钻井用堵漏材料研究进展

166井漏是指在钻井作业过程中钻井液大量漏入地层的现象，是在油田开发过程中发生的钻井工程事故。

裂缝既是油气主要渗流通道，也极易导致钻井液及完井液漏失。

井漏是最严重的储层损害方式之一，也是长期妨碍安全高效钻井的复杂工程问题之一[1，2]。

统计表明，超90%以上的井漏是裂缝性漏失。

目前，桥接堵漏是处理裂缝性地层漏失的主要手段，而井漏现场的堵漏一次成功率很低。

成功率低的关键原因之一是裂缝宽度与堵漏材料所能有效封堵的临界宽度不匹配所致。

对于裂缝性储层而言，采用颗粒材料体系形成裂缝封堵层是最为常用的漏失控制方法[3]。

形成裂缝封堵层的过程，一般认为是堵漏材料在裂缝中多次运移、滞留和渗滤充填，最终形成稳定的裂缝封堵层，以隔离缝内压力和井筒液柱压力，从而有效控制井筒工作液漏失[4，5]。

堵漏材料的特征参数是影响上述临界宽度的重要因素，因此，研究堵漏材料的特征参数对为封堵裂缝建立合理的堵漏材料粒径搭配方案至关重要，对提高堵漏成功率至关重要[6]。

堵漏材料的特征参数主要包括颗粒形貌、粒度分布、圆球度、摩擦系数、抗压强度、抗磨蚀能力、弹塑性力学参数等。

本文主要对堵漏材料关键几何参数进行了测试，为现场钻井过程中快速筛选出应对不同宽度漏失裂缝的堵漏材料提供可靠的数据和技术支持。

其中部分参数可以通过观察、扫描或简单的室内实验获取。

国内外对于颗粒特征参数标定方法的研究还较少，能参考的资料有限。

2019年，Amanullah等[7]指出，行业内尚缺乏堵漏材料颗粒特征参数表征的方法。

他指出EXPEC ARC仪器能快速测出各种形状颗粒的质量，并研制了一套简单的实验仪器，通过测量和绘制压力和位移的关系曲线，可测得凝胶剂堵漏材料的凝胶刚度模量和屈服应力。

邱正松团队常用钻井堵漏材料形貌特征参数研究张道明1 苗海龙1 赖辰熙2 马跃1 李司帅2 李秉燮2 冯永存21. 中海油田服务股份有限公司油田化学研究院 河北 三河 0652002. 中国石油大学（北京）石油工程学院 北京 昌平 102249摘要：井漏是在油田开发过程中发生的钻井工程事故，是指钻井液大量漏入地层的现象。

第33卷第6期2020年11月江汉石油职工大学学报Journal of Jianghan Petroleum University of Staff and Workers 油基钻井液条件下堵漏材料研究新进展代一钦（中国石化江汉石油工程有限公司钻井二公司，湖北武汉433123 ）［摘要］目前困扰涪陵页岩气田钻井的主要难题是井漏，特别是三开油基钻井液的漏失堵漏成功率低，堵漏时 间长.堵漏材料种类少.漏失造成了巨大的物资损失.而且井漏会引起卡钻等故障复杂。

因此，对近年来油基堵漏 技术进行调研，主要是以水基钻井液堵漏材料为主，同时也研发出了弹性石墨、柔性石墨、纤维等新型堵漏材料。

国外大部分堵漏材料是水基和油基通用型为主。

堵漏材料朝着抗高压、抗油降解、抗高温的方向发展。

［关键词］油基钻井液；堵漏材料;研究新进展［中图分类号］TE254 ［文献标识码］A ［文章编号］1009—301X （2020）06—0057—03EX ）I ： 10. 3969/j. issn. 1009 —301X. 2020. 06. 018目前涪陵页岩气田进入调整开发阶段.存在的主要问题有:产层油基钻井液漏失次数多,一次性堵漏成功率低，漏失量大，油基钻井液随钻封堵能力需要强 化。

目前堵漏主要是采用水基钻井液类型的堵漏材料.水基堵漏材料在油基条件下不膨胀、不搭桥成网，形成的封堵层强度低，不致密。

国内外高校、研究院所开发了一些适合油基钻井液条件下的堵漏材料及配套技术，对这些技术进行梳理分析，有利于现场技术服务 人员的选材、用材，从而提高一次性堵漏成功率，为页岩气田的高效开发.提供良好的技术支持。

1国内油基钻井液堵漏材料及技术1.1化学交联类型堵漏材料长江大学研究了一种油基钻井液堵漏浆，该堵漏 浆主要是利用地沟油与强碱性材料反应生成皂碱，封 堵漏失地层。

堵漏浆主要材料：地沟油、碱性材料、激 活剂、加重材料。

该油基堵漏浆抗压强度2.8MPa 。

地质钻探堵漏新技术的应用及效果分析摘要：在地质钻探的过程中钻井液漏失会恶化孔内工况，钻井液正常循环被破坏，孔内压力失衡，易造成卡钻，烧钻甚至埋钻等严重事故，给施工单位造成严重的损失。

通过地质钻探取心，可直接揭露地层深部岩矿心性质，为地质找矿提供直观而准确的依据。

地层漏失是地质钻探施工过程中最常见的问题，对地质钻探工作有很大的影响，需引起地质钻探工作者的注意。

关键词：地质钻探；堵漏新技术；应用效果地层漏失是地质钻探，乃至石油、天然气、地热等所有钻探中经常遇到的共同问题。

据统计全世界油井井漏发生率占钻井总数的20%～25%，成为钻井中遇到的最为棘手的问题，造成钻井成本的大幅提高，常给施工者造成数以百万的经济损失。

地质岩心钻探虽然没有全面统计，但钻孔漏失仍然是制约提高钻探效率的主要瓶颈问题之一。

1发生地质钻探孔漏失的原因分析1.1渗透性漏失当地质层中的渗透性比较高，比如此类地质层是由粗砾岩、粗砂岩或者是含砂的岩层构成的，就极易在地质钻探时发生钻井液的漏失。

此种漏失称之为渗透性漏失。

当钻井液液柱压力的作用下，钻井液会渗透进地质层的空隙当中，此种漏失的速率较小。

1.2裂缝、溶洞类漏失当地质层中多为白云岩、石灰岩等，由于这类岩石会存在裂缝、溶洞，便会引起钻井液的漏失。

同时，如果存在地应力破碎带、断层等，地层压力小于钻井液液柱的压力而发生漏失现象。

此种漏失的速度较快，漏失量也较大，需要及时作出处理，否则将带来严重的后果。

1.3施工技术缺陷引起漏失在施工过程中出现技术上的不到位，或者直接发生技术失误，而引起地质钻探孔的漏失。

比如在施工过程中，造成地层压力与井底的压力出现明显的较大差别，其差值远远大出了钻井四周的挤压应力和地质层上的张力。

这样地层就很容易产生裂缝，引发地质钻探孔的漏失情况。

2堵漏技术研究现状经过几十年的研究摸索，国内外开发出了数百种堵漏材料。

依据其作用机理常用堵漏材料可分为6类，即桥接堵漏材料、高失水堵漏材料、暂堵材料、化学堵漏材料、无机胶凝堵漏材料和软（硬）塞类堵漏材料。

钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究【摘要】钻井工程中的井漏是一个严重的安全隐患，可能导致油井爆破、环境污染等严重后果。

本文通过分析井漏的危害和成因，探讨了井漏预防和堵漏技术的研究进展，并结合实际案例进行了深入分析。

钻井工程中井漏的预防和堵漏技术是保障油田安全和提高油井开采效率的重要手段。

本文总结了目前的研究现状并展望了未来的发展方向，希望通过这些技术研究，能够更好地预防和应对井漏事件，确保油田开采工作的顺利进行。

【关键词】钻井工程、井漏、预防、堵漏、技术研究、危害、成因分析、案例分析、总结、展望未来发展方向1. 引言1.1 钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究概述钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究是钻井作业中非常重要的一项工作。

井漏一旦发生，会给钻井作业带来严重的安全隐患和经济损失。

钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究一直备受重视。

井漏预防与堵漏技术研究旨在通过科学的手段和方法，提前预防井漏的发生，或者在井漏发生后能够及时有效地进行堵漏处理。

这涉及到对井漏的危害性进行深入研究、分析井漏发生的原因、开发各种预防和堵漏技术等方面的工作。

只有不断加强井漏预防与堵漏技术研究，才能保障钻井作业的安全和顺利进行。

本文将重点介绍钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究的重要性以及针对井漏的相关技术和方法进行深入的探讨。

希望通过本文的介绍，能够加深对钻井工程中井漏预防与堵漏技术研究的认识，为钻井作业的安全进行贡献。

1.2 研究意义钻井工程中井漏预防与堵漏技术的研究具有重要的意义。

井漏是钻井过程中常见的危险事件，一旦发生井漏会导致严重的安全事故和环境污染，影响油气开采的进程。

研究井漏预防与堵漏技术对于提高钻井作业的安全性和效率至关重要。

通过深入研究井漏的危害和成因分析，可以更好地认识井漏形成的机理和规律，为有效预防和控制井漏提供科学依据。

钻井工程中井漏预防与堵漏技术的研究可以帮助工程师提高对井下地层情况的判断能力，准确评估井漏风险，并制定相应的预防和应急措施。

钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术摘要：石油钻井工作涉及多个环节内容，其流程也兼具系统性和复杂性。

在油气钻井勘探期间，包括地理环境等诸多主客观因素将直接影响钻井勘探的全过程，其中由复杂的地层条件而导致的井漏问题是当前石油钻井工作中亟待解决的难题。

落实钻井液堵漏材料与防漏堵漏技术的全方位研究，有助于减少因井漏问题而导致的一系列钻井问题。

因此，加强对防漏堵漏技术的全方位探索和钻井液堵漏材料的针对性探究，具有极强的现实及理论意义。

关键词：钻井液；堵漏材料；防漏堵漏技术1钻井液堵漏材料的具体分类1.1高滤失堵漏材料作为利用率较高的钻井液堵漏材料，高滤失堵漏材料主要由纤维状材料，硅藻土等组成。

在实际施工阶段，高滤失堵漏材料会在漏失作用下，快速分散，而由此形成的稠状物质，也会快速在漏失通道里面全方位扩散，可有效发挥封堵作用。

此类堵漏材料的韧性以及可塑性都相对较强，抗压能力强。

将此类材料应用于钻井液堵漏时，可根据漏失情况对材料的粒度分布进行调节，确保其对不同尺寸的孔隙进行有效封堵。

1.2桥接堵漏材料桥接堵漏材料是一种应用频率较高的堵漏材料，由多种惰性材料组合而成。

此类材料不仅具有单一惰性材料的性能优点，同时还拥有较低的操作难度，材料的性能稳定度较高，与钻井液的流动性特征也较为契合。

桥接堵漏材料主要是由填充粒子和架桥粒子构成，两者的组合也将大大减少因不同尺寸的孔隙所导致的漏失问题。

而桥接堵漏材料的组成成分也具有多样化特性，除常见的果壳、云母以及纤维材料外，某些造价较为低廉的化工厂废弃原料以及化工副产品也可作为桥接堵漏材料的组成材料。

1.3聚合物凝胶堵漏材料从该种材料的名称可得知，其主要是由凝胶类物质组成的，能够有效地避免井壁裂缝压力传导。

其主要堵漏原理就是由于聚合物凝胶堵漏材料能够较快地渗透到需要填补的通道当中，尽快地解决井漏问题。

除此之外，聚合物凝胶堵漏材料作为较为典型的堵漏材料，还有其他突出特征，比如抗剪切的能力等，能够在铜和其他材料混合使用的过程当中充分发挥自身优势，并同其他材料一起组成堵漏效果极佳的材料组合。

钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术研究进展随着油气勘探领域的不断发展，钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术也在不断更新和发展。

本文将探讨钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术的研究进展。

首先，钻井液堵漏材料的研究初步形成了完整的分类体系，涵盖了化学凝固剂、物理凝固剂和分散剂等多种不同类型的材料。

其中，化学凝固剂包括有机酸、高分子聚合物、环氧树脂、硼酸等，具有凝固性能强、作用时间短等优点。

而物理凝固剂则包括橡胶、泥或黏土、沙、玻璃纤维、钢球等，具有凝固效果持久、不易降解等特点。

此外，分散剂则包括有机化合物、碳酸盐、氧化铁等，具有减小阻力、延长钻头使用寿命等优点。

这些钻井液堵漏材料在钻井作业中起到了至关重要的作用，能够有效地防止地层流失和水窜等问题。

其次，防漏堵漏技术的研究取得了长足的进展，涵盖了密封层、排水带、注浆层等多个方面。

其中，密封层是指通过填充材料、砂土、压实板等方式加固地层，使地层表面保持平整、稳定，从而达到防漏堵漏的目的。

排水带则是通过钻孔、张拉钢筋等方式打通地层水位，降低地下水位，减小漏失形成的衬里压力，达到了解决地下水窜的效果。

注浆层则是通过注射特制的材料填充孔隙，形成压力能力，保持压覆岩体的完整性，从而达到防漏堵漏的效果。

这些技术的应用不仅有助于提高钻井作业的效率，还可以减少漏失危险的发生。

综上所述，钻井液堵漏材料及防漏堵漏技术是钻井作业中不可或缺的重要组成部分。

通过不断的研究和开发，这些材料和技术得到了不断的完善和发展，能够更好地应对不同的地质环境和突发情况，为油气勘探工作提供了坚实的保障。

在钻井液堵漏材料方面的研究中，越来越多的复合型材料在应用中得到广泛关注。

例如，复合型无机-有机材料在油井液堵漏控制中的应用逐渐得到重视。

该材料具有稳定性好、凝聚速度快、可逆性强、水分散性能好等优点，因而可以更好地增强液态钻井液的强度和抗漏性能，有效地解决井壁稳定等难题。

同时，根据钻井液的特性，不同类型的钻井液堵漏材料适用范围不同。

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。

复杂地层钻探护壁堵漏工艺研究与应用获奖科研报告【摘要】对钻孔漏失进行护壁堵漏工作在钻探工程施工过程中会经常被用到，尤其是在复杂地层的钻探施工当中，经常会出现严重的漏失现象，容易发生安全事故。

本文针对复杂地层钻探护壁堵漏工艺本身及其应用进行探究。

【关键词】复杂地层;护壁堵漏工艺;研究;应用护壁堵漏工作在钻探工程施工中占有重要地位，它可以对矿产资源开发利用效果造成一定影响。

护壁堵漏问题的有效解决，可以对我国资源稀缺的现状起到缓解作用。

水泥—粘土浆液对于复杂地层钻探护壁堵漏具有很大的应用价值。

一、工程背景在我国某省的一个矿区中，出现了两处断裂，其中一处是南北向，另一处是北东向。

不同断层对矿区造成了严重影响，断层的破碎带宽度为10—58米，岩心处相对于其他位置的破碎程度更加严重。

因此导致不同程度的漏失情况在矿区内的大部分钻孔中都有出现，使其无法返水，处于下方的构造破碎带因为钻进憋泵问题，起钻和下钻都受到一定阻碍，比较容易引起安全事故的发生。

在这个矿区内有三条勘探线，漏失情况在其中的多数钻孔内都有发现，由于受到标高位置造成的影响，实际的漏失情况也各不相同，其中有一部分是中等漏失，其余是全孔漏失。

所以，应根据钻孔漏失情况的不同，进行不同护壁堵漏技术的研发用于修复此矿区内的钻孔漏失问题。

如图1，地层钻探护壁堵漏施工现场。

二、复杂地层钻探护壁堵漏工艺1、一般漏失处理工艺对于钻孔漏失现象不严重的情况，采取一般的漏失处理工艺就可以达到补漏的效果。

比如可以采用随钻堵漏技术，此技术具体的实施步骤为：在冲洗液中加入803或801堵漏剂，然后再加入到經过处理的锯末中，在进行钻井的过程中随时进行堵漏处理。

如果这种方法无法达到较好的处理效果，就可以选择专用的堵漏剂来进行堵漏。

其具体操作流程为：在PHP溶液中加入一包堵漏剂，使其充分溶解，然后在里面加入适量的岩粉并搅拌均匀，应确保具有比较好的混合粘度和柔软度，再利用漏斗将混合液倒进钻杆中，把主动粘杆合上，最后通过泥浆泵将其送到孔内。