聚合物型无固相冲洗液于石油钻进中的具体应用

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  摘 要:介绍用聚合物型无固相冲洗液和纳米乳液为主要处理剂的高固相的冲洗液于石油的钻井中差异地层的应用配制和实际效果解析。
  关键词:聚合物型无固相冲洗液 石油钻井 具体应用
  江汉油田处于江汉平原,总部设在广华,北汉水南长江,距武汉150km,距荆州60km,地理位置优异。2009年底,资产总额212亿元,一共生产原油5332万吨、天然气21.883亿立方米。江汉油田成为南方重要油气勘探的石油机械装备制造基地、工程技术服务基地和开发基地、辅助生产、科研设计、盐卤化工具有一定的实力和规模。我单位自1992年进入油田施工油井,不断的改进施工工艺并且提高了钻井效率。尤其是近几年,伴随石油资源的开发力度增加,市场的竞争很剧烈,以提高钻井效率为出发点,我院采用了以聚合物型无固相冲洗液和纳米乳液作为处理剂的新聚合物型无固相冲洗液。使用的过程中效果良好,由此实践证明了该泥浆材料的性能的可靠确优良。
  一、地层的条件
  江汉油田地处于江汉平原,隶属于中石化产业,油田有右11凹陷,其中最大组成最大的凹陷是属于江陵凹陷以及潜江凹陷。江汉油田沉积相大部分为岩性为膏质泥岩,盐湖沉积,岩盐夹粉砂岩,钙芒硝。江汉的油田储油层主要为第三系,其中的潜江组为主,是碱性岩层,以岩盐,泥岩,砂岩为主,三种岩性地层中交替的出现,组有三百个断层,断裂的活动是主方向的有顺时针的序偏转特点,经历褶皱、改造以及强化三阶段,该组的岩层以主要油田岩性具有了以下特点:1. 半油砂,满岩盐,较分散,油圈闭较小 2.向南砂岩层逐渐变薄3.储层物性好,圈闭面积小,断层数量多。
  二、施工的难点
  1.第四系的冲积黄土中钻进,容易发生泥包现象和钻井液漏失;
  2.延长组中的泥岩段或泥质砂岩钻进时,易发生缩径卡钻或吸钻;
  3.延长组中在页岩互层段或者砾石夹砂岩钻进时,容易发生卡钻、掉块、坍塌的事故。
  4聚合物型无固相冲洗液的性能及配方
  针对于上述施工的难点,我们钻井队分析了地层的特点,根据它的特点配用各异性能冲洗液,后证明在应用中作用效果明显。
  4.1一开钻进的地层为第四系的冲积黄土。主要因为大部分的油井在山上,它的钻井深度100—150m左右,如果一开钻进就遇到钻井液漏失的时候,就会对钻进效率产生的影响极大。所以在为了预防漏失的现象发生,从而提高钻进效率,在钻进中应使用聚合物型无固相冲洗液。
  三、冲洗液的配方组成
  1.主剂E:聚乙烯醇(醇解度88%,聚合度1700),加量0.6~0.8%;
  2.主剂F:水解聚丙烯酰胺(水解度30%,分子量7~9百万),加量0.10~0.12%; 3)助剂G:加量0.028~0.032%;
  3.助剂H:加量0.018~0.19%。
  冲洗液的配制工艺
  4.将主剂E与主剂F按8:3混合后(取其名为PEF),放入723。C左右的热水里搅拌均匀到溶解为止(配制的浓度为6.1%左右)。一般应搅拌3小时后然后浸泡8小时以上。
  应先将主剂A和B混匀后,向热水中、加入,要边搅拌边散。
  5.按配制2.13m3的冲洗液计算,取上0.32~0.33kg的助剂E,取上0.8kg~1.0的助剂F,并加水进行溶解(E和F的溶解浓度为5。9%左右)。如果E溶解慢,久可采用498。C的左右温水进行溶解。 助剂E、F的溶解较快,现场配浆使用前的30分钟进行溶解即可。
  6.取 300升6.23%浓度的PEF,放入2.76m3(含溶解助剂G、H用水量)水中进行的搅拌,再先加入已经溶解好辅助剂E,搅拌20min左右,然后入溶解好的辅助剂G,搅拌8分钟至均匀即可。
  经过使用该冲洗液以后后,有效控制漏失层,并且对遇到红粘土层的造浆也产生了抑制作用,从而有效的避免了泥包和吸钻现象发生。
  7.二开的钻进,从而在钻进的延长组中泥岩段或砂质泥岩时,因为泥岩遇水而容易膨胀并且发生缩径,所以应在钻进中清换一开使用的聚合物型无固相冲洗液(由于表层钻进遇到的红粘土层对冲洗液的污染比较严重)进而重新配制聚合物型无固相冲洗液。冲洗液的配方组成做了一些改动:
  7.1主剂E:聚乙烯醇(醇解度89%,聚合度2100),加量0.64~0.88%;
  7.2主剂F:水解聚丙烯酰胺(水解度33%,分子量8~10百万),加量0.12~0.14%;
  7.3助剂G:加量0.029~0.035%;
  7.4助剂H:加量0.019~0.23%。
  使用聚合物型无固相冲洗液后,应用缩径地层,高分子的聚合物抑制失水的量,进而控制了地层遇水的膨胀,有效降低了卡钻事故率,从而达到钻井安全高效的目的。
  7.4如果遇到延长组中的砾页岩、石夹砂岩互层段时的孔壁容易坍塌,所以在钻进中使用以下的配合比来进行的聚合物型无固相冲洗液。
  冲洗液的配方组成做了一些改动:
  7.5主剂E:聚乙烯醇(醇解度90%,聚合度2300),加量0.69~0.86%;
  7.6主剂F:水解聚丙烯酰胺(水解度43%,分子量9~11百万),加量0.16~0.23%;
  7.7助剂G:加量0.021~0.031%;
  7.8助剂H:加量0.011~0.21%。
  使用该聚合物型无固相冲洗液对于掉块、坍塌地层,高分子的聚合物形成致密护壁薄膜,从而对孔壁起到了抑制坍塌作用。
  四、聚合物型无固相冲洗液
  聚合物型无固相冲洗液中有HO-—CMC—Na、聚合物、纳米乳液等适度的互相交联,提高冲洗液的粘度,从而降低失水量,与其它处理剂同时一起通过多的点吸附、离子交换吸附、架桥等,在岩石的表面形成一层致密的护壁薄膜,对掉块、坍塌、渗漏、膨胀缩径等地层都能起到良好护壁的作用。由于在石油钻井中,要求冲洗液有较好的悬浮岩粉能力能和聚合物钻井液和纳米乳液就具备这些性能,所以起石油的钻井中较好钻井液的处理剂润滑作用。
  5.应用效果的分析
  1.流程分析
  地质工作者根据油藏的地质特点与油水运动规律,从而进行油田开发各种技术和工艺进而划分出来的不同开发阶段,进行研究每个的开发阶段主要用来对开发特点和开采对象和存在的主要冲突,进而采用相应的措施。
  该流程是在进行油田开发的初期,对于基于现场试验研究和不断的探索基础上从而确定的处理工艺。后来采用的各种处理流程,基本都是在此基础上发展、完善起来的。该工艺解决油田开发的初期,从脱水站脱出水的油水分离的问题,进而实现污油的回收,并且将处理后的水回注高渗透油层。由此通过该工艺通过多年的生产运行总结和设计研究,形成了一套较为完整的处理技术。该工艺具有除油效率较高,出水的水质稳定,维护比较管理方便等诸多的优点,所以得到广泛的应用。
  2.经济指标的分析
  在汉江采油厂第四油区,我院324井队2005年和2006年施工的技术经济指标对比见表A(同期相对比)。
  从表A可以看出,在使用聚合物型无固相冲洗液后,在同条件、同工期情况下,完成经济效益与工作量都有了明显增长,与此同时事故率却大幅度的下降。
  六、结论
  1.通过聚合物型无固相冲洗液的应用,减少了停待时间,降低了钻井事故率,大幅度提高了钻井效率。
  2.聚合物型无固相冲洗液携带岩屑能力强,具有较强的剪切稀释性能,对油层无污染,洗井效果好。
  3.在水资源缺乏的干旱地区,使用聚合物型无固相冲洗液便降低了用水量。
  4.保持了井壁的稳定,有效抑制了缩径现,象的发生,对泥岩具有不分散的作用。
  5.减少了泥皮粘附卡,润滑性能好,降低了钻具磨损,延长了钻头,吸钻事故的使用寿命。
  参考文献:
  [1]董蓓. 石油钻井成本精细化管理研究[D].中国石油大学,2010.
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  [3]李兴兵. 新型无固相冲洗液在石油钻进中的应用[J]. 西部探矿工程,2011,09:59-60.
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