本文選題：井漏 + 裂縫性漏失地層�。� 參考：《西南石油大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：井漏是石油行業(yè)非常嚴(yán)重的問題之一。井漏一旦發(fā)生,輕則影響鉆井時(shí)間,堵漏耗費(fèi)大量人力物力,重則引發(fā)一系列連鎖反應(yīng),最終可能導(dǎo)致安全事故,而裂縫性漏失則是井漏中影響最深遠(yuǎn),后果最嚴(yán)重,后期反復(fù)漏失的情況也更加普遍的一種。因此開展裂縫性漏失地層的研究,控制甚至解決漏失問題勢(shì)在必行。論文首先在分析影響裂縫性地層漏失內(nèi)外因的基礎(chǔ)上,得出了"以堵為防"的結(jié)論。針對(duì)目前裂縫性地層堵漏技術(shù)的不足,要實(shí)現(xiàn)漏層裂縫的封堵,工作液必須具有物理封堵、滯留漏層裂縫以及固化膠結(jié)裂縫這三個(gè)功能。并根據(jù)這三個(gè)功能提出了工作液應(yīng)具有受鉆井液污染少,能形成有效橋塞,泵送過程容易流動(dòng)、施工結(jié)束停泵一段時(shí)間后不易流動(dòng),以及固化膠結(jié)裂縫這四個(gè)特點(diǎn)。接著根據(jù)工作液的特點(diǎn),研究了可固化堵漏工作液的堵漏機(jī)理。借鑒橋塞堵漏,根據(jù)裂縫寬度的不同,形成了工作液的物理封堵裂縫機(jī)理,并選用了兩種橋塞堵漏材料,使得工作液對(duì)于1-2mm的裂縫能承壓6MPa以上。研究了工作液滯留裂縫的機(jī)理(強(qiáng)觸變性),并選用了觸變劑,使得工作液擁有非常強(qiáng)的滯留能力。采用礦渣+硅藻土的固化劑組合賦予了工作液固化膠結(jié)裂縫的能力,并使用TG、水化熱、XRD、SEM以及EDS等測(cè)試手段,研究清楚了工作液的固化機(jī)理;研究表明工作液固化體主要成分為層狀堆疊的棒狀Ⅰ型C-S-H(水化硅酸鈣),其中有部分Si4+被Al3+取代。然后根據(jù)工作液性能穩(wěn)定的需要,又選用了懸浮穩(wěn)定劑、加重劑和分散劑,并以工作液的常溫流動(dòng)度、密度和固化體的抗壓強(qiáng)度為研究對(duì)象,通過不同條件下三者的差異,優(yōu)選出一套符合設(shè)計(jì)特點(diǎn)的密度1.3g/cm3-2.1g/cm3的可固化堵漏工作液。最后對(duì)工作液的各項(xiàng)工程性能進(jìn)行了評(píng)價(jià)。工作液的稠化時(shí)間均≥360min,能夠適合大多數(shù)堵漏施工情況。通過鉆井液污染實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),鉆井液會(huì)降低工作液的常溫流動(dòng)度和抗壓強(qiáng)度,同時(shí)也會(huì)延長(zhǎng)工作液的固化時(shí)間,但能通過激活劑的用量進(jìn)行調(diào)整。通過高溫高壓漏失地層模擬封堵測(cè)試裝置,對(duì)工作液固化后實(shí)際承壓能力進(jìn)行了評(píng)價(jià),結(jié)果表明1.5 g/cm3密度工作液2d有7.8MPa的實(shí)際承壓能力,且實(shí)際承壓能力與抗壓強(qiáng)度呈正相關(guān)。再結(jié)合1d、2d和7d的抗壓強(qiáng)度對(duì)長(zhǎng)期承壓能力進(jìn)行了評(píng)價(jià),結(jié)果表明工作液固化后的強(qiáng)度隨著時(shí)間的增加會(huì)不斷提高,其長(zhǎng)期承壓能力能夠得到保證。論文的研究成果既為后來的研究者提供了理論參考,又為堵漏施工的成功和地層長(zhǎng)期承壓能力提供了保障,對(duì)有效控制甚至解決裂縫性地層漏失問題具有深遠(yuǎn)的意義。
[Abstract]:Well leakage is one of the most serious problems in the oil industry. Once the well leakage occurs, the light will affect the drilling time, the plugging will cost a lot of manpower and material resources, and the heavy will lead to a series of chain reactions, which may eventually lead to safety accidents. However, the fractured leakage is the most far-reaching impact and the most serious consequence in the well leakage. Late repeated leakage is also more common. Therefore, it is imperative to study, control and even solve the problem of fractured loss strata. Firstly, based on the analysis of internal and external causes of fractured formation leakage, the conclusion of "taking plugging as precaution" is obtained. In view of the deficiency of the current fractured formation plugging technology, the working fluid must have three functions of physical plugging, residual leakage layer fracture and solidified cemented fracture in order to realize the sealing of the leakage layer fracture. According to these three functions, it is suggested that the working fluid should be less polluted by drilling fluid, can form effective bridge plug, easy to flow in pumping process, difficult to flow after the end of construction, and solidified the cementation crack. Then, according to the characteristics of the working fluid, the plugging mechanism of the solidifiable working fluid is studied. Based on the leakage plugging of bridge plug, the physical sealing mechanism of working fluid is formed according to the difference of crack width, and two kinds of bridge plug plugging materials are selected. The working fluid can bear the pressure above 6 MPA for the fracture of 1-2mm. The mechanism of the working fluid retention crack (strong thixotropy) is studied and the thixotropic agent is selected to make the working fluid have a very strong retention capacity. The curing agent combination of slag diatomite was used to give the working liquid the ability to solidify the cementation crack, and the curing mechanism of the working liquid was studied by means of TG, XRDX SEM and EDS. The results show that the main composition of the working liquid solidified body is a layered stacked rod-like C-S-H (calcium silicate hydrate) in which part of Si4 is replaced by Al3. Then according to the need of stable performance of working fluid, suspension stabilizer, weight agent and dispersant are selected, and the fluidity at room temperature, density and compressive strength of solidified liquid are taken as the research objects. A set of solidifiable working fluid with density 1.3g/cm3-2.1g/cm3 suitable for design characteristics was selected. Finally, the engineering performance of the working fluid is evaluated. The thickening time of the working fluid is more than 360 min, which is suitable for most construction conditions. It is found that the drilling fluid can reduce the fluidity and compressive strength of the working fluid at room temperature and prolong the curing time of the working fluid, but it can be adjusted by the amount of activator. The actual pressure bearing capacity of the working fluid after solidification was evaluated by using the high temperature and high pressure leakage formation simulation plugging test device. The results show that the working fluid with 1.5 g/cm3 density has an actual pressure bearing capacity of 7.8 MPA for 2 days, and the actual pressure bearing capacity is positively related to the compressive strength. Combined with the compressive strength of 1 d ~ 2 d and 7 d, the long-term compressive capacity was evaluated. The results show that the strength of the working liquid after solidification increases with time, and the long-term compressive capacity can be guaranteed. The research results not only provide a theoretical reference for the later researchers, but also provide a guarantee for the success of the plugging construction and the long-term bearing capacity of the formation. It is of far-reaching significance to effectively control and even solve the problem of fractured formation leakage.
【學(xué)位授予單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE28

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本文編號(hào)：2082710