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在石油與天然氣鉆井工程中,地層漏失是危及安全、拖慢進(jìn)度、抬高成本的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。面對(duì)地層中錯(cuò)綜復(fù)雜的裂縫、孔隙與溶洞,堵漏液堵漏 技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生,其核心使命便是在漏失通道中快速形成致密封堵隔層,實(shí)現(xiàn) 有效封堵,恢復(fù)鉆井液循環(huán),保障鉆井作業(yè)安全。然而,如何科學(xué)、精準(zhǔn)、定量地 評(píng)價(jià)堵漏液堵漏效果,一直是行業(yè)內(nèi)的研究重點(diǎn)與難點(diǎn)。近年來(lái),低場(chǎng)核磁共振技術(shù) 的引入,為這一領(lǐng)域帶來(lái)了顛-覆性的突破,實(shí)現(xiàn)了從“宏觀推測(cè)"到“微觀洞察"的跨越。
鉆井過(guò)程中,當(dāng)鉆遇壓力薄弱或天然發(fā)育漏失通道的地層時(shí),鉆井液會(huì)大量漏失進(jìn)入地層,導(dǎo)致井筒液柱壓力下降,極易引發(fā)井壁坍塌、卡鉆甚至井噴等災(zāi)難性事故。堵漏液堵漏 正是針對(duì)這一問(wèn)題的專項(xiàng)技術(shù)。堵漏液是一種由剛性顆粒、柔性顆粒、纖維及化學(xué)固結(jié)劑等組成的特殊工作液,其通過(guò)“架橋-填充-加固"的協(xié)同作用,在漏失通道入口及內(nèi)部形成低滲透、高強(qiáng)度的封堵層。
一個(gè)成功的堵漏作業(yè),必須滿足幾個(gè)關(guān)鍵性能指標(biāo):
封堵強(qiáng)度:指封堵層能承受的最大井筒壓力與地層壓力之差。根據(jù)API標(biāo)準(zhǔn),通常在模擬裂縫中測(cè)試,其承壓能力需≥7 MPa,以確保在后續(xù)鉆井或起下鉆作業(yè)中封堵層不被破壞。
滲透率恢復(fù)率:對(duì)于儲(chǔ)層段,堵漏作業(yè)不僅要堵得住,還要盡可能減少對(duì)儲(chǔ)層的傷害。滲透率恢復(fù)率指堵漏后巖心滲透率的保留程度,理想目標(biāo)應(yīng)大于90%,以最大限度保障油氣產(chǎn)能。
返排解堵性:為避免永-久性儲(chǔ)層傷害,理想的堵漏液應(yīng)具備可解除性。通過(guò)酸溶或酶解等方式,能將封堵層大部分溶解,恢復(fù)通道流動(dòng)性。
耐溫性:在深井、超深井中,高溫環(huán)境會(huì)影響堵漏劑材料的性能。要求在高溫(如150°C)下老化數(shù)十甚至上百小時(shí)后,其封堵強(qiáng)度與穩(wěn)定性依然達(dá)標(biāo)。
傳統(tǒng)的評(píng)價(jià)方法雖能提供部分宏觀數(shù)據(jù),但往往存在破壞性強(qiáng)、信息維度單一、無(wú)法可視化等局限。
低場(chǎng)核磁共振技術(shù)的原理:
低場(chǎng)核磁共振技術(shù) 是一種基于原子核(如氫核)在外加磁場(chǎng)中的弛豫特性來(lái)探測(cè)物質(zhì)內(nèi)部結(jié)構(gòu)信息的新型無(wú)損檢測(cè)技術(shù)。其基本原理是:流體(如水、油)中的氫核在磁場(chǎng)中被極化,通過(guò)施加特定頻率的射頻脈沖,使其發(fā)生能級(jí)躍遷,隨后撤去脈沖,氫核會(huì)釋放能量并恢復(fù)到初始平衡狀態(tài),這一過(guò)程稱為“弛豫"。巖石孔隙中的流體,因其與孔隙表面的相互作用強(qiáng)弱不同,會(huì)表現(xiàn)出不同的弛豫時(shí)間(T2譜)。
短弛豫時(shí)間(T2):對(duì)應(yīng)小孔隙或與固體表面緊密結(jié)合的束縛流體。
長(zhǎng)弛豫時(shí)間(T2):對(duì)應(yīng)大孔隙或裂縫中的可動(dòng)流體。
通過(guò)分析T2譜的分布與幅度變化,可以精確、定量地獲取巖心或人造裂縫模型中孔隙度、孔徑分布、流體飽和度及流體運(yùn)移等信息。
應(yīng)用案例:


與傳統(tǒng)檢測(cè)方法相比,低場(chǎng)核磁共振技術(shù)具有顯著優(yōu)勢(shì):
無(wú)損檢測(cè):無(wú)需破壞巖心樣品,可對(duì)同一塊巖心進(jìn)行堵前、堵中、堵后的全程動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),數(shù)據(jù)可比性強(qiáng)。
可視化與定量化:能夠直觀地“看到"孔隙中流體分布的變化,精確量化不同尺寸孔隙在堵漏過(guò)程中的貢獻(xiàn)。
動(dòng)態(tài)過(guò)程分析:傳統(tǒng)方法只能給出“終點(diǎn)"數(shù)據(jù),而核磁共振可以實(shí)時(shí)追蹤堵漏劑的運(yùn)移、滯留、封堵層形成以及解堵劑作用的完整動(dòng)態(tài)過(guò)程。
在追求更高效、更智能鉆井技術(shù)的今天,堵漏液堵漏 技術(shù)的重要性不言而喻。而低場(chǎng)核磁共振技術(shù) 作為一種強(qiáng)大的分析工具,憑借其無(wú)損、定量和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的獨(dú)特能力,正在成為堵漏液堵漏效果評(píng)價(jià) 領(lǐng)域的黃金標(biāo)準(zhǔn)。它將封堵過(guò)程從“黑箱"變?yōu)椤鞍紫?,推動(dòng)堵漏材料從經(jīng)驗(yàn)型設(shè)計(jì)邁向科學(xué)化、精準(zhǔn)化設(shè)計(jì),最終為保障鉆井安全、保護(hù)油氣儲(chǔ)層、提高采收率做出了不可替代的貢獻(xiàn)。