常见钻井液封堵技术综述

【摘要】深井钻探中因地层复杂极易造成孔壁失稳，必须使用具有封堵性能的钻井液提高地层承压能力以保护孔壁稳定。本文介绍了现今国内施工中三种常用钻井液封堵技术的特点与性能，希望以此更好指导实践，提高钻进效率。

【关键词】封堵技术 桥接材料 屏蔽暂堵 低渗透成膜

随着资源勘探开发的纵深发展，我国深井钻探的数量逐年增加，然而深部钻探所钻遇地层更加复杂多样，因此更易发生井壁不稳定问题。

为了控制井壁失稳，提高钻探效率，必须提高地层的承压能力，影响地层承压能力的因素很多，主要有地层本身性质（内因）和钻井、封堵工艺水平（外因）两个方面的影响。前者包括地层岩性，胶结程度，裂缝发育方式、开度、宽度，地层温度，近井壁岩石水化程度等；后者则包括钻井液性质、种类、封堵剂组成，所使用的封堵工艺以及相应的钻井参数、工艺等。然而，钻探时地层压力本身往往具有不确定性和不可控性，而钻井液的封堵性能则可以根据实际进行调控，所以钻井液的封堵性能往往决定着提高地层承压能力的高低。

1 桥接材料封堵技术

桥接封堵就是通过不同配比将不同形状和级配的惰性材料，混合加入到钻井液中，随着钻进液循环而封堵漏失层的方法。

此种封堵方法较为传统，但实际施工时却得到广泛应用，主要原因在于此种封堵方法不仅可以有效解决井内孔隙和裂缝造成的部分及失返漏失，而且材料具有易买价廉、使用安全、操作方便等优点。

常见桥堵材料根据形状一般分为颗粒状材料、纤维状材料及片状材料三种类型（具体情况见表1），他们级配和浓度应根据井内漏失层性质及严重程度进行合理选择。堵漏时钻井液中添加桥接材料的含量一般为4%～6%，且上述三种材料在施工时常用的混合复配比例为2∶1∶1，并且应尽可能使大于桥堵缝隙尺寸的惰性材料含量不低于5%；此外需要注意的是如果使用过程中常用尺寸的桥接材料堵漏不成功，应根据情况及时换用更大尺寸的颗粒并增大使用比例。

采用桥接封堵的施工方法有两种，即挤压法和循环法。施工前应准确地确定漏层位置，钻具尽量下光钻杆，钻头不带喷嘴（不然应选择合适的桥接材料的尺寸，以避堵塞钻头水眼）；钻具一般应下在漏层的顶部，个别情况可下在漏层中部，严禁下过漏层施工，以防卡钻。施工时要严格按照施工步骤进行。封堵成功后，应立即使用振动筛筛除井浆中的堵漏材料。特别要提出的是，对于在试压过程中出现的井漏，由于漏失井段长、位置不清楚，采用大量桥浆（通常为40～60m3）覆盖整个裸眼井筒的封堵方法，经常可取得成功。

但是，在使用过程中桥接类封堵材料仍然存在以下3点主要问题：

因纤维类封堵材料在井壁无法形成有效低渗阻挡层，故其在微裂缝上搭桥时不具备阻止钻井液侵入和防止井眼失稳的能力；

在渗透地层利用不同尺寸和级配的封堵材料形成泥饼屏蔽层的条件是要具有足够的瞬时滤失。但实际情况是由于井内微裂隙的瞬时滤失过低，致使封堵材料很难形成保护性泥饼；

片状云母类材料使用时通常需要在高浓度快速作用才可以在裂隙处搭桥，发挥封堵作用。但是此种材料在钻井液中浓度的增加会使钻井液循环当量密度也随之增加，导致井底压力进一步提高，最终可能加剧滤失或漏失；

部分桥接材料在使用时因条件限制达不到最好功效，如沥青，其使用时温度必须达到软化点温度以上方可发挥最强封堵作用，但实际施工中绝大多数地层都达不到这个温度。

2 屏蔽暂堵技术

钻井液中起主要暂堵作用的惰性材料称之为屏蔽暂堵剂。屏蔽暂堵技术就是将钻井液中加入屏蔽暂堵剂利用井内钻井液液柱压力与地层液柱压力之间形成的压差压人地层孔喉，并在短时间内形成渗透率接近零的暂堵带技术。

屏蔽暂堵带主要具有以下两方面功能：一是能够有效使地层避免固井水泥浆的污染，二是降低钻井液对地层浸泡时间，降低钻井液污染，进而起到保护作用。

一般来说，暂堵颗粒由起桥堵效的刚性颗粒和起充填作用的粒子及软化粒子组成。在各种处理剂材料中，各种粒度碳酸钙是常用的刚性粒子；沥青、石蜡和油溶性树脂等是常用软化粒子。

引起压差卡钻的主要原因是钻井液在滤失过程中形成的泥饼较厚，泥饼与钻杆的接触面积较大，进而增加了卡钻的概率。但使用低渗透钻井液时，由于其能够在井壁上迅速形成一层低渗透薄膜，相较于传统钻井液而言可以大幅度降低滤失量，所以压差不会传递到地层，从而有效避免了卡钻问题的发生。

（4）防止钻井液漏失

超低渗透钻井液含有气泡和泡沫，这些气泡和泡沫可使过平衡压力降到最低，并且气泡和泡沫可桥塞各种孔径的喉道，阻止钻井液的渗漏，防止地层层理裂隙的扩大和井下复杂情况的发生。

4 结语

桥接材料封堵、屏蔽暂堵以及低渗透成膜封堵是现阶段国内施工实践中主要应用的三种封堵技术手段，其中桥接材料封堵及屏蔽暂堵技术因材料价格低廉、易购买等因素而在实际生产中得到广泛应用，低渗透成膜封堵也因适用地层范围广、封堵性能出色而得到越来越多的研究与关注，发展潜力巨大。所以在施工生产中我们应结合施工实际对封堵剂进行综合考量和使用，争取达到经济效益最大化。

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