钻井液漏失判定及评价技术研究 

李勇 丁郑军 谷卫

摘要：在煤层气钻井作业中，煤层裂缝、地层渗透性大、钻井液性能不良等因素均会造成钻井液漏失。准确的判定方式对预防钻井液漏失具有重要作用，对作业区块的地层特征进行判别，结合作业经验与相关成果明确预防方向、判定漏失原因，为煤层气钻井作业的顺利开展提供支持。

关键词：煤层气作业；钻井液漏失；堵漏

引言：山西省晋城市沁水县潘河煤层气工程PH76-02BX2井深度为651.00m，该井于2023年3月11日17:00开钻，2023年3月14日6:25发生漏失，平均漏速为12.6m3/h，漏失期间井口泥浆返出量显著减少。井队长现场查看情况，司钻控制钻速稳定不变，并随时准备起钻。泥浆大班不断调整比例，将复合、随钻、高粘、纤维素、锯末等材料加入钻井液中提高粘度，以实现对漏速的控制。截至2023年3月1日9:00，该井井口的泥浆返出量恢复正常，累计漏失量45.0m3。

1钻井液漏失层特征判定

按照由老至新的顺序对潘河区块地层时代进行分析，在此基础上按照底界深度、厚度分析地层分层。根据不同的地层时代、地层分层，配合文献查阅与经验总结，提出相应的预防方向。表1所示为潘河区块煤层气井地层特征数据。

表1 潘河区块煤层气井地层特征数据

地层时代/代号	界	系	统
Q	新生界	第四系	更新统
P2sh	上古生界	二叠系	上统
P2s
P1x			下统
P1s
C3t		石炭系	上统
C2b			中统
O2f		奥陶系	下统

续表：

地层时代/代号/地界分层（m）	底界深度	厚度	预防方向
Q	20 ～45	20 ～45	防垮、防漏
P2sh	450 ～550	430 ～515	防垮、防漏 防污染
P2s	850 ～980	400 ～430
P1x	950 ～1120	100 ～140
P1s	1100 ～1200	80 ～150
C3t	1170 ～1260	60 ～70
C2b	1220 ～1280	20 ～50
O2f	1250 ～1360	30 ～80

潘河区块钻井液漏失高发位置为400m处，压力诱导性漏失是主要的漏失形式，漏失初期的速度约为1.5m3/h，伴随时间的推移漏失速度会上升至5.2m3/h，最高漏失速度可达到16m3/h。

2钻井液漏失评价技术

本次钻井液漏失处理工作中，使用的堵漏剂为YDL系列新型承压堵漏剂。为进一步分析该系列堵漏剂性能，本次研究中通过实验对堵漏剂的温敏效应、承压强度进行评价。

2.1沙床堵漏实验

通过该实验测定不同压强差条件下YDL系列复合堵漏剂对钻井液漏失量的影响。控制实验温度恒为180℃、搅拌速度恒温150r/min。将油水比为4：1、体积分数为6%沙土油基泥浆分别与5%YDL-1、5%YDL-2、5%YDL-3、5%YDL-4 混合制备堵漏浆，随后在反应釜中加入平均粒径为0.675mm的沙子500g形成沙床，铺平沙床后导入堵漏浆，观察压力计数值变化控制压强差，对30min内的漏失量进行计算。结果显示，不同型号的YDL堵漏剂均可承受≥10MPa的压力，其中使用YDL-4制备的堵漏浆获得的堵漏效果最为突出，可在180℃、20MPa环境下实现有效堵漏。

2.2动态缝隙柱堵漏实验

组织动态缝隙柱堵漏实验进一步验证YDL-4堵漏剂对不同宽度裂缝堵漏的效果。将SES油基泥浆与体积分数为5%的YDL-4混合制备堵漏浆。在反应釜中模拟制备宽度依次为 0.5mm、1.0mm、1.5mm、2.0mm、2.5mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm的缝隙柱，将堵漏浆倒入反应釜中，随后封闭反应釜。调整温度至恒定180℃、调整转速至恒定150r/min、逐渐升压至20MPa，控制实验时间为15min[1]。关闭加热、加压装置，直至反应釜冷却至室温后打开反应釜观察实验效果。根据反应釜内的实验效果可发现，不同宽度的缝隙柱均得到一定的堵漏，且不同宽度的缝隙具有的渗漏量存在差异，其中宽度为3.5mm的缝隙具有最大漏失量83mm3。图1所示为不同宽度缝隙柱的漏失量。

图1 不同宽度缝隙柱的漏失量

根据沙床堵漏实验、动态缝隙柱堵漏实验的结果，可以发现YDL系列复合堵漏剂与体积分数为6%沙土油基泥浆混合制备的堵漏泥浆具备相对理想的堵漏性能。

结束语

沁水县潘河区块煤层气钻井作业，结合本区块的地层特征组织与钻井作业实际情况，开展小规模的堵漏剂性能试验，实现对煤层气堵漏效果的量化分析，控制钻井液漏失、提升煤层气钻井稳定性。

参考文献

[1]郑鹏宇,向刚,赵凌云.向斜煤层气井表层岩溶地层空气钻井技术适应性研究[J].山东煤炭科技,2023,41(09):183-185.

[2]贾佳,谭章龙,王鹏等.沁水盆地煤层气二开水平井钻井关键技术[J].天然气技术与经济,2023,17(04):34-39+50.