微泡钻井液防漏堵漏机理及应用研究

来源 :中国地质大学(北京) | 被引量 : 0次 | 上传用户:florrie79
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可循环微泡沫钻井液体系是近年来国内外最新研究的一种新型低密度钻井液体系,不需要空气压缩设备,可以反复循环使用,其使用成本比传统的泡沫钻井液大幅度降低。微泡沫钻井液的主要用途是在低压易漏地层作为防漏堵漏工作液,微泡钻井液防漏堵漏的作用首先在钻井实践中得到证实,其作用机理研究则相对滞后。本文从理论方面结合国内外最新研究分析了微泡沫钻井液的防漏堵漏原理,在室内分别模拟研究了微泡钻井液在孔隙型和裂缝型地层中的防漏堵漏效果,同时在现场进一步推广试验中表明微泡沫钻井液为解决固体矿产开发中的低压易漏地层的井漏问题提供了切实可行的办法,也为欠平衡钻井和近平衡钻井提供了新的钻井液体系。   本文首先在理论上分析了孔隙型和裂缝型地层的特点以及微泡钻井液的防漏堵漏机理。微泡钻井液独特的性能有利于阻止滤液进入地层。其机理如下:较低的静液柱压力和当量循环密度;微泡与基液的相对运动产生气泡流对地层有封堵的作用;微泡的疏水屏蔽作用;微泡沫独特的低剪流变特性;微泡钻井液中的几种成分相互胶联,形成微胶,有利于降低滤失量;刚性颗粒与柔性纤维的相互配合的架桥效应。   本文在室内利用常规的API失水仪和钻井用桥接堵漏材料实验仪QD-2型在室内对微泡钻井液、柔性堵漏材料和刚性堵漏材料进行了评价。采用砂石充填的模拟漏层和缝隙实验方法,研究了微泡沫钻井液防漏堵漏作用效果,结果表明:1)对40-120目砂子构成的孔隙通道,常规微泡钻井液有良好的堵漏作用;2)对于10-30目砂石构成的孔隙通道,微泡钻井液需要与柔性的纤维状堵漏材料协同作用堵漏效果较好;3)对于≥1mm缝隙的裂隙型地层,微泡钻井液、柔性的纤维材料和刚性的颗粒一起作用能起到很好的堵漏效果。   本文结合室内研究,在现场的孔隙型和裂缝型地层分别进行试验,试验结果表明,对付孔隙型地层和裂缝型地层,微泡钻井液都有良好的防漏堵漏作用。且在孔隙型地层中,微泡钻井液更能发挥其优势。
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