劉金龍

（西安石油大學(xué)石油工程學(xué)院，陜西西安 710065）

井漏是指在鉆井施工作業(yè)過(guò)程中，鉆井液、完井液、壓裂液等其他各種流體在壓差作用下漏入地層的現(xiàn)象[1]。鉆井過(guò)程中如若發(fā)生嚴(yán)重井漏，將影響鉆井作業(yè)的安全，所以，研究高效的防漏和堵漏措施變得十分重要。研究發(fā)現(xiàn)堵漏纖維作為一種惰性物質(zhì)加入到鉆井液中，對(duì)地層的傷害低，又能增強(qiáng)鉆井液的堵漏性能，可解決溶洞性、裂縫性漏失地層所面臨的井漏問(wèn)題，堵漏纖維已經(jīng)逐漸成為鉆井作業(yè)中不可或缺的重要堵漏材料[2-4]。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，增加承壓堵漏劑在漏失地層中的駐留性能，可以明顯提高堵漏的成功率[5，6]。

本文針對(duì)從建筑廢料中提取的HQW-1纖維在堵漏技術(shù)中的應(yīng)用前景來(lái)開(kāi)展研究，通過(guò)實(shí)驗(yàn)對(duì)HQW-1堵漏纖維的承壓堵漏性能進(jìn)行綜合的研究，并與另外兩種堵漏纖維進(jìn)行對(duì)比分析，其結(jié)果可以為HQW-1堵漏纖維在鉆井堵漏的應(yīng)用提供一定的參考價(jià)值。

1 實(shí)驗(yàn)

1.1 主要實(shí)驗(yàn)材料

堵漏纖維HQW-1，成本低，分散性好。用于對(duì)比實(shí)驗(yàn)的堵漏纖維SMR是灰白色的天然礦物材料，在鉆井液中混合攪拌后能分散形成有一定強(qiáng)度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；堵漏纖維XWR是深灰色的礦物材料，纖維較短，質(zhì)量較重，在鉆井液中混合攪拌后能迅速分散形成有一定強(qiáng)度的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

1.2 主要實(shí)驗(yàn)儀器

XAN-FD調(diào)堵劑封堵能力模擬試驗(yàn)儀，可以對(duì)大孔道漏失地層和裂縫性漏失地層進(jìn)行模擬；ZNN-D6A型六速旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)，可以測(cè)定鉆井液中配方的流變性能；SD型多聯(lián)失水測(cè)量?jī)x，用于測(cè)量鉆井液的API濾失量和二次濾失量；電子天平，用于稱(chēng)取各種制劑的質(zhì)量；密度計(jì)，用于測(cè)量配方的密度；溫度計(jì)，用于測(cè)鉆井液的溫度。

1.3 實(shí)驗(yàn)方法

按照實(shí)驗(yàn)方案把堵漏纖維在攪拌下加入到聚合物鉆井液中（4%的鈉般土基漿+0.3%CMC+0.1%KPAM+0.1%JT-888+0.2%PAC+3%-KZ（河南），混合均勻配成堵漏纖維鉆井液體系，測(cè)量并評(píng)價(jià)堵漏纖維在聚合物鉆井液中的流變性能、濾失性能以及堵漏性能。

承壓堵漏實(shí)驗(yàn)：分別用10目～16目的粗砂和16目～30目的細(xì)砂模擬不同類(lèi)別的漏失地層，分別用裂縫寬為0.5 mm～1.0 mm和1.0 mm～2.0 mm的割縫鋼塊模擬不同類(lèi)別的裂縫性漏失地層。實(shí)驗(yàn)開(kāi)始前先關(guān)閉出口閥門(mén)，將堵漏樣品裝入XAN-FD試驗(yàn)儀后，接著加3.5 MPa壓力，持續(xù)5 min后關(guān)閉氣源，然后打開(kāi)出口閥門(mén)，直至無(wú)液滴流出時(shí)立即讀取壓力值（承壓能力），量取漏失液體（漏失量），做好鉆井液的承壓強(qiáng)度和漏失量數(shù)據(jù)的記錄。

2 實(shí)驗(yàn)研究

從表1的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得，對(duì)于小孔隙漏失性砂巖地層（16目～30目），三種實(shí)驗(yàn)堵漏纖維都表現(xiàn)出良好的堵漏作用：堵漏纖維的濃度不斷增加，漏失量明顯減少，承壓強(qiáng)度逐步提高；相比而言，堵漏纖維HQW-1的承壓堵漏效果介于另兩者之間。

表1 模擬砂層下堵漏纖維的堵漏性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果（16目～30目）

表2 模擬砂層下堵漏纖維的堵漏性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果（10目～16目）

從表2可得，對(duì)于大孔隙嚴(yán)重漏失性砂巖地層（10目～16目），堵漏纖維HQW-1的堵漏效果接近表現(xiàn)最突出的堵漏纖維XWR，漏失量下降幅度大，承壓能力高，而堵漏纖維SMR在大孔隙漏失地層失效，表明堵漏纖維HQW-1形成較好的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，可以有效的封堵大孔隙漏失嚴(yán)重的地層。

表3 模擬裂縫下堵漏纖維的堵漏性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果（0.5 mm～1.0 mm）

表4 HQW-1與其他堵漏纖維復(fù)配的堵漏性能對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果

從表3的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可得：堵漏纖維SMR對(duì)裂縫性漏失地層（0.5 mm～1.0 mm）無(wú)堵漏作用，堵漏纖維XWR在較高的濃度時(shí)才表現(xiàn)出比較一般的堵漏作用，但堵漏纖維HQW-1在加量為2.0%時(shí)就表現(xiàn)出最佳的堵漏效果和承壓性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果還表明，在配制鉆井液過(guò)程中，為了確保堵漏纖維能夠充分分散和伸展，應(yīng)合理選擇堵漏纖維的加量，過(guò)大時(shí)產(chǎn)生的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)質(zhì)量反而不高，不利于地層堵漏。

從表4的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得，當(dāng)堵漏纖維HQW-1與XWR復(fù)配后，對(duì)漏失地層的堵漏能力有了進(jìn)一步的改善；相比之下，1.0%XWR和2.0%HQW-1的配伍性表現(xiàn)更好，形成的網(wǎng)架結(jié)構(gòu)更加合理，所以漏失量控制在了10 mL以下，承壓強(qiáng)度達(dá)到了2.5 MPa。

3 結(jié)論

（1）堵漏纖維HQW-1來(lái)源廣、成本低、能夠在鉆井液中有效的分散伸展，形成較高質(zhì)量的空間網(wǎng)架結(jié)構(gòu)，表現(xiàn)出良好的堵漏性能，能夠適用于不同類(lèi)型的漏失地層。

（2）堵漏纖維HQW-1加入到鉆井液中可以提高體系的承壓堵漏能力，2.0%的HQW-1加量在大孔隙模擬砂層（10目～16目）中漏失量降低至40 mL以下，在模擬裂縫性漏失層（0.5 mm～1.0 mm）中堵漏效果明顯突出，漏失量降低至5 mL以下，明顯優(yōu)于其他堵漏纖維。

（3）堵漏纖維HQW-1與XWR復(fù)配后，配伍性表現(xiàn)良好，其堵漏性能進(jìn)一步提高，尤其表現(xiàn)在大孔隙模擬砂層中（10目～16目），可將漏失量降低至10 mL以下。