屏蔽暫堵技術的構思是利用油氣層被鉆開時，鉆井液柱壓力與油氣層壓力之間形成的壓差，迫使鉆井液中人為加入的各種類型和各種尺寸的固相粒子進入油氣層孔喉，在井壁附件快速、淺層、有效的形成一個損害堵塞帶。所謂快速形成是指在幾分鐘到十幾分鐘；所謂淺層是指堵塞嘗試控制在5cm以內；所謂有效是指損害帶滲透率極低，甚至為零。此損害堵塞帶能有效的阻止鉆井液、水泥漿中的固相和濾液繼續(xù)侵入地層 ，對于射孔完成 井來講，由于損害帶很薄，可通過射孔解堵。

屏蔽暫堵技術是根據儲層孔喉尺寸及其分布規(guī)律，在鉆通油層前20~50m將鉆井液中的固相顆粒調整到與之相匹配，既加入高純度、超細目、多級配的剛性架橋、充填粒子和變形粒子等固相顆粒。有意識地在很短時間內在儲層距井壁很小的距離內產生嚴重的暫時堵塞，使?jié)B透率急劇下降，從而有效地阻止鉆井液和后繼施工對儲層地繼續(xù)損害。最后用射孔穿透來解堵使儲層地滲透率恢復到原始水平。

它是利用鉆進油氣層過程中對油氣層發(fā)生損害的兩個不利因素（壓差和鉆井液中固相顆粒），將其轉變?yōu)楸Ｗo油氣層的有利因素，達到減少鉆井液、水泥漿、壓差和浸泡時間對油氣層損害的目的。該技術是在研究油層物性參數（滲透率、孔隙度、孔喉分布、孔喉對滲透率的貢獻值、地層溫度）的基礎上有針對性的選擇橋塞粒子、填充粒子和軟性封堵粒子，使其能在鉆開油層的短時間內在井筒附近形成滲透率為零或接近零的保護帶，從而達到保護油層的目的。

屏蔽式暫堵技術的物理模型（如下圖）

在鉆井過程中，污染儲層的一個最大原因就是不該進入儲層的工作液、外來流體（以及濾液）和固相顆粒進入了儲層。而屏蔽暫堵技術的目的是，在一定的機理下，損害帶的滲透率隨溫度和壓力的增加而進一步減小，從而把造成地層損害的兩個無法消除的因素（正壓差和固相粒子）轉化成實現(xiàn)這一技術的必要條件和有利因素，達到保護油氣層的目的。應用屏蔽暫堵技術在目前而言是比較理想的保護儲集層的手段。

上圖是一個理想孔喉中的顆粒堵塞情況。顆粒在孔喉中的堵塞在一定的條件下遵循“選擇性架橋,逐級填充”的過程。

（1）架橋粒子的架橋  

上圖中最大的顆粒為架橋粒子，單個架橋粒子隨泥漿液相進入油層，在流經孔喉時：若r_粒<r_孔（一般小于1/7），則通過孔喉；若r_粒>r_孔，則沉積在孔喉外；r_粒/r_孔若為1/3-2/3，則在孔喉處卡住，成為架橋。

（2）填充粒子的填充

架橋粒子架橋后，孔喉孔隙大量減小，泥漿中更小一級粒子卡在更小喉道處，這一過程不斷重復，這一過程叫單粒逐級填充。這時堵塞帶的滲透率取決于泥漿中最小一級粒子的粒級，但滲透率不會為零。

（3）變形粒子的作用

如果泥漿中僅有剛性顆粒作為架橋和填充粒子，仍會留下形狀不規(guī)則的微間隙（如圖中的黑色部分），暫堵帶的滲透率不會為零。這就需要引入屏蔽暫堵最關鍵的顆粒外形在一定的溫度條件下可變的軟化變形顆粒。當最小粒級的粒子是可變形時，就會嵌入不規(guī)則的微間隙，則堵塞帶的滲透率可接進于零。

影響屏蔽環(huán)形成的因素有以下幾點：

（1）剪切應力τ_w的影響

在確定的一種泥漿體系下，如果地層的滲透率、引起滲濾的壓差和形成的泥餅的滲透率一定時，τ_w的大小就影響到沉積顆粒的大小。τ_w越小，能沉積的顆粒就越多，反之亦然。所以對于滲透率較低的產層，要又快又好的形成屏蔽環(huán)，τ_w就不能太大，也就是說上返速度不能太高，否則難以形成質量好的屏蔽環(huán)。同時也可以通過調整泥漿性能來影響τ_w的大小。在層流或平板型層流的情況下，滲透率較小的產層也可以用較高的反速，并保證屏蔽環(huán)的質量。

（2）濾失壓差的影響

如果對于一種泥漿體系，其它條件一定，則壓差越大，能沉積的固相顆粒就越大，反之亦然。如果對某一物性產層，按1/3~2/3原則選定了架橋粒子的范圍，則要形成快速有效地架橋，就相對有一個形成屏蔽環(huán)的最佳壓差范圍。如壓差過低就難以使?jié)M足尺寸要求的顆粒進入孔喉形成橋堵，更談不上以后更小粒子的填充封堵，將造成大量小尺寸固相顆粒的損害。物性越好的產層所需的正壓差就越?。?/span>物性越差的產層則需要的正壓差越大。這是屏蔽式暫堵技術將正壓差轉變?yōu)閮颖Ｗo的必要因素的理論依據。

（3）地層滲透率的影響

如果剪切速率、壓差一定，顯然產層滲透率Kf也是影響顆粒沉積的重要因素，Kf越大，沉積的顆粒尺寸越大，反之亦然。而且，在一定的剪切速率和壓差ΔP下，存在一個形不成泥餅的臨界地層滲透率K*。在這種條件下的濾失連泥漿中最小顆粒都不能有效的沉積下來，在地層表面根本形不成泥餅。所以對于低滲或特低滲層，如果返速和正壓差設計不當會形不成屏蔽環(huán)，所以對于這類產層必須降低返速或提高正壓差。

屏蔽暫堵的意義

在鉆井過程中，污染儲層的一個最大原因就是不該進入儲層的工作液、外來流體（以及濾液）和固相顆粒進入了儲層。而屏蔽暫堵技術的目的是，在一定的機理下，損害帶的滲透率隨溫度和壓力的增加而進一步減小，從而把造成地層損害的兩個無法消除的因素（正壓差和固相粒子）轉化成實現(xiàn)這一技術的必要條件和有利因素，達到保護油氣層的目的。應用屏蔽暫堵技術在目前而言是比較理想的保護儲集層的手段。

理想充填理論

“理想充填”的含義是：對于保護儲層的鉆井液，需要根據孔喉尺寸加入具有連續(xù)粒徑序列分布的暫堵劑顆粒來有效地封堵儲層中大小不等的各種孔喉，以及暫堵顆粒之間形成的孔隙。只有形成這種合理的粒徑序列分布，才能確保形成濾失量極低的致密泥餅，防止鉆井液濾液和固相侵入儲層。

鉆井液中的固相顆粒包括膨潤土、暫堵劑顆粒、固相加重劑、鉆屑等，這些顆粒體系構成一個連續(xù)粒度分布的多分散體系。根據顆粒堆積理論，當這種顆粒體系滿足一定條件時，可以達到緊密堆積狀態(tài)，其堆積密度最大，孔隙分數最小。此時，這些固相顆粒體系就可在孔喉處形成致密的泥餅，從而達到“理想充填”狀態(tài)。理想充填理論正是在研究顆粒緊密堆積理論基礎上結合鉆井液固相顆粒分布的特點建立的。

確定屏蔽暫堵劑配比的步驟

根據以上理論基礎，確定出選擇屏蔽暫堵劑及其配比的步驟如下：

（1）建立備選暫堵劑顆粒的粒度分布數據庫；

（2）根據分形理論中及其盒維的概念建立鉆井液中暫堵劑粒度分布的數學模型。依據顆粒緊密堆集理論（即d1/2理論）完善模型，得到緊密堆積時的粒度分布的數學模型；

（3）確定出儲層的最大孔喉直徑或最大裂縫寬度；

（4）在理想充填理論模型和D90規(guī)則基礎之上，結合儲層的最大孔喉直徑或最大裂縫寬度確定適于地層的最優(yōu)暫堵顆粒的粒徑分布；

（5）選擇2-3種屏蔽暫堵劑，并計算出屏蔽暫堵顆粒配比；

（6）室內實驗評價所選的屏蔽暫堵配比效果；

（7）適當調整配比，完善暫堵效果；

（8）現(xiàn)場應用。