摘

 要：本文对各种漏失、封堵理论进行了系统的调研，充分考虑钻井过程中地层因素及

外部材料、设备的影响，开发出了绒囊钻井液，创立了与之对应的模糊封堵理论。以模糊封
堵理论为基础，现场应用数口煤层气钻井，在防漏、堵漏上获得了预期的效果，一定程度上
缩短了钻井周期，并为后续作业打下了良好的基础。

 

　　关键词：模糊封堵

 绒囊 漏失 煤层气钻井 

　　传统分析认为，钻井液中固相细度不足以封堵井壁表面，任何地层都可能发生滤失或
漏失，人们为了更好地进行漏失控制，先后提出了很多理论。

1996 年，Mei Wenrong4 等建

立优化暂堵剂颗粒的孔喉网络模型；

1998 年，Hands N.5 等依据 Kaeuffer M.提出的理想充

填理论提出了屏蔽暂堵

D90 规则；2000 年，M.A.Dick6 等人找到理想暂堵基准线。 

　　这些技术，只是刚性封堵、柔性封堵材料应用前后顺序变化。材料上没有突破。其缺陷可
想而知。因此，必须有切合实际的理论和方法满足现场需要。在这种情况下

LihuiLab 创建了

模糊封堵理论。

 

　　一

 、模糊封堵理论及目前实现模糊封堵技术 

　　模糊封堵理论中心思想是，用大小、数量、形状都是自然形成的符合模糊数学规律封堵
材料，采用分压、耗压、撑压等非确定封堵方式，封堵尺寸、数目、形态符合模糊数学范畴的
地层漏失通道。

 

　　地层漏失通道的尺寸，是不能逐一测定的，但可以测定其等效大小分布；地层漏失通
道的数目，是不能准确测定的，但可以分类测定；地层漏失的方式，是不能准确描述的，
只能分类可能漏失强度；地层漏失的位置，是不可能准确测定的，只可以测定出漏失的井
段；地层漏失的时刻，是不可能准确预测的，但可以推算漏失的时间。这些用区间、范围、分
布描述的地层，要求封堵材料具备尺寸分布广泛、形状可变、数量足够且能够预防漏失、不需
要确定准确位置和地层的特性。常规的材料是无法满足的。

 

　　

LihuiLab 仿照细菌微观结构，历经五年时间，开发了用于油气井防漏堵漏的工作流体

——绒囊工作流体。外观看来，就象是分散在聚合物胶体中的绒毛球。把这种微观结构形似
绒毛球状的结构称之为绒囊。

 

　　绒囊，是由聚合物和表面活性剂自然形成的可变形材料，粒径

15-150μm，60μm 居多；

壁厚

3-10μm。可根据井下条件，改变性能和形状全面封堵地层漏失通道。高温和低压下膨胀

提高封堵能力、地层承压能力。把分散着绒囊的流体叫绒囊工作流体。

 

　　

LihuiLab 经过大量的室内实验和现场应用，总结出绒囊具有“一核，二层，三膜”的微

观结构。

 

　　二、绒囊封堵方式

 

　　绒囊的数目、尺寸大小、封堵方式、封堵位置、封堵时刻等是不可以进行具体控制的，但
是可以但是也可以用不同的区间、范围来描述，根据地层情况来自适应。这和地层条件的复
杂多样和不可精确描述是一致的，符合模糊数学的理论。具备尺寸分布广泛、形状可变、数量
足够且能够预防漏失、不需要确定准确位置和地层的特性。

 

　　根据地层条件的不同，绒囊的封堵机理也不尽相同，与常规堵漏材料对比也有显著不
同。绒囊在大尺寸漏失通道中分解液柱压力，常规封堵材料则希望大颗粒充填形成隔墙抵抗
液柱压力；绒囊在尺寸相当漏失通道中，消耗液柱压力，常规材料则希望颗粒堵住漏失通
道形成隔墙；绒囊在小尺寸漏失通道表面形成非渗透膜，常规材料则在地层表面形成有效
封滤饼。

 

　　

1.分压封堵模式 

　　当遇到大洞大缝时，囊泡随着高温和低压，堆积成水平放置的锥状体，分解了液柱压
力。当作用在前端的绒囊分得的压力和地层压力相等时，流体不再向地层流动。而且，由于
低剪切速率下高粘度，使流体稳定下来，称之为分压封堵模式。