常用惰性堵漏材料堵漏效果及综合效应研究

论文摘要

井漏是钻井过程中普遍会遇到的问题。它不仅会延误钻井作业时间,延长钻井周期,耗费大量堵漏材料,还会引起卡钻、井喷、井塌等一系列复杂情况。如果漏失较为严重,甚至还会导致钻孔报废,造成巨大的经济损失。因此,井漏的防治一直是近年来钻探领域较为关注的问题。井漏的治理中,堵漏材料是必不可少的物质,其中惰性堵漏材料因为具有来源广泛、价格经济、无毒无污染等优点而应用较多。但在实际堵漏过程中,由于对漏失层情况判断不准确以及缺乏相应的理论知识,对惰性堵漏材料的使用并不合理,导致惰性堵漏材料的堵漏效果并不理想。针对惰性堵漏材料堵漏效果不理想的这一问题,选择市场上常用的几种惰性堵漏材料,采用DS-2型堵漏试验装置,以比重1.05的膨润土基浆为介质,使用不同宽度的黄铜缝板模拟裂缝性地层、不同直径的不锈钢弹子堆积模拟孔洞性地层,首先对材料的单一堵漏效果进行了评价,优选出了对裂缝性地层具有较好堵漏效果的材料和对孔洞性地层具有较好堵漏效果的材料。然后在此基础上,对堵漏材料单独使用进行堵漏时的尺寸效应以及加量对堵漏效果的影响进行了研究,探讨了具有不同粒径的材料在不同级配下对堵漏效果的影响。取得了一些具有实际意义的结论。在单一堵漏试验的基础上,采用同样的方法,对不同惰性堵漏材料两两复合时的堵漏效果进行了评价,并与材料在单一堵漏条件下的堵漏效果进行了对比。分别探讨了材料在不同的复配条件下对裂缝性地层、孔洞性地层堵漏效果的影响。分析了各种材料在复合堵漏条件下相互作用的机理以及堵漏成功和失败的原因。在此基础上进行了三种材料的复合堵漏试验,优选出了具有最佳堵漏效果的堵漏配方。并与单一材料堵漏效果及两种材料的复合堵漏效果进行了对比。分析了各种材料在复合堵漏中起到的作用,以及对封堵效果造成的影响。并对堵漏模拟试验存在的不足进行了探讨,指出了存在的问题。在不同堵漏材料单一堵漏以及复合堵漏试验的基础上,将惰性堵漏材料按优选出的加量分别与吸水膨胀性堵漏材料（DIAMOND SEAL聚合物、海带）和DTR高失水堵漏材料进行复合了堵漏,同样采用DS-2型堵漏试验装置对其堵漏效果进行了评价。分析了惰性堵漏材料分别与DIAMOND SEAL聚合物、海带、DTR高失水堵漏剂复合后对裂缝以及孔洞封堵成功或失败的原因,探讨了DIAMOND SEAL聚合物、海带、DTR高失水堵漏剂在堵漏中起到的作用。同时对DTR高失水堵漏剂对泥浆性能造成的影响进行了研究,并对试验存在的不足进行了探讨,对下一步的研究工作提出了相关的建议。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 选题依据及研究意义
• 1.2 国内外惰性堵漏材料研究现状
• 1.2.1 国外研究现状
• 1.2.2 国内研究现状
• 1.3 论文研究内容、思路方法和技术路线
• 1.3.1 主要研究内容
• 1.3.2 思路方法和技术路线
• 第2章 钻孔漏失的相关理论问题
• 2.1 钻孔漏失的原因及规律
• 2.2 漏失通道的分类及特点
• 2.2.1 裂缝性漏失地层
• 2.2.2 孔隙性漏失地层
• 2.2.3 溶洞性漏失地层
• 2.3 冲洗液在岩层中的渗漏流动特性
• 2.3.1 液体在孔隙性岩层中的渗漏
• 2.3.2 液体在裂缝性岩层中的渗漏
• 2.3.3 B.и.米谢维奇的漏失方程
• 2.4 漏失的影响因素
• 2.4.1 影响漏失压力的因素
• 2.4.2 影响地层破裂压力的因素
• 2.4.3 影响动压力的因素
• 2.5 常用的漏失层确定方法
• 2.5.1 通过观察钻进情况判断
• 2.5.2 动液压测试法
• 2.5.3 物探仪器测试法
• 2.5.4 通过测漏仪测量
• 2.6 漏失的防治
• 2.6.1 钻孔漏失的预防
• 2.6.2 钻孔漏失的治理
• 第3章 地质钻探中常用堵漏材料及其堵漏机理
• 3.1 惰性堵漏材料及其堵漏机理
• 3.1.1 惰性堵漏材料的分类
• 3.1.2 惰性堵漏材料的堵漏机理分析
• 3.2 高失水堵漏材料
• 3.3 化学堵漏材料
• 3.3.1 凝胶类堵漏材料
• 3.3.2 树脂类堵漏材料
• 3.3.3 膨胀聚合物堵漏
• 3.4 无机胶凝材料
• 3.5 复合堵漏材料
• 第4章 常用惰性堵漏材料的封堵特性评价
• 4.1 材料的选取
• 4.2 堵漏效果评价方法
• 4.2.1 试验仪器
• 4.2.2 试验方法
• 4.3 单一材料堵漏效果评价
• 4.3.1 各种材料的堵漏效果评价
• 4.3.2 材料尺寸及级配对堵漏效果的影响
• 4.3.3 材料加量对堵漏效果的影响
• 4.4 惰性堵漏材料综合效应研究
• 4.4.1 惰性堵漏材料复合堵漏机理
• 4.4.2 两种材料复合堵漏效果评价
• 4.4.3 三种材料复合堵漏效果评价
• 4.5 试验存在的不足
• 4.6 本章小结
• 第5章 惰性堵漏材料与其他堵漏材料的复合使用
• 5.1 惰性堵漏材料存在的问题
• 5.2 惰性堵漏材料与其他堵漏材料的复合使用
• 5.2.1 材料的选择
• 5.2.2 惰性堵漏材料与吸水膨胀材料的复合堵漏评价
• 5.2.3 惰性堵漏材料与高失水堵漏材料的复合堵漏评价
• 5.3 存在的问题及建议
• 5.3.1 存在的问题
• 5.3.2 下一步工作建议
• 5.4 本章小结
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间取得学术成果