 域，目前已经走过了23年的钻井技术研究历程，建院20 多年来，紧密围绕油田钻井及勘探、开发生产开展技术 研究、技术攻关与技术服务，解决生产关键技术难题， 推动技术进步与发展，经过不懈的努力和探索，构筑起 了以钻井、油田化学、固井完井三大技术研发系统为主 体，以技术服务和技术产品研制生产为两翼，具有自身 特色的“一体两翼”可持续发展平台和模式，形成了技 术开发、研究、推广、服务、高技术含量产品生产的技 术创新体系。成为华北石油管理局的钻井技术研发中心 和技术支撑单位。
国内外同类技术的综合比较
国内外现有的泡沫钻井液技术包括一次性泡沫、 酸敏性泡沫、充气泡沫等，实施这些技术需要投 入专用设备或通过发泡 - 消泡 - 再发泡 - 再消泡过程 建立循环，成本高，维护处理复杂。 目前国外的微泡沫钻井液研究主要以美国为主， 可查的文献和报道如美国专利 4664843和4790954 介绍的 MMH泡沫钻井液体系，一般采用膨润土、 MMH、发泡剂等配制，泡沫在返出地面时需要进 行 机 械 破 碎 ， 然 后 再 发 泡 进 入 循 环 。 美 国 Acti Systems 公司研制的在近平衡钻井中使用的微泡 钻井液，使用现场设备实现了循环重复使用。上 述两种泡沫体系文献报道均是在较浅的井中应用， 且所使用的材料成本较高，体系抗温性差。
抗温可循环微泡沫钻井液的研究进展与应用现状
ZHU Wen-xi, ZHENG Xia-dua
( ShhooeotEn.nneeenn.andTehhnoeo.d，ChnnaUnneeesnidotGeoshnenhes( Beninn.)， Beninn.100033， Chnna)
Abteaaae： Th ns papeesummaenoes ihe eeseaehh peo.ee s otCGA denenn.teu nd nn ee hen i deaes teom ihe toue aspehisotapheonssieuhiueeandsnoe， siabnenid， bend.nn.peu..nn.mehhannsm， eheoeo.nhaepeopeeid， andeeN
口井使用微泡钻井液体系顺利施工，国内如彩南油
田、四川玉皇1井、中原油田文26气田等使用微泡
钻井液体系成功解决了低压低渗透储层的严重漏
、
、
、 井 大等 [1，3N4]。
泡沫是热力学不稳定体系，这限制了在微泡钻 井液在\ 井 中的应用， 满足 现 <
益增长的钻井深度和储层温度的需求，近年来开发 抗温微泡钻井液体系成为研究的热点。本文从微泡
720CP36MPa) 泡 体的
， 出类;的
结论,\律模式及赫-巴流变模式均能较真实地反映
泡沫的流动特性,\律模式简单、使用方便,拟合效 果与赫-巴模式相当。2216年，KHAMEHCHI Ehsan 等［-5］分别测试了微泡钻井液在42 C (API流变性
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度)、93 C (油田常用的低温常压黏度计进行流变性
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泡沫随钻堵漏钻井液体系
随着石油及天然气勘探和开发的深入，常常会遇到钻井中间出现的渗漏、泥浆往回返等问题，这些问题可以导致钻井过程的停顿、顶部漏失、泥浆稀释等问题。
为解决这些问题，千锤百炼终于出现了泡沫随钻堵漏钻井液体系。
泡沫随钻堵漏钻井液体系的起源可以追溯到20世纪80年代末期，当时属于国外的知名石油化工公司通过大量的实验和研究，将泡沫的稠度和流动性进行协调，成功研制出了本体系。
随之，泡沫随钻堵漏钻井液慢慢地被认可到中国，和其他液体系比较接触表面上的细小颗粒较少，防止钻头被粘住，从而使新钻头更好的工作，并且泡沫随钻堵漏钻井液的稠度可以随着液体体积变化而自适应地调整堵漏效果，有效提高了钻井液的堵漏能力。
钻井液是泡沫随钻堵漏钻井液的难点所在，这种钻井液体系主要由下述组成部分组成：泡沫体系、粘土体系和地下水体系。
通过混合粘土体系和适量的增稠剂，可将其与泡沫体系相互作用，并使其具有相应的黏稠度和流动性。
地下水体系也是泡沫随钻堵漏钻井液体系中的一个重要组成部分，这种体系必须有很高的承压能力，具有抑制地下水涌入的作用，并能够有效侵入到要封堵局部中，从而产生气体泡沫，保证泡沫随钻堵漏钻井液体系的密实度和稠度。
相较于传统的钻井液，泡沫随钻堵漏钻井液除了有显著的机械性能和堵漏能力，还具有很好的环保性和安全性。
随着技术
的不断更新迭代和广泛的使用，泡沫随钻堵漏钻井液体系已成
为目前最为普遍使用的钻井液。
泡沫随钻堵漏钻井液不仅仅是一种钻井液体系，也是一个完整的技术体系，需要在实践中不断完善。
近年来，泡沫随钻堵漏钻井液的研究方向主要集中在以下几个方面：
一、提高随钻堵漏效率
对于泡沫随钻堵漏钻井液体系，提高随钻堵漏效率是最主要的研究方向之一。
目前，一些研究者通过改良泡沫随钻堵漏钻井液的配方和加入新的功能剂，提高了钻井液的黏度和储气能力，并增加了钻孔的封堵强度，大幅提高了随钻堵漏的效率。
二、泡沫随钻堵漏的机理研究
泡沫随钻堵漏钻井液是非常特殊的一种钻井液，相应的，其机理也是非常特殊的。
近年来的研究表明，泡沫随钻堵漏钻井液的堵漏作用主要源于泡沫（气液相界面），因此，泡沫的表面性质和黏稠度对随钻堵漏效果具有重要的影响。
未来的研究应该聚焦在泡沫随钻堵漏的机理研究上，进一步分析其工作原理和效果。
三、泡沫随钻堵漏钻井液的应用
泡沫随钻堵漏钻井液已经被广泛应用于石油勘探开发、水泥注入、地基工程等领域。
未来，泡沫随钻堵漏钻井液的应用领域将会进一步扩大。
例如，在普通隧道、铁路隧道及公路隧道中，钻孔造成的隧道松散带危险情况、灾害以挤泥现象等问题，通过采用泡沫随钻堵漏钻井液对水固体进行处理，可以有效地提高隧道的稳定性和安全性。
总之，泡沫随钻堵漏钻井液体系是一种绿色、高效、安全的钻井液体系，具有非常广泛的应用前景。
未来的研究将致力于提高其随钻堵漏效率、深入研究其机理，并拓展其应用领域，为中国石油行业的发展做出更多的贡献。
四、泡沫随钻堵漏钻井液的环保性能研究
随着全球环境保护意识的增强，钻井液的环保性能越来越受到关注。
泡沫随钻堵漏钻井液的基础材料是水、泡沫剂等绿色环保物质，具有很好的环保性能。
未来的研究应在保证泡沫随钻堵漏钻井液的效果的前提下，继续加强对其环保性能的研究，促进其在石油勘探开发、工业生产等领域中的应用。
五、泡沫随钻堵漏钻井液的应用风险评估研究
尽管泡沫随钻堵漏钻井液具有很好的随钻堵漏效果和环保性能，但其应用仍然存在风险。
例如，随着钻深的增加，泡沫随钻堵漏钻井液会面临泡沫破裂等问题，影响堵漏效果。
未来的研究应该重点关注泡沫随钻堵漏钻井液的应用风险评估研究，对其适用范围、安全性等问题进行深入研究，减少生产实践中的风险。
六、泡沫随钻堵漏钻井液与其他钻井液体系的研究比较
泡沫随钻堵漏钻井液和其他钻井液体系相比，具有很多独特的优势和缺点。
未来的研究应该重点比较泡沫随钻堵漏钻井液与其他钻井液体系的优缺点，找出不同钻井液体系的适用范围和优劣，为采用更加优秀的钻井液体系提供技术支持。
七、泡沫随钻堵漏钻井液的产业化研究
目前，泡沫随钻堵漏钻井液的研究主要集中在实验室阶段。
未
来，需要进一步开展产业化研究，加大工业生产中的推广应用力度。
同时，还需要加强泡沫随钻堵漏钻井液生产技术、设备等方面的研究，提高泡沫随钻堵漏钻井液的产业化水平。
综上所述，泡沫随钻堵漏钻井液体系是一种非常优秀的钻井液体系，具有很好的随钻堵漏效果和环保性能，同时还具有广阔的应用前景。
未来，需要进一步深入研究其机理、环保性能、应用风险评估等问题，提高其随钻堵漏效率和产业化水平，促进其在各个领域的广泛应用。
本文主要探讨了泡沫随钻堵漏钻井液体系的研究现状和发展前景。
泡沫随钻堵漏钻井液体系是一种优秀的钻井液体系，具有很好的随钻堵漏效果和环保性能，同时具有广泛的应用前景。
本文从机理研究、随钻堵漏效果、环保性能、应用风险评估、与其他钻井液体系的比较、以及产业化研究等方面进行讨论。
未来，需要开展更为深入的研究，以提高其在各个领域的应用效率和产业化水平。
诸如此类的研究有助于推动现代产业技术的发展，满足资源需求的同时更好地保护环境，进一步促进经济、环境、社会三方面的协调发展。
因此，泡沫随钻堵漏钻井液体系的研究具有十分重要的实际意义。