概述

不言而喻，全部漏失几乎总是用补救程序及技术来处理。油基钻井液漏失超过30桶/小时，水基钻井液漏失超过100桶/小时，被认为是严重漏失。首先要判断漏失情况。非常重要的是确定为什么漏失和漏失的地方以及地层类型和深度。如果无法确定漏失的深度，应该得到一种漏失测量资料或录井组图。

诸如测量和诊断的附加费用在整口井的费用中容易被认为是正当的支出。只需堵一次就成功当然是最佳的，这可以减少反复试验可能产生的成本。从一些间接的证据中通常可以获得一些资料。例如，如果在钻井液密度不变化的正常压力地层钻进前发生漏失，钻井液差不多无疑地漏失到原来地层就存在的空隙中去了，而钻头刚好钻到这里。如果下钻过程中发生漏失，则可能是由于瞬间的压力激动产生了诱导裂缝。

在停泵之后测定环空中钻井液的液面高度，对判断是否漏失也是有用的。如果已经知道那里的地层孔隙压力和破裂压力梯度时，采用这种方法尤其正确。测定钻井液的环空液面高度有几种方法。两种常用的方法是回声测深仪和计量填满环空的泵冲。

另外一种技术说明如下：用公式：D=1/2at2，式中D=距离（英尺），a=32英尺/秒/秒的加速度，t＝时间（秒）。方法：用软粘土做成直径为一英寸的小球。当把小球开始投入井眼时打开秒表，当听到小球落到钻井液液面的声音再按秒表，记时（如果小球下落时撞到井壁上，下落时间会延长）。在图表中，找出水平的时间直线与曲线的合适的截距，向下读取钻井进尺刻度数以便读取井眼中钻井液上部的深度。

通过释放粘土小球确定井眼内钻井液液面深度，纵坐标是时间，横坐标是钻井液液面离井眼顶部的深度。

表0 用投泥球方法测定井眼内钻井液液面深度（英尺）（近似值）

在很浅的层段发生大孔洞漏失处理起来很困难。如果发生这种漏失，则需要大量的堵漏浆进行堵漏，而且需要用非常规的方法。有时候可能堵不住，也可能需要另外的措施。参见41页的盲钻或充气钻井液钻井。

钻遇诸如孔穴型灰岩、砾石床和诱导裂缝之类的小孔洞时发生的漏失，最好是停钻用各种活性堵漏段塞堵漏。根据各自起到的堵塞作用不同，这些堵漏段塞大致分为三类。

活性堵漏材料

活性材料堵漏是用于处理井漏或井涌，恢复循环控制的处理方法，而且已经成功使用多年，它能成功地封堵地下液体的区域或通道，切断流体区域。活性的含意为该段塞被定点挤注到井眼中后，其最终性能将发生很大变化。三种活性段塞的类型分别为：高滤失活性段塞、水化段塞和化学反应型段塞。

高滤失性活性段塞或高滤失堵漏浆

高固相高滤失堵漏浆和“间歇挤堵”方法适用于封堵裂缝或渗透性地层孔道。堵漏浆快速失水所形成的泥饼塞便会对漏失地层的裂缝或小孔洞加以封堵，并且滤饼不是形成在井眼表面，因而不会被钻柱去除。

高固相高滤失堵漏技术的历史记载

卡尔.休贝尔（菲利普斯石油公司）和约翰.克劳克（麦克巴公司）于1956年在得克萨斯州Pampa北部的菲利普斯公司的油井，首次使用了这种含硅藻土的高固相高滤失堵漏挤注技术。1964年钻井特殊化学品公司作为菲利普斯石油公司的分公司，首次提供了商业化的DiasealM®堵漏材料。混合几种成分的一袋产品，只需要简单地混合就能形成堵漏浆。现在，有几家公司稍微改变了一下配方，就变成某种新产品提供给油田。这些变种产品，其配浆和泵入的成本是Diaseal M®堵漏材料浆成本的好几倍，性能与原来的产品相比，只是稍微有所改进而已。

大多数变种产品中加入了石灰。卡尔.休贝尔和约翰.克劳克二人曾经说过，如果有必要可以额外添加一些石灰，所以这样做不是什么新的配方。石灰是很便宜的！除了额外加入石灰之外，后来为了使堵漏浆具有更好的压缩强度，很早以前工业上解决这一问题的方法就是把水泥加到Diaseal M®堵漏材料浆中。参看有关Diaseal M®堵漏材料和水泥方面的资料可获得更详细的信息。在成本方面原始产品和昂贵的仿造产品之间有很大的差别。最近在得克萨斯南部的一口油井用600袋仿造产品采用间歇挤注工艺堵漏，花费了3.9万美元，如果用Diaseal M®堵漏材料零售成本大约为2万美元。Diaseal M®堵漏材料一般的挤注工艺用量为100桶，零售价格大约在为6000～7000美元。

基本上相同的堵漏材料所要考虑的是价格上的差别。加6袋石灰的成本，与几袋纤维是同样的。附录Ⅻ将“Diaseal M®堵漏材料和普通挤注材料”进行了比较。

Diaseal M®堵漏材料的应用

1. 水基和油基钻井液中都能使用；

2. 裸眼井段补救性挤注堵漏；

3. 裸眼井防止漏失挤注；

4. 已下套管的井眼通过挤注该产品以封住孔眼或套管泄漏。

混配工艺要求：

1. 洁净的、单独使用的混合罐或液体钻井液混配设备；

2. 如果要求使用低排量的泵，则需要水泥泵车；

3. 需要加亲油性处理剂以防止加重的油基钻井液的粘度太高；

4. 如果要把堵漏材料加到堵漏浆中，通过开口的管柱泵入。

表1 用淡水或海水配制一桶DiasealM堵漏材料堵漏浆的配方

注：如果用饱和盐水，每桶减少0.6袋重晶石；如果用坚果皮打塞子，每用一袋坚果，上表中的水要减少0.12桶。

注：为了防止产层损害，应该使用抑制性滤液；用海水、盐水或其它高浓度电解质溶液替代淡水。

注：如果有泡沫，要加消泡剂，通常5加仑消泡剂可以处理100桶浆。

注：用赤铁矿可配制密度达到22磅/加仑的Diaseal M®浆（见附录II）。如果重晶石不够用，可以参考附录I，将Diaseal M®的重晶石浆转化为赤铁矿挤注浆。

表2 用基油*制备一桶桶Diaseal M®L堵漏浆的配方

*：由于所用材料变化，应该做先导试验，以确定准确的配方。大约用14ppg Diaseal M LCM-BaSO4-油混合，将开始配出很稠的浆。在这一点上开始加入油润湿剂，它可以瞬时稀释稠浆。当加润湿剂时要缓慢加入0.5～1加仑。千万不要多加。如果加过量会需要加更多的Diaseal M LCM，以使浆变稠起来。要观察浆的状态，为了悬浮重晶石和浆液能够被泵送，要维持浆液足够的浓度，记住你使用的是基油造浆，不是油基钻井液。它们有很大区别。

Diaseal M 堵漏浆混合程序

1. 对于长裸眼井段，需混合二倍的裸眼体积或至少100桶（16m3）浆。理想的堵漏体积应该是足以覆盖所有的潜在漏失地层，以及有过量的体积用于挤注施工。

2. 泵送未加重的Diaseal M堵漏浆，不需要特殊的设备，未加重的堵漏浆能够在清洁的未污染的钻井液池中混合并且能用钻井液泵泵送。为了放置12.0磅/加仑的加重Diaseal M堵漏浆，作业者应考虑用固井公司的混料机和泵车。这样可以更好地控制挤注压力并避免污染。

3. 开始加大约配方液体体积的80%（表1或表2分别为油或者水的），再加入DiasealM堵漏剂、BaSO4，然后再加入剩余的液体，当要求或希望时可再加一些堵漏剂。

4. 如果要配制加重的堵漏浆，则该浆应该加重到和所用的钻井液相同的密度。可以用BaSO4或赤铁矿加重。

5. 根据情况不同可以再加入5～20磅/桶（14～57kg/m3）堵漏材料到浆液中。

6. 如果可能，将堵漏浆敞口放置。配合使用中细堵漏材料避免用太多的纤维材料。如果通过钻头注入，则要避免浆太稠，要使用比钻头喷嘴尺寸小的堵漏材料，以避免堵塞喷嘴。

Diaseal M LCM的配置与挤注程序

注意：如果怀疑地层产生垂直裂缝，那么，最可能的漏失点就刚好在套管鞋下。

1. 下钻到井底，让套管鞋上方的套管内部空着。最好在套管内用钻杆顶替堵漏浆，因为这样确保钻杆不在裸眼段卡钻。如果堵漏浆在裸眼段被顶替，则必须保证钻杆不接近渗透性井段。（详见附录Ⅳ）

2. 以2～3桶/分的泵速泵送堵漏浆，直到堵漏浆达到钻杆的底部。开始间歇挤注之前，检查一下环空。如果不能见到液体，就用灌注管线向井眼内灌注浆液。

3. 关闭环空防喷器，以1磅/分的泵速泵送堵漏浆。直接将Diaseal M堵漏浆泵送到井下的漏失点。如果裸眼已泵入未加重的堵漏浆，再加上20～30桶（3～5方），钻杆中剩余的堵漏浆用于挤注作业。如果用钻井液泵送全部的加重堵漏浆并挤注，可以防止加重的堵漏浆在快速凝固。

4. 关泵2～3小时，使Diaseal M 堵漏浆脱水。然后再开始以0.25～0.5桶/分的速度泵送。当压力达到50psi时，停泵10～15分钟。重复这一步骤，直到能维持50psi压力。然后试图逐步增高压力至25～50psi。用这种间歇挤注方法，每次停泵都有一个压力的释放。然而，每次成功的挤注，压力都应稳定在更高的水平上（详见间歇挤注图表）。

5. 用200～600psi压力挤注，通常被认为是很好的，但是如果已知在那个井段需要更高的钻井液密度，用更高的当量钻井液密度挤压也是可行的。当达到最大的稳定井眼压力时，要关泵4～6小时，以确保堵漏浆脱水。未加重的堵漏浆需停4小时，加重的堵漏浆需要6小时。

6. 停泵等待一段时间之后，需要缓慢从环空泄压，并且把井内剩余的Diaseal M 堵漏浆循环出来。

7. 缓慢下钻到井底，监控指重表，并检查桥堵情况。清洗井底，如果有Diaseal M堵漏段塞就钻穿它。Diaseal M 堵漏浆不像水泥那样坚固，这样侧钻的风险会很小，所有剩余的Diaseal M 堵漏浆都可留在钻井液中，将来作为渗透性漏失的堵漏材料。

间歇挤注堵漏图

如果返出浆不全部是第一次的Diaseal M 堵漏浆，则需配制与第一次体积相等的浆，并重复上述操作步骤（详见附录Ⅹ严重漏失Diaseal M 堵漏浆配方）。这些配方中要加双倍数量的Diaseal M 到浆中。因此，要泵送双倍固相含量的堵漏段塞。

泵送以前Diaseal M堵漏浆的室内实验

油基钻井液

将HTHP滤失仪预热至150℉。将堵漏浆倒入测量杯中，拧紧杯盖并加热至150℉。加压至200psi，并观察堵漏浆对油的驱替。在高温滤失仪上不需要附加下部的滤液收集器。150℉的油可以小心地收集在玻璃杯中。安全提示：为了安全，滤失仪应该用CO2加压，不要用二氧化氮加压烃类油基钻井液，因为那样可能会引起爆炸！所有的油都应该在2～3分钟或更少时间被堵漏浆取代。这将很好地保证准备好的堵漏浆被挤压时从下口流出。从滤失仪中取出泥饼，观察，一旦有堵漏浆，就表明发生了漏失。

水基钻井液

测试很简单；把堵漏浆倒入标准的API滤失仪中，并加压到100psi。应该在1～3 分钟完全排出滤液。从滤失仪中取出泥饼，观察一旦有堵漏浆出现，则发生了漏失（见Diaseal M 堵漏浆泥饼的照片）。

注意：如果全过滤的时间比2～3分慢，然后试验加入1磅/桶石灰，以絮凝粘土，当使用混配灌混合时特别容易出现这种情况。

Diaseal M堵漏浆泥饼图

下节的改进水泥是在水泥中混合了Diaseal M堵漏材料，以便产生更大的抗压强度，这样可能很好地应用于使用油基钻井液的井。

表3 与水泥混合的Diaseal M 挤注作业

在250℉下24小时进行抗压强度实验。如果要求挤注浆具有更高的抗压强度，则需要增加水泥的数量。在泵送之前，服务公司应该在实验室对所有的堵漏浆进行测试。在高温下则要求水泥中加缓凝剂。在较低的温度下（125～175℉），根据堵漏浆中缓凝剂加量的不同，其抗压强度可能比报告的低一些。这些浆的大部分将会沉淀，因此如果要用间歇挤注方法，需要使用某些类型的增稠剂以减轻这种效应。如膨润土就是很好的增稠材料，还可以再加入堵漏材料（LCM）至25磅/桶。推荐使用带搅拌的混料机或混料罐，程序如下：

1、把测量好的水放入混料罐中；

2、边混合边加入Diaseal MLCM，继续搅拌直到段塞被泵入；

3、如果需要就在这时加增稠剂（通常加膨润土）；

4、加入BaSO4；

5、再附加一些另外的堵漏产品；

6、如果需要再加些缓凝剂。

泵送100桶Diaseal MLCM/水泥堵漏浆的推荐程序

1、如果可能，推荐通过敞口的钻杆泵送堵漏浆。如果加入另外的堵漏材料则必须通过敞口的钻杆泵送。

2、方案a：通过钻杆在漏失层之上就地挤注堵漏浆50桶。用这种方法当先前的50桶堵漏浆顶替入漏失层时，钻杆就被堵漏浆清洁了。一旦堵漏浆的前端开始清洁敞口的钻杆或钻头，则要关闭环空开始在堵漏浆进入漏层前挤入50桶钻井液，如果在清洗钻杆之前压力开始增加，打开环空，并且让剩余的堵漏浆注到钻杆周围。然后上提钻杆到剩余浆的上方，再关闭环空并加压，能以3桶/分泵速泵送，直到堵漏浆达到漏失层，然后减缓泵速至1桶/分。

3、方案b：用钻杆在套管鞋处就地挤注，并把钻杆中的堵漏浆清除干净。上提钻杆到堵漏浆的上方。关闭环空，开始以3桶/分的泵速泵送一直到堵漏浆达到漏失层，然后把泵速降至1桶/分。如果顶替堵漏浆到钻柱下部时，井眼中有钻井液，要确保堵漏浆能到达漏失层。

4、如果钻头在漏失层，选择b是比较好的。

5、通常当用Diaseal M LCM时，你将会使用间歇挤注方法。万一使用水泥与Diaseal M LCM混合物，最好是不进行间歇挤注而直接将堵漏浆挤入漏失层。

6、保持挤注压力2～4小时，缓慢地放掉环空压力。

7、不要过多的顶替堵漏浆，顶替后还剩下5桶浆左右比较好。堵漏浆不应该是侧钻的理由，因为它的抗压强度比水泥小得多，然而当下钻到底时要小心操作。

8、这些建议可以调整，以符合实际施工情况。

因为Diaseal M LCM水泥浆中含有水泥，因此不能将它与钻井堵漏材料一起混入到到钻井液中。

如果第一次制备的Diaseal M LCM浆没有全部返出，则要另外配制一份颗粒尺寸大小相等或更大的浆，重复上述程序（也可参见附录Ⅹ适合严重漏失的Diaseal M LCM 返出浆配方）。

另外的Diaseal M LCM挤注堵漏建议

1、如果可能，用敞口钻杆泵送DiasealM 堵漏材料。

2、如果堵漏浆必须通过钻头，建议在地面管线上用比钻头喷咀小的油嘴，这样将防止钻头水眼堵塞，并且外来的物件在地面上容易除去，以避免中断施工。

3、在泵送以前总要测试堵漏浆，以确保滤失量高。

4、不要急于加压挤注。为了挤注成功必须要有耐心并寻找最佳的时机。

5、提前使用加重堵漏浆，不能很早就混合，因为所有的加重浆中由于含有重晶石，静止时间长了都会沉降。如果加重堵漏浆过早地混合，则要混合额外的Diaseal M LCM，以防止时间长了重晶石的沉降。

6、不要让低失水钻井液污染DiasealM LCM堵漏浆。

7、要将所有的混合用管线和水泥搅拌装置清洗干净，以避免剩下的水泥污染。

8、可按如下程序将额外的LCM加入Diaseal M LCM浆中；如果是非加重浆可以敞口加入50磅/桶CaCO3或混合物产品。加重堵漏浆要能够泵送，推荐使用不带喷嘴的钻头泵送。

优点：

1. Diaseal M 堵漏材料（LCM）可以与各种钻井液配伍；

2. 钻井设备能混合并能泵送密度高达12磅/加仑的堵漏浆；

3. 反应不受井下条件的影响；

4. 额外的LCM可以加到堵漏段塞中。

缺点：

1. Diaseal M LCM必须分阶段挤注（间隙挤注）以便逐步消除漏失；

2. 像Diaseal M LCM这种高固相、高失水的挤注堵漏浆用在诸如石灰岩和白云岩之类的碳酸盐地层是无效的，因为这种地层不像裂缝那样受到限制。

高滤失性活性堵漏材料——重晶石段塞

故意让重晶石从井下的重晶石和水组成的堵漏浆中沉降出来，即所谓的“重晶石段塞”，它主要用作临时段塞，以控制气体侵入井内。例如假设你钻遇高压气层时，并且在钻井液密度能提高到足以控制气体进入井内之前，在上部地层已发现部分钻井液漏失，这时，在高压地层的重晶石段塞将阻止气体侵入，从而是井眼的压力得到控制，然后可以安全地采取补救性措施。

重晶石由于比重高而沉降，或者由于滤失脱水而沉降，或者两者共同作用形成重晶石段塞。在这些方法中，沉降是最好的，因为这样不必依靠滤失而形成堵漏段塞。此外，由于它们密度高，这些重堵漏浆可能简单地解决一个问题。因此，具有最高密度和最快的沉降速度的堵漏浆是最好的。堵漏浆的粘度越低，沉降速度越快，重晶石段塞就越坚硬。为了确保低粘度，堵漏浆在井下的温度条件下，必须性能优良，堵漏浆的屈服值应该是负值（在流体性能测量期间，这仅仅是重金石沉降的一个指标），pH值为8～10范围可加速BaSO4的沉淀，可用NaOH/KOH控制pH值在这一范围。必须用淡水配浆，因为BaSO4在海水或盐水中不容易沉降。

必须能提供填满450英尺（137.2m）井段足够的浆，不推荐使用较长的重晶石段塞，因为在重晶石沉降形成段塞之前，钻杆必须迅速上提至堵漏浆上方，另外，不希望把钻杆提离堵漏浆上方太远。高密度堵漏浆由于其高固相和高切力，其沉降速度比低密度浆慢许多，因此，应选择低密度的堵漏浆。

不再推荐用SAPP作为稀释剂，因为它对温度过于敏感，而且是一种污染物。而使用 1 ppg Desco稀释剂、CF Desco稀释剂、CF Desco IIR稀释剂或Drill-Thin稀释剂（参见改进的BaSO4段塞）或6～8磅/桶CLS（木质素磺酸铬）代替SAPP。在泵送重晶石段塞之前应进行室内小型实验，重晶石应在10min内沉降1/2体积为理想速度。

不能用16磅/加仑以下的重晶石加重浆和20磅/加仑以下的赤铁矿加重浆，因为沉降速度快，可能堵塞设备与管线。重晶石段塞最大的推荐密度为22磅/加仑，将赤铁矿与重晶石配合使用或单独使用赤铁矿可以形成加重的堵漏浆。

重晶石段塞的混合：重晶石—水堵漏浆通常是用固井设备混合，通过钻杆泵送，并就地泵送到井底，必须去掉钻头喷嘴。

表4 重晶石、水堵漏浆的配置

准备阶段

把所有混合用的管线与水泥搅拌设备冲洗干净，避免剩余的水泥污染设备，准备好袋装或散装的重晶石。测量出所需水的体积（其中包括重晶石段塞的体积+管线体积+钻井液罐到灌的死角的体积），如果可能，将KOH或NaOH和6～8磅/桶CLS加到混合水中。混合段塞塞子并快速泵送，用钻井液而不用水驱替重晶石段塞，以防止BaSO4过早地沉降。

重晶石段塞的计算

重晶石段塞：段塞长（英尺）×裸眼（桶/英尺）=段塞桶数

需要重晶石的数量：段塞桶数×15袋重晶石/体积（桶）=重晶石（袋）

堵漏浆的桶数：表Ⅳ重晶石袋数/每桶重晶石的袋数=堵漏浆体积（桶数）

水的数量表Ⅳ（加仑）：堵漏浆桶数×水（加仑/每桶浆）=水（加仑数）

稀释剂（磅）（1 ppg Desco稀释剂、CF Desco稀释剂、CF Desco IIR稀释剂或Drill-Thin稀释剂或者6～8磅/桶CLS）：堵漏浆（桶）×稀释剂（磅/桶）=稀释剂（磅）

KOH或NaOH数量（磅）：(推荐1-1.5ppb)

堵漏浆（桶）×KOH（磅/桶）或NaOH（磅/桶）= KOH或NaOH磅数

改进的重晶石段塞

用重晶石、淡水和单宁稀释剂可以配制出加重到18～22磅/加仑的重晶石段塞。单宁类稀释剂（DescoR稀释剂，CF DescoR稀释剂，CF DescoIIR稀释剂和Drill-ThinR稀释剂）在所有温度下都是高效的，而且可以用于所有的钻井地区。单宁稀释剂在自然pH值堵漏浆中性能优良。因此，不需要再加NaOH或KOH来提高pH值而增加沉降速度，这简化了配方及混合程序。

搅拌与顶替堵漏浆

淡水用1 ppb(2.85kg/m3)单宁分散剂处理后，加入重晶石搅拌。如果使用气动的散料搅拌机（水泥搅拌器）最好，以便堵漏浆能连续混合和顶替。用现有的钻井液顶替全部的堵漏浆再附加2桶（0.3m3）钻井液（从钻杆到环空平衡点），这样就确保BaSO4不会过早地沉降，因为停泵后，堵漏浆仍在移动，堵漏浆处在运动中将阻碍重晶石的沉降。把钻杆上提到堵漏浆的上部，并尽可能地开始钻井液循环，如果可能要循环到底。因为这时堵漏浆里含有50%体积的重晶石，坚硬的重晶石段塞大约是堵漏浆充填井眼体积的一半。

表5 配制1桶22PPF的堵漏浆所需的材料（英制单位）

水——0.5桶 DescoR稀释剂、CF DescoR稀释剂、CF Desco IIR稀释剂或Drill-ThinR稀释剂——0.5磅BaSO4——750磅

表6 配制1m3 密度为2.6kg/m3的堵漏浆所需的材料（SI单位）

水——0.5m3 DescoR稀释剂、CFDescoR稀释剂、CF Desco IIR稀释剂和Drill-ThinR稀释剂——1.43kg BaSO4——2140kg

水化堵漏段塞

概述:把高浓度的膨润土混进柴油（BDO）、矿物油（BMO）或其它合成油（BSO））中，形成了水化堵漏段塞。当与水或与水基钻井液混合时这些段塞就会形成坚硬而具有塑性的堵漏材料（LCM）。这些堵漏浆的抗压强度不高，但它具有塑性。BDO的最后强度决定于BDO与钻井液的比例。钻井液与BDO开始的比例常常是8：1到4：1，因此这种浓度形成的段塞比较软，它能更容易地挤进漏失层。当钻井液与BDO的比例降至3：1时就会逐渐形成比较坚硬的段塞。当比例为4：1时将会形成高粘度流体，并且当比例为1：3时，则形成硬的塑性的粒状固体。

应用：水化堵漏段塞用在常规堵漏段塞失败的地层。除了堵漏之外，BDO还用于封隔井下流体，如高压层到低压层。BDO段塞不受井下温度的影响，也可用于淡水或盐水钻井液中。

混合要求：用两组泵挤注BDO。第一组泵把BDO泵到钻杆中，第二组泵把钻井液泵入环空。这样当顶替段塞时能够改变混合速度。交替地使用两组泵，一组泵在钻杆中泵送堵漏材料，钻机上的泵从环空泵送钻井液，用二组泵成功地混合BDO并顶替到漏失层，能更好地操作，减少污染与堵塞钻杆的风险。

清洗用于配制堵漏浆的所有泵、搅拌机、管线和罐，以避免钻井液或水在上水管线中和泵中受到堵漏浆的污染，因为这样会引起堵漏浆形成凝胶从而堵塞管线。

水基钻井液中膨润土—柴油（BDO）堵漏浆或膨润土—合成油

（BSO）堵漏浆配方和挤注程序

配方：

1、300～400磅膨润土

2、1桶柴油、矿物油或合成油（最后的体积为1.42桶）

3、堵漏材料选择为10～12磅/桶

4、需要时用BaSO4加重

挤注程序：

1、确定漏层，敞口下钻。理想的情况应该知道漏层的位置，以便BDO能被有效地挤注到需要的地方。如果井眼条件允许钻杆正好放在漏失层的上方，不要把钻杆的底部放在套管内为好。

2、确定将要泵送的堵漏浆的体积。典型的是用40桶浆。适当地增加10桶的量以便更容易地清洗泵设备。

3、在堵漏浆的前面与后面各泵入5～10桶基油作为隔离液。

4、把堵漏段塞泵入钻杆底部，随后在隔离液后泵入钻井液。

5、关闭防喷器。

6、以1～2桶/分泵速将堵漏浆泵出钻杆，以4～8桶/分的泵速把钻井液泵入环空，对于较稀的初始浆，以8～16桶/分泵速泵入环空。

7、当1/2的堵漏浆从钻杆中被顶替出时，将钻杆中的泵速降低到1桶/分，环空中的泵速降至1～3桶/分。

8、当达到要求的压力后，维持套压。用钻井液驱替钻杆内的浆，钻杆提升到套管里。

9、维持井口压力，大约3小时。

10、在套管内循环并调整钻井液的性能，通井并对裸眼段缓慢扩眼到底。这样可避免钻头被迫进入BDO浆中，并可能使井眼压力增加，从而引起地层重新漏失。

注：当BDO段塞循环到地面时，振动筛可能会堵塞，应该密切监视，以防止通过筛布钻井液漏失。BDO段塞不能混进钻井液中，也不能重复再用，不要把未用完的BDO收回来，因为可能堵塞管线。

膨润土—水泥—柴油挤注堵漏（BCDO）是含水泥的活性段塞配方，目的是提高抗压强度。

50桶堵漏浆的配方是：

1、77袋（100磅/袋）水泥

2、77袋（100磅/袋）膨润土

3、36桶柴油或基油

4、需要时用BaSO4加重

挤注程序：和BDO相同，为了使抗压强度更大，允许凝固24小时。

用于油基钻井液的反挤注作业

概述：

把高浓度的有机膨润土混入水中，当随油基钻井液泵入井下时，便形成一种水化段塞。使用有机膨润土是为了增加油基钻井液的粘度。很高浓度的有机土加入水中，它作用时像相对的惰性体，直到与油接触之后它才水化。当反向挤注的堵漏浆在井下与油基钻井液混合时，有机土与它发生化学反应，变为活性固体。因为有机土的浓度很高，产生的硬塑性体能有效地封堵漏失层。

应用：水化堵漏段塞目的是用在常规堵漏失败的条件下。除了堵漏以外，反向挤注的堵漏浆还用于封隔井下流体，如高压层到低压层。反向挤注的堵漏浆不受井下温度的影响，并可用于淡水和盐水钻井液体系。

混合要求：用两组泵进行反向挤注作业。一组泵将堵漏浆泵入钻杆，第二组泵把钻井液泵入环空，这样，当段塞到达目的层时能够改变混合速度。交替地使用两组泵，一组泵在钻杆中泵送堵漏材料，钻机上的泵从环空泵送钻井液，当使用混合和泵注系统成功地进行反相挤注的堵漏浆的混合和顶替时，用二组泵可更好地控制操作，并减少污染与堵塞管线的风险。反向挤注的堵漏浆与钻井液最初的比例常常是8份钻井液1份堵漏浆。这样的混合物产生的段塞比较软，接着就能被挤入漏失层中。当堵漏浆泵送了1/2时，比例应该变为3份钻井液1份堵漏浆，以产生更稠的挤注段塞。泵送这种较稠的堵漏浆时泵速要降低到初始时的一半。要定期地活动钻杆，以确保不卡钻。如果保持泵一桶浆到钻杆里而泵0.5桶到环空则会产生压力。监视环空压力表，并控制压力到1.5 磅/加仑的最大钻井液密度。

用水冲刷配制反向挤注浆所用的泵、搅拌器、管线和罐。避免在上水管线和泵中的油基钻井液或油受到堵漏浆的污染，因为这样会引起堵漏浆形成凝胶从而堵塞管线。

用于油基钻井液的反向挤注堵漏浆配方

表7 配制1桶浆的配方表

泵送程序

1、确定漏层，敞口下钻。理想的情况应该知道漏层的位置，以便反向挤注的堵漏浆能被有效地挤注到需要的地方。如果井眼条件允许钻杆正好放在漏失层的上方，不要把钻杆的底部放在套管内为好。

2、确定需要泵送的堵漏浆体积，典型的是用40桶堵漏浆。适当地增加10桶的量以便更容易地清洗泵设备。

3、在反向挤注浆的前面与后面各泵送5～10桶水作为隔离液。

4、把堵漏浆泵到钻杆底部，随后在隔离液后跟钻井液。

5、关防喷器。

6、以1～2桶/分泵速将堵漏浆泵出钻杆，以4～8桶/分的泵速把钻井液泵入环空，对于较稀的初始浆，以8～16桶/分泵速泵入环空。。这样使得堵漏浆段塞的前端比稠浆更容易进入漏层。

7、当堵漏浆从钻杆中被顶替出一半时，将钻杆中的泵速降低到1桶/分，环空中的泵速降至1～3桶/分。这样会形成更坚硬的堵漏段塞。

8、当达到要求的压力时，保持套压不变，用钻井液驱替钻杆内的浆，钻杆提升到套管里。

9、保持井内压力大约3小时不变。

注意：当反向挤注段塞循环到地面时，振动筛可能会堵塞，应该密切监视，以防止通过筛布的钻井液漏失。BDO段塞不能混进钻井液中，也不能重复再用，不要把未用完的BDO收回来，因为可能堵塞管线。

优点/缺点

BDO的优点胜过BCDO段塞的优点是因为BDO段塞能保持塑性并不产生抗压强度。有记录证明BDO段塞能解决难以对付的漏失问题，而且可以用普通的可利用的材料制备BDO段塞。是否成功取决于钻井液与BDO在井下的适当混合，以便堵住漏失层。如果太稀则不能形成段塞，如果太稠则段塞可能不能封住裂缝，当钻段塞时可能又发生漏失。最好的结果是仔细地混合并用注水泥泵顶替，以泵出BDO和钻井液。使用柴油或矿物油可能要求所有的钻井液和钻屑以某种方式处理后达到环保的要求。合成油经过小型试验之后可能合格。

当BDO或反向挤注堵漏浆循环出来，振动筛筛网可能被糊住，应该密切监视，以防止钻井液跑筛。任何隔离液和堵漏材料混入钻井液系统都要进行处理，以避免对钻井液性能产生不利的影响。如果BDO堵漏浆反向挤注不成功，则需要用水基钻井液顶替油基钻井液以钻穿麻烦地层或泵入水泥。

化学反应段塞

聚合物段塞

当钻遇大的孔洞和洞穴而发生钻井液失返时，可以就地泵注聚合物段塞，允许这些聚合物段塞随着时间推移在地层温度下发生水化和膨胀，一般地堵漏材料混合物和可水化的交联聚合物定点挤注到漏失地层，并在在150～200psi的压力下进行挤注。聚合物段塞塞子既可以当混合时在地面就是活性的，也可以当泵入井下时是化学活性的或形成交联物，或者是在井下当段塞与钻井液(或地层流体)接触时形成堵漏段塞。不管是地面活性段塞还是井下活性段塞都像BDO段塞一样与水接触时反应那么强烈。

表面活性聚合物段塞

表面活性聚合物段塞通常在水中制备，而不是在钻井液中制备。它在浅层封隔大孔洞或洞穴尤其有效。当它们混合和泵注时不需要特殊的设备，利用钻井上的设备即可。表面活性聚合物段塞可用于水基或油基钻井液，能用洗净的钻井液混合罐。小心制备和计划工作成功率是很高的。对于天然聚合物如瓜儿胶，井底温度必须低于175℉，因为高于此温度瓜儿胶就会迅速降解。

优点：

表面活性聚合物段塞（如瓜儿胶）能用钻机上的设备混合与注入。如果小心的制备和有计划的工作成功率很高。活性聚合物段塞特别适于孤立和偏远地方使用直升机搬迁钻机钻井的场合，因为这些材料需要直升机载送的时间少。

缺点：

对于天然聚合物，井底温度必须低于175℉，因为高于175℉聚合物会迅速降解。通常混合之后必须立即泵送。

井下活性聚合物段塞

这些段塞是典型的高浓度聚合物，300～350磅/桶悬浮在诸如柴油或矿物油的惰性载体中。当这些聚合物段塞与钻井液或地层流体接触时会形成结实而具有一定塑性的段塞，并且有时用于控制生产井的水流。在柴油或矿物油中混合加入段塞要求用两组水泥泵，以混合堵漏材料和除去钻杆中和环空中的钻井液，或一组水泥泵泵送堵漏材料，钻井液泵将段塞与钻井液在井下混合。在各种盐水中，井下活性聚合物段塞也有效。

注意：大多数聚合物段塞都是专利产品，需要服务公司提供正确使用它们的指南。

配制：

堵漏材料进行混合以前要按混合计划作小型试验。混合罐中装满水。如果段塞要用BaSO4加重，则要严格按照供应商提供的配方很小心的做小型试验。

挤法：

如果井下情况允许并知道漏失层深度，则把钻杆正好下到漏层的上方，否则就把钻杆提到套管内。另外，如果没有因井塌而堵塞也可以下钻到底，让堵漏段塞封闭全部的漏失层。

先泵3～5桶隔离液，接着泵送堵漏段塞和另外3～5桶隔离液，以使堵漏聚合物段塞与钻井液隔开，随后将足够的钻井液泵至钻杆底部。关闭防喷器以便允许从环空注入。

根据现场的特殊目的和状况决定泵送计划。这些因素能改变以后的顶替程序。开始以2～3桶/分的最大泵速泵入钻柱是，而以较慢的泵速注入环空，聚合物将与钻井液迅速反应。监控环空压力表读数，并控制压力达到1.5磅/加仑的最大钻井液当量密度。达到要求的压力之后，维持套管的压力，用钻井液顶替钻杆内容积，把钻杆提升到套管里面。保持井口压力大约3小时，以使段塞封住漏失层。起下钻前仔细监控钻井液漏失情况，至少两倍环空体积的钻井液在套管里循环并调节钻井液性能。进入裸眼之前，在套管鞋处循环并调节钻井液性能，缓慢冲洗井眼并进行扩眼，以避免把钻头推到反应的堵漏段塞中，可能增加压力或者重新发生漏失。

优点：

配制好的井下活性聚合物段塞，能形成坚硬的塑性段塞。某些这种类型的材料（硅酸钠）也可用于生产井的水流控制。

缺点：

井底温度仅限于175℉以下，高于此温度许多天然聚合物将迅速破坏；要求用两组注水泥泵车混合并适当次泵送堵漏段塞。

水泥

为了封堵井眼或者已下套管井眼使用波特兰水泥是一种补救的注水泥方法，有时用于正在钻的井，以恢复循环。波特兰水泥是对付漏失切实可行而经济的选择。为此目的使用的水泥浆类型为纯的或混合的水泥，以及用膨润土或硅藻土制备的低密度水泥。纯的波特兰水泥提供的密度较高，但它是不加重的水泥浆。这种水泥浆当它凝固时，抗压强度较高。混合水泥可以包括波特兰水泥再加上一些添加剂，如促凝剂、缓凝剂或低密度添加剂。常使用的一些低密度添加剂是膨润土或硅藻土。

膨润土：水泥中加膨润土可以制备成较低密度（12～15.6磅/加仑）的堵漏浆。预水化膨润土比干加膨润土密度降得更低。用于预水化膨润土的水要用1/4磅/桶NaOH和1/4磅/桶Na2CO3处理，以便在干水泥和干膨润土加入水中之前除去水中的钙和镁离子。凹凸棒石粘土可在淡水或海水中取代膨润土。预剪切加工的凹凸棒石粘土既可在淡水中，也可在海水、盐水中提高造浆率，并能改善水泥浆的性能。

填料：加入浓度为25～100磅/桶的天然沥青或10～20磅/桶的压裂砂能够降低水泥浆的密度，并且可作为桥堵剂。这些材料与其它添加剂混合以防止砂子沉淀出来或沥青浮起来，并且很少单独用来堵漏。

Diacel D Additive：不同数量的硅藻土加入纯的波特兰水泥中可以制备出硅藻土水泥（10.5～15.6磅/加仑）。详见附录Ⅴ配方。

平衡段塞

术语”平衡段塞”指的是在井下就地挤注一定体积的材料，在钻杆和环空内的液柱高度平衡。为了保证一旦钻杆或管材运动时段塞还停留在那里，必须采用平衡段塞。如果不是平衡段塞，那么段塞将会上下移动，从而造成污染。

如果井眼内和环空段塞的比重是相同的，则很容易形成平衡段塞。当段塞比井内钻井液重或者轻时，或者段塞在井眼上部时，工程上都可实现平衡段塞。如果段塞比井眼的钻井液重如水泥，则需要用轻的液体平衡井下液柱，如果段塞比井眼内钻井液轻，则需要用加重的段塞去平衡该体系。当水泥塞凝固时，段塞与隔离液两者都有比钻井液高的密度。在这种情况下，术语“平衡”是指在钻杆内外的堵漏浆与隔离液的液柱高度是相等的。

在大多数情况下，平衡段塞是由水泥做成的。井下水泥塞与钻井液之间存在粘度差，这样就会防止水泥塞与钻井液相混。如果钻井液的粘度比水泥塞的粘度低得太多，则可以在水泥塞的前头泵入高粘度的膨润土。如果要泵入膨润土，需要加入体积计算。

用于平衡段塞的计算公式

1 确定覆盖漏失层所需的水泥塞体积：桶/英尺或立方英尺

覆盖特定长度井眼的体积=段塞长（或高）×井眼体积（桶/英尺3或英尺3/英尺）

V=H×VH

2 确定管线、钻柱中平衡段塞前面的环空中的隔离液需要的隔离液的数量管柱中隔离液的体积

TSV=VS×Ct/A

3 计算出起钻前平衡段塞柱的高度。

H=V/ (A+Ct)

4 计算出起钻前平衡段塞所需的钻井液量

VMD= (TL-H) ×Ct-TSV

专业名词：

TL：管材或钻杆长度，英尺

VMD：钻井液顶替体积，英尺3或桶

VS：隔离液体积，英尺3或桶

TSV：管材隔离液体积，英尺3或桶

VH：裸眼井段体积，英尺3或桶

V：采用的段塞体积，英尺3或桶

H：平衡水泥柱高度，英尺3

A：管材或钻柱与裸眼之间或者套管之间间的环空体积，英尺3或桶

Ct：管材或钻柱的容积，英尺3/英尺或桶/英尺

Wt=管材或钻柱的重量，磅/英尺

计算实例：

在8.5”裸眼井段用4.5”钻杆（16.6磅/英尺）注入10桶（bbl）平衡塞，这样段塞的底部在8500’处，在段塞前加5桶水作为隔离液。

数据：

裸眼井段体积：0.0702桶/英尺或0.3941英尺3/英尺

环空体积：0.0505桶/英尺或0.2836英尺3/英尺(8.5”裸眼井段用4.5”钻杆)

钻杆体积：0.0142桶/英尺或0.07984英尺3/英尺

1、测定在段塞前平衡注入5桶隔离液时管材或钻杆所需的隔离液数量管材体积与环空体积之比：0.0142/0.0505=0.281

在管线内所需的隔离液体积为：5×0.281=1.41 桶

2、测定留在井眼中段塞的高度

10桶=5.61×10=56.1英尺3H=V/（A+Ct）=56.1/(0.2836+0.07984) =154.36英尺

3、测定到段塞顶部的深度

数据：

段塞底部位于8500’处

段塞高154.4’

到段塞顶部的深度为8500’-154.4’=8345.6’

4、测定平衡段塞所需的钻井液量

数据：

平衡段塞需要的钻井液量：（段塞底部的总深度-段塞高-钻杆中隔离液高）×钻杆体积

深度：8500’

段塞高：154.4’

钻杆中隔离液高：桶数/钻杆容积bbl/ft=1.41/0.0142=99.3’

平衡段塞所需的钻井液：（8500-154.4-99.3）×0.0142bbl/ft =117.1桶

来源：现代石油人