油基钻井液防漏堵漏技术综述

油基钻井液防漏堵漏技术综述

摘要：在调研了大量的相关文献的基础上，归纳总结了近年来国内外油基钻井液防漏堵漏技术的研究进展。主要包括低固相、超低渗透率油基钻井液技术和随钻防漏堵漏、凝胶堵漏、水泥浆堵漏等油基钻井液防漏堵漏技术与现场应用。

关键词：油基钻井液；防漏；堵漏

油基钻井液是以油作连续相，水作分散相，乳化剂作稳定剂的油包水乳化钻井液。相比于水基钻井液，油基钻井液具有润滑性好、抗高温抗污染能力强、体系稳定、对油气层损害程度较小等多种优点[1]，广泛应用于页岩气田、大斜度定向井及水平井施工中。但同时由于油基钻井液配制成本更高且较水基钻井液更易发生漏失，如果发生井漏，则会造成巨大的经济损失。目前，水基钻井液堵漏材料及堵漏技术已经形成体系，种类繁多且技术成熟，但水基钻井液堵漏材料多为亲水性材料，在油基钻井液环境中容易变质、降解，堵漏效果的持久性差，并且与油基钻井液配伍性差，对油基钻井液的流变性能影响较大[2]。因此，近年来国内外针对油基钻井液用堵漏材料及堵漏技术进行了大量的研究与发展，并取得了较好的现场应用。

1油基钻井液防漏堵漏技术

1.1低固相油基钻井液技术

Fossum等制备出一种低固相矿物油基钻井液体系（LSOBM）[3]，LSOBM使用比重比较大的溴化钙盐水作为分散相，用标准矿物油作为连续相，用液态树脂有机物替代天然沥青作为降滤失剂。该体系抑制能力强，滤失量低，流变性能好，与常规油基钻井液体系相比封堵性更强，有效预防了井漏问题。M-I钻井液公司使用甲酸铯盐水配制了一种低固相油基钻井液体系，该体系不含任何固体加重剂且为单离子，性能良好，表现出很低的当量循环密度，有效预防了井漏的发生。国内还研制了一种以复合型乳化剂和增粘剂G336为核心，同时结合降滤失剂G328和提切剂G322等处理剂配套形成了一种无土相油基钻井液体系，该体系电稳定

性强，流变性好，抑制和封堵能力强，有效的减少了地层漏失，在四川页岩气水

平井取得了良好的应用效果。

1.2超低渗透率油基钻井液技术

超低渗透率添加剂[4]是通过改变聚合物与固体颗粒的表面性质，使不同的组

分在不同的钻井液体系中有不同的溶解度和润湿性，再按一定的比例混合这些组

分得到的。将其加入到油基钻井液中则更多的亲油物质被溶解，并形成聚合体附

在渗透性岩石表面，形成具有一定强度的超低渗透率的膜，这些膜在滤饼和岩石

表面浓集形成胶束，该胶束在弱地层孔隙或天然裂缝处形成屏障，膨胀变大限制

渗透，从而进一步避免流体入侵和压力传递。

国外超低渗透率钻井液主要由滤失控制剂FLC2000、井眼稳定剂LCP2000和

混合物DWC2000组成，在拉丁美洲的哥伦比亚、墨西哥湾等地区进行了应用，成

功减少了井漏问题。中国由零滤失井眼稳定剂JYW组成的超低渗透率钻井液在大

港油田、辽河油田等地区均取得了较好的应用。

1.3油基钻井液随钻防漏堵漏技术

油基钻井液随钻防漏堵漏材料是由硬质刚性颗粒、可变形柔性粒子和弹性颗

粒组合而成的，利用各组分间的协同作用封堵裂缝，形成坚硬牢固的低渗透率封

堵层。刚性堵漏材料为主要架桥粒子，形成封堵层的骨架，可变形堵漏材料为柔

性堵漏材料，能在温度作用下产生一种可塑性高强凝胶，挤入裂缝后能随着裂缝

形状的改变填塞漏层缝隙，有效阻止钻井液向地层漏失，弹性填充颗粒在挤压变

形及弹性膨胀双重作用下，自适应的进一步充填刚性架桥颗粒之间的孔隙空间。

最终形成的致密封堵层，显著提高油基钻井液随钻防漏堵漏性能，起到强化封堵

井壁的作用。

国内通过室内试验优选了刚性堵漏剂JHCarb、柔性堵漏剂HIFlex和弹性封

堵剂H-Seal来配制油基钻井液随钻防漏堵漏体系[5]，该体系与油基钻井液配伍性好，耐温耐油性能好，可长时间在井浆中循环，预防渗透性漏失，封堵宽度小于3.0mm裂缝后的承压能力大于7.0MPa。并在焦石坝区块页岩气田9个平台成功应

用了20多井次，有效的提高了地层的承压能力，防止了易漏地层的渗透性漏失。

中国地质大学研制了一种A型随钻堵漏材料，通过正交试验优化出了一套油

基钻井液体系，再通过添加高软化点乳化沥青、弹性堵漏材料和刚性堵漏材料等

封堵材料形成了一套强封堵油基钻井液体系。同时具有良好的流变性，润滑性能

优异，抗污染效果好，破乳电压稳定。该体系在焦页195-1HF井进行了应用，大

大降低了漏失风险和漏失成本。

1.4油基钻井液凝胶堵漏技术

油基钻井液凝胶堵漏技术对易水化和泥页岩地层的敏感性要求低，对裂缝性

漏失地层也可进行完全堵漏或先期堵漏。油基凝胶是先以液体的方式进入漏失层，然后在一定时间内进行聚合交联，形成凝胶，把漏失地层胶结起来，加之自身携

带的固相微粒可以进行桥接堵塞，进一步阻止外来工作液的渗入，从而实现封堵[6]。

国内新研制了一种油基凝胶体系，主要由工业柴油、胶凝剂NJZ、交联剂

JLJ和乳化剂EHJ组成，具有粘度高，承压能力大等特点，与漏失通道接触面积大，在漏失通道内可以形成渗透率极低的封堵层，并且随着油基凝胶中的油相组

分向缝面渗透，凝胶与缝面作用力进一步增强，承压能力进一步增大。

渤海钻探公司研究出一种WS-1凝胶，并成功应用于SZ-36-1井。西南石油

学院研制出一种代号为ZND-2的特种凝胶，在徐深8、平1、罗家2、四川、长庆

油田等30多口恶性漏失井均取得了良好的现场应用效果。国外的Sweatman等人，开发了一种聚合物堵漏体系（CP），该体系由两种聚合物交联组成，在Giove-2

井的地层堵漏中取得了良好的效果。

1.5油基钻井液水泥浆堵漏技术

油基钻井液水泥浆堵漏技术的核心是与油基钻井液配伍性良好的水泥浆体系。水泥浆中要同时含有亲水性物质和亲油性物质，室内研发了一种油基钻井液水泥

浆堵漏体系，特点是采用柴油与淡水的混合物配制堵漏水泥浆，其与现场油基钻

井液可以任意比例混合而不会产生配伍性问题[7]。室内研究表明，该堵漏水泥浆

密度、稠化时间和抗压强度均可调，不具有明显的温度敏感性，且有沉降稳定性好、流动能力强的特点。采用柴油配制的堵漏水泥浆与油基钻井液相容性好，抗