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摘要:该区块所用复合盐主要是以NaCL、KCL、AP-1为页岩抑制剂。它相对于我们传统聚合物钻井液体系依靠PAM等其他聚合物的桥联、包被的化学抑制机理上,又多了一层物理抑制,即利用高矿化度降低滤液活度、提高钻井液对地层的渗透压,从而阻止和减缓钻井液中水相侵入地层泥岩,外加无机盐对膨润土双电层水化膜的压缩、K+的晶格固定、以及胺基聚醇的协同作用下,提高体系抑制粘土渗透膨胀和水化分散的能力,从适度粗分散的角度达到井眼清洁、井壁稳定、油气损害小的目的。
一、复合盐体系钻井液特点
该体系以活度平衡、强抑制、不分散、强封堵为设计理念,可有效解决硬脆性泥岩地层的水化垮塌,并能实现长裸眼井的高清洁,可杜绝钻头钻具泥包现象,减缓“托压”,增加瞬时滤失量,提高钻头破岩效率,提高机械鉆速,钻井液性能稳定,并易于维护。并因井眼清洁井壁稳定井径规则,减少井下故障复杂几率,特别是将有效解决下部地层测井阻卡问题,并为提高固井质量创造先决条件。还可减少或杜绝长裸眼长施工周期井后期上部井眼缩径等复杂,提高油层保护效果。
二、复合盐体系配方与使用维护要点
配方:
1、高盐体系配方(深探井):
6%土+0.5%PAM+0.5%AP-1+1.5%LV-CMC+20-25%NaCL+5-8%KCL+1.5%PANS+2%SPNH+3%SMP-2+3-5%聚醚多元醇(3-5%乳化石蜡)+1.5%4000目CaCO3+1.5%6000目CaCO3+润滑剂+NaOH
2、高盐体系配方(深开发井):
6%土+0.5%PAM+0.5%AP-1+1.5%LV-CMC+20-25%NaCL+5-8%KCL+1%PANS+2%SPNH+3%SMP-2+2-3%抗高温改性沥青(2-3%磺化沥青)+1.5%4000目CaCO3+1.5%6000目CaCO3+润滑剂+NaOH
3、低盐体系配方(中浅井):
6-8%土+0.5%PAM+0.5%AP-1+1%LV-CMC+5%NaCL+5%KCL+1%PANS+2%SPNH +润滑剂+NaOH
使用维护要点:
1、按井径控制方法严格控制二开上部地层井径。
2、根据地层、造斜点、起下钻等选择盐水体系转换或替换时机。
3、转换要点:
⑴转换前要将总循环量控制在较低水平;
⑵要对钻井液滤液及钻井用水进行分析,特别是要对使用CaCL2可能留存的Ca2+等二价离子进行监测;
⑶一定要确保基浆有合适的般含及分散度,过高将造成流变性能不易控制,转换困难;过低将失去护胶的基础,造成滤失性能不易控制,不稳定,切力过低,影响井眼清洁,造成成本升高。可通过测定密度、般含、固含及现场小型试验确定。
⑷要合理护胶。主要可加入1%LV-CMC或LV-PAC或WNP-1,1%SPNH,将滤失量控制在5ml左右,并适度提高PH值至9。
⑸一定要根据拟定处理方案做好现场小型试验,根据结果对基浆及护胶进行调整。
4、要按照适度造浆、护胶、加盐、再调整的顺序进行处理。
5、低盐体系,要合理控制LV-CMC等抗盐聚合物加量,防止滤液粘度过高,影响井眼清洁。可通过控制合理般含并适度分散,与SPNH等配合使用等控制性能,减少加量。
6、封堵防塌。开发井可根据井温选择相应软化点的胶乳沥青、磺化沥青、抗高温改性沥青等沥青类材料与不同目数CaCO3配合使用;探井可选择乳化石蜡、聚醚多元醇、铝盐等材料与不同目数CaCO3配合使用。深井还要根据井深、地层等着重控制FLHTHP滤失量。
7、深井施工时间较长,或老浆重复利用时间过长,可混入经护胶的高般含土浆改善钻井液滤失、封堵、流变等性能。
8、固控设备的使用。对于中浅井,全井段均为强造浆地层且一般为低密度井,可以且需要同时使用四级或三级固控设备,振动筛使用120目-150目以上筛布,深井建议配备使用3200r/min的高速离心机。
9、如果有满足全井替换的盐浆,可减掉护胶环节,替换前钻井液处理的重点是满足井径规则,提高钻速。替换时要降低排量20%,并连续替换,中途不要停泵,将井浆替至循环池自然沉淀液相回收利用。如用于替换盐浆数量不足,可预估不足数量,提前对相应数量的井浆进行护胶处理并与盐浆混合泵入井内。替换完成,再测量性能并进行调整。严禁基浆不护胶直接混入盐浆。
10、盐水体系的维护。转换或替换完成后可根据进尺及所钻地层补充处理剂,每100m进尺加入PAM,25-50kg;AP-1,50-100kg;PANS,50-100kg;KCL,100-200kg;进入S3及以下等易发生硬脆性垮塌地层前应加入沥青类或乳化石蜡、聚醚多元醇等封堵材料,配合4000目及6000目CaCO3,各100kg;NaCL根据CL-测定结果补充。
深井要提前配制浓度为15-20%的膨润土浆备用,使用前要加入1%LV-CMC护胶。进入沙三下地层开始混入,强化造壁性能,加量按10m3/500m。
要定期测定钻井液各项性能,进行滤液分析,粒度分布测定,检验高温流变性能。
11、完井阶段所做工作
测井前,应换常规钻具通井,修拉井壁,检验井壁稳定状况,如起下钻无明显遇阻卡显示,钻屑中无掉块,可将钻井液流变参数适当提高后起钻测井。如有井壁不稳定显示,可视情况,在井浆中混入预水化护胶的膨润土浆封闭相应井段,甚至干通后起钻测井。
固井阶段,一是采取以上措施确保套管正常下入,高密度井、下部井段、易粘井段、大斜度或轨迹较差井段等可封入5%玻璃球或塑料球;二是固井前按要求降低钻井液流变参数洗井,提高固井质量;三是防止固井质量测井遇阻。压塞液配制:2m3清水+25-50kgDSP-2+10kgNa2CO3,顶替液配制:15m3井浆+5m3清水+50KgSF-1+200kgSPNH,FV:40-45s。
三、应用效果
胜利油田盐22区块3口丛式井组,平均完钻井深4120m,使用高盐体系,钻屑清晰不糊筛,起下钻畅通,无遇阻卡情况发生,裸眼测井及固井质量测井成功率100%,通过回收重复利用,钻井液成本也得到了有效控制,劳动强度明显降低。3口井全过程小循环钻进除最终井组完井后无钻井液外运。循环池内CaCL2聚合物体系浆因粘切低、胶体性差,可实现自然固液分离,液体可用作第三口井开钻,最大限度实现重复利用,减少胶体性较强的完井液排放,减少处理费用。
参考文献:
[1]姚秀良,等,复合盐钻井液体系研究及应用,中国科技信息,2017(23)
[2]唐善法,付绍斌,等,复合盐防腐钻井液的研制与现场应用,钻井液与完井液,1998(1)
一、复合盐体系钻井液特点
该体系以活度平衡、强抑制、不分散、强封堵为设计理念,可有效解决硬脆性泥岩地层的水化垮塌,并能实现长裸眼井的高清洁,可杜绝钻头钻具泥包现象,减缓“托压”,增加瞬时滤失量,提高钻头破岩效率,提高机械鉆速,钻井液性能稳定,并易于维护。并因井眼清洁井壁稳定井径规则,减少井下故障复杂几率,特别是将有效解决下部地层测井阻卡问题,并为提高固井质量创造先决条件。还可减少或杜绝长裸眼长施工周期井后期上部井眼缩径等复杂,提高油层保护效果。
二、复合盐体系配方与使用维护要点
配方:
1、高盐体系配方(深探井):
6%土+0.5%PAM+0.5%AP-1+1.5%LV-CMC+20-25%NaCL+5-8%KCL+1.5%PANS+2%SPNH+3%SMP-2+3-5%聚醚多元醇(3-5%乳化石蜡)+1.5%4000目CaCO3+1.5%6000目CaCO3+润滑剂+NaOH
2、高盐体系配方(深开发井):
6%土+0.5%PAM+0.5%AP-1+1.5%LV-CMC+20-25%NaCL+5-8%KCL+1%PANS+2%SPNH+3%SMP-2+2-3%抗高温改性沥青(2-3%磺化沥青)+1.5%4000目CaCO3+1.5%6000目CaCO3+润滑剂+NaOH
3、低盐体系配方(中浅井):
6-8%土+0.5%PAM+0.5%AP-1+1%LV-CMC+5%NaCL+5%KCL+1%PANS+2%SPNH +润滑剂+NaOH
使用维护要点:
1、按井径控制方法严格控制二开上部地层井径。
2、根据地层、造斜点、起下钻等选择盐水体系转换或替换时机。
3、转换要点:
⑴转换前要将总循环量控制在较低水平;
⑵要对钻井液滤液及钻井用水进行分析,特别是要对使用CaCL2可能留存的Ca2+等二价离子进行监测;
⑶一定要确保基浆有合适的般含及分散度,过高将造成流变性能不易控制,转换困难;过低将失去护胶的基础,造成滤失性能不易控制,不稳定,切力过低,影响井眼清洁,造成成本升高。可通过测定密度、般含、固含及现场小型试验确定。
⑷要合理护胶。主要可加入1%LV-CMC或LV-PAC或WNP-1,1%SPNH,将滤失量控制在5ml左右,并适度提高PH值至9。
⑸一定要根据拟定处理方案做好现场小型试验,根据结果对基浆及护胶进行调整。
4、要按照适度造浆、护胶、加盐、再调整的顺序进行处理。
5、低盐体系,要合理控制LV-CMC等抗盐聚合物加量,防止滤液粘度过高,影响井眼清洁。可通过控制合理般含并适度分散,与SPNH等配合使用等控制性能,减少加量。
6、封堵防塌。开发井可根据井温选择相应软化点的胶乳沥青、磺化沥青、抗高温改性沥青等沥青类材料与不同目数CaCO3配合使用;探井可选择乳化石蜡、聚醚多元醇、铝盐等材料与不同目数CaCO3配合使用。深井还要根据井深、地层等着重控制FLHTHP滤失量。
7、深井施工时间较长,或老浆重复利用时间过长,可混入经护胶的高般含土浆改善钻井液滤失、封堵、流变等性能。
8、固控设备的使用。对于中浅井,全井段均为强造浆地层且一般为低密度井,可以且需要同时使用四级或三级固控设备,振动筛使用120目-150目以上筛布,深井建议配备使用3200r/min的高速离心机。
9、如果有满足全井替换的盐浆,可减掉护胶环节,替换前钻井液处理的重点是满足井径规则,提高钻速。替换时要降低排量20%,并连续替换,中途不要停泵,将井浆替至循环池自然沉淀液相回收利用。如用于替换盐浆数量不足,可预估不足数量,提前对相应数量的井浆进行护胶处理并与盐浆混合泵入井内。替换完成,再测量性能并进行调整。严禁基浆不护胶直接混入盐浆。
10、盐水体系的维护。转换或替换完成后可根据进尺及所钻地层补充处理剂,每100m进尺加入PAM,25-50kg;AP-1,50-100kg;PANS,50-100kg;KCL,100-200kg;进入S3及以下等易发生硬脆性垮塌地层前应加入沥青类或乳化石蜡、聚醚多元醇等封堵材料,配合4000目及6000目CaCO3,各100kg;NaCL根据CL-测定结果补充。
深井要提前配制浓度为15-20%的膨润土浆备用,使用前要加入1%LV-CMC护胶。进入沙三下地层开始混入,强化造壁性能,加量按10m3/500m。
要定期测定钻井液各项性能,进行滤液分析,粒度分布测定,检验高温流变性能。
11、完井阶段所做工作
测井前,应换常规钻具通井,修拉井壁,检验井壁稳定状况,如起下钻无明显遇阻卡显示,钻屑中无掉块,可将钻井液流变参数适当提高后起钻测井。如有井壁不稳定显示,可视情况,在井浆中混入预水化护胶的膨润土浆封闭相应井段,甚至干通后起钻测井。
固井阶段,一是采取以上措施确保套管正常下入,高密度井、下部井段、易粘井段、大斜度或轨迹较差井段等可封入5%玻璃球或塑料球;二是固井前按要求降低钻井液流变参数洗井,提高固井质量;三是防止固井质量测井遇阻。压塞液配制:2m3清水+25-50kgDSP-2+10kgNa2CO3,顶替液配制:15m3井浆+5m3清水+50KgSF-1+200kgSPNH,FV:40-45s。
三、应用效果
胜利油田盐22区块3口丛式井组,平均完钻井深4120m,使用高盐体系,钻屑清晰不糊筛,起下钻畅通,无遇阻卡情况发生,裸眼测井及固井质量测井成功率100%,通过回收重复利用,钻井液成本也得到了有效控制,劳动强度明显降低。3口井全过程小循环钻进除最终井组完井后无钻井液外运。循环池内CaCL2聚合物体系浆因粘切低、胶体性差,可实现自然固液分离,液体可用作第三口井开钻,最大限度实现重复利用,减少胶体性较强的完井液排放,减少处理费用。
参考文献:
[1]姚秀良,等,复合盐钻井液体系研究及应用,中国科技信息,2017(23)
[2]唐善法,付绍斌,等,复合盐防腐钻井液的研制与现场应用,钻井液与完井液,1998(1)