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        文昌13-2油田密閉取心鉆井液技術(shù)

        2014-11-22 05:27:18向雄程玉生中海油服油田化學(xué)事業(yè)部湛江基地廣東湛江524057
        石油天然氣學(xué)報(bào) 2014年8期
        關(guān)鍵詞:潤(rùn)滑性抑制性井段

        向雄,程玉生(中海油服油田化學(xué)事業(yè)部湛江基地,廣東 湛江 524057)

        密閉取心是我國(guó)20世紀(jì)60年代發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)技術(shù)。它是在普通鉆井液鉆井的條件下,將密閉液裝入取心內(nèi)筒、在巖心形成進(jìn)入內(nèi)筒后,密閉液將巖心保護(hù)起來(lái),防止巖心污染,通過(guò)巖心取樣分析化驗(yàn),取得該區(qū)塊準(zhǔn)確的油層含油水飽和度資料的一種方法。為了進(jìn)一步認(rèn)識(shí)文昌13-2油田儲(chǔ)層,必須掌握中、高含水期油田的剩余油分布、水洗程度、水進(jìn)方向等資料;依據(jù)巖心、測(cè)井和室內(nèi)分析化驗(yàn)研究含油性(特別是低阻)與電性之間的相互關(guān)系,為測(cè)井資料解釋油層及認(rèn)識(shí)油藏服務(wù)[1~4]。筆者通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn),優(yōu)化出了一套滿足密閉取心作業(yè)的取心井段鉆井液體系,并成功應(yīng)用于現(xiàn)場(chǎng)密閉取心施工過(guò)程中。

        1 文昌13-2油田儲(chǔ)層特征及對(duì)鉆井液的技術(shù)要求

        1.1 文昌13-2油田儲(chǔ)層特征

        文昌13-2油田屬于高孔高滲儲(chǔ)層,目前該油田已進(jìn)入中、高含水期,且文昌13-2平臺(tái)沒有空余井槽,因此須采用側(cè)鉆的方式。為了研究文昌13-2油田水驅(qū)程度、剩余油分布及飽和度標(biāo)定,擬鉆領(lǐng)眼井,其中領(lǐng)眼井鉆穿新近系珠江組二段1上油組,并取珠江組一段3油組、珠江組一段5油組、珠江組二段1上油組全巖心,然后根據(jù)取心情況再?zèng)Q定后續(xù)鉆井計(jì)劃。珠江組一段3油組、珠江組一段5油組、珠江組二段1上油組巖性主要為灰色泥巖夾雜淺灰色粉砂巖,其中上部為灰色泥巖,下部為灰色油斑泥質(zhì)粉砂巖與灰色泥巖互層,底部夾淺灰色油跡鈣質(zhì)粉砂巖。需要密閉取心的領(lǐng)眼井,井斜28°,裸眼長(zhǎng)達(dá)1800m,且中間夾雜較多泥巖,給井眼清潔、井壁穩(wěn)定以及鉆井液潤(rùn)滑性都提出較高要求。

        1.2 密閉取心鉆井液技術(shù)要求

        密閉取心鉆井液API濾失量≤3mL,能形成薄而韌的泥餅;抑制性好,井壁穩(wěn)定無(wú)縮徑、無(wú)坍塌;攜砂性能好,井眼清潔;潤(rùn)滑性能好。

        2 室內(nèi)試驗(yàn)

        2.1 鉆井液配方

        為達(dá)到高的密閉取心率,對(duì)取心井段鉆井液提出了 “三低”的要求,即低污染、低摩阻、低失水。為此,室內(nèi)以水基陽(yáng)離子聚合物PF-PLUS、KCl為主處理劑提高鉆井液的抑制性;將改性淀粉PF-FLO、聚陰離子纖維素PF-PAC-LV、零滲透劑PF-ZP進(jìn)行復(fù)配,降低濾失量,形成優(yōu)質(zhì)的泥餅;同時(shí)使用PF-GJC聚合醇,提高鉆井液的抑制性、潤(rùn)滑性和高溫降濾失性能[5];使用封堵劑PF-GBL保證井壁穩(wěn)定性;使用提切劑PF-XC提高泥漿的屈服值和動(dòng)切力。通過(guò)試驗(yàn)研究?jī)?yōu)化出了滿足取心井段要求的低濾失抑制型聚合物鉆井液體系,配方如下:

        3%海水土般土漿+0.2%燒堿+0.2%純堿+0.5%PF-FLO+0.6%PF-PAC-LV+3%PF-GJC+2%PF-GBL+2%PF-ZP+2%超細(xì)碳酸鈣+3%KCl+0.3%PF-PLUS+0.1%PF-XC,重晶石加重至1.15 g/cm3(配方中的百分?jǐn)?shù)為質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)。

        2.2 鉆井液流變性能

        按上述配方配制取心井段鉆井液,熱滾條件90℃×16h,冷卻取出,50℃下測(cè)定其流變性及API濾失量,試驗(yàn)結(jié)果見表1??梢钥闯?,該取心井段鉆井液流變性能好,API濾失量為2.5mL。

        表1 室內(nèi)配方試驗(yàn)結(jié)果

        2.3 鉆井液的抑制性能

        采用熱滾回收試驗(yàn)方法評(píng)價(jià)了該取心井段鉆井液的抑制性能。該取心井段鉆井液能把巖樣的熱滾回收率從清水中的36.0%提高到94.0%。表明其抑制鉆屑分散的能力很強(qiáng),能有效防止因水化造成的井壁不穩(wěn)。

        3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況

        3.1 工程簡(jiǎn)況

        3.2 取心井段鉆井液性能維護(hù)情況

        開鉆鉆井液配方:1.5%海水土般土漿+0.25%燒堿+0.125%純堿+0.625%PF-PAC-LV+2.125%PF-GJC+3%PF-GBL+5%KCl+0.5%PF-FLO+0.5625%PF-PLUS,重晶石加重至1.15g/cm3。

        由于文昌13-2油田含有大段泥巖,質(zhì)軟、且易水化膨脹,所以在取心井段上部泥巖層鉆進(jìn)時(shí),主要利用PF-PLUS和KCl提高鉆井液的包被抑制性,控制泥巖水化膨脹。根據(jù)振動(dòng)篩巖屑返出情況,及時(shí)補(bǔ)充抑制劑。同時(shí)需要控制鉆井液低密度及固相含量,維持鉆井液較低黏度,為密閉取心降低濾失添加材料留足夠空間,以滿足密閉取心要求控制低的API濾失量;另受泥漿泵影響,排量較低,需提高動(dòng)切力,以利攜砂。鉆進(jìn)至取心井段前,考慮到密閉取心要求,直接在循環(huán)系統(tǒng)中加入PF-PAC-LV、PF-ZP、PF-FLO,改善泥餅質(zhì)量,降低API濾失量至2.6mL。為了避免黏度增長(zhǎng)過(guò)快,現(xiàn)場(chǎng)通過(guò)在循環(huán)系統(tǒng)中補(bǔ)充稀膠液(海水+燒堿+純堿+PF-GJC+PF-PAC LV+PF-ZP)的方式,控制鉆井液漏斗黏度至65s以內(nèi);鉆進(jìn)至取心位置,在循環(huán)系統(tǒng)中加入PF-ZP、PF-PAC-LV,進(jìn)一步將濾失量降低至2.0mL;同時(shí)加入PF-GBL,增強(qiáng)鉆井液的封堵性;在取心作業(yè)時(shí),將篩布目數(shù)盡可能換成100目以上,全程開啟離心機(jī),補(bǔ)充新膠液降低固相含量,并加入PF-XC-H提高鉆井液的懸浮攜砂性。實(shí)鉆證明該鉆井液體系具有良好的流變性(黏度53~62s)和較低的API濾失量(<3mL),其中潤(rùn)滑性、井壁穩(wěn)定性和抑制性等也都很好地滿足了密閉取心的要求,為優(yōu)質(zhì)取心打好基礎(chǔ)。取心期間鉆井液性能見表2。

        表2 取心期間的鉆井液性能

        3.3 取心作業(yè)效果

        表3 巖心示蹤劑分析結(jié)果

        4 結(jié)論

        1)取心鉆井液體系采用改性淀粉PF-FLO、零滲透劑PF-ZP等降失水材料合理搭配聚陰離子纖維素PF-PAC-LV,降低鉆井液濾失量的效果良好,為獲取較高密閉取心率打好基礎(chǔ)。

        2)取心鉆井液體系采用PF-GBL及PF-GJC等封堵材料的合理搭配,能有效改善泥餅質(zhì)量,提高潤(rùn)滑性,且井壁穩(wěn)定。

        3)在密閉取心過(guò)程中,合理調(diào)整鉆井液的濾失量和流變性,保證了密閉取心作業(yè)的順利進(jìn)行,8趟取心過(guò)程收獲巖心率和密閉取心率均達(dá)100%。

        [1]劉欣穎,重點(diǎn)密閉取心井文檢3井鉆井液技術(shù) [J].內(nèi)蒙古石油化工,2009,19(3):97~98.

        [2]羅軍,張國(guó)麗,楊立文,等 .遼河油田Q40塊蒸汽驅(qū)稠油油藏保形密閉取心技術(shù) [J].鉆采工藝,2009,32(6):120~121.

        [3]李開榮,薄萬(wàn)順 .密閉取心技術(shù)的新發(fā)展 [J].石油鉆采工藝,1998,20(2):36~38.

        [4]范文星 .密閉取心井鉆井技術(shù)及其問(wèn)題探討 [J].石油天然氣學(xué)報(bào)(江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)),2007,29(2):129~132.

        [5]王亮,吳正權(quán),曾建,等 .聚合醇在鉆井液中濁點(diǎn)變化規(guī)律研究及應(yīng)用 [J].鉆采工藝,2009,32(6):85~87.

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