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        吐哈油田神泉8區(qū)塊有機(jī)鹽鉆井液技術(shù)現(xiàn)場實(shí)踐

        2019-10-21 08:57:49柯建興柏富友王崇剛張旻
        中國化工貿(mào)易·下旬刊 2019年6期
        關(guān)鍵詞:抑制性

        柯建興 柏富友 王崇剛 張旻

        摘 要:吐哈油田神泉8區(qū)塊第三系存在大段鹽膏層,縮徑及鹽溶易形成不規(guī)則井眼,泥巖易水化分散,造漿能力強(qiáng),因鉆井液抑制性不足導(dǎo)致復(fù)雜事故多發(fā)。為此開展室內(nèi)研究,分析巖石理化性能,明確復(fù)雜事故機(jī)理,并優(yōu)選出有機(jī)鹽鉆井液,并有效抑制鹽膏溶解?,F(xiàn)場應(yīng)用中大幅降低了復(fù)雜事故。

        關(guān)鍵詞:造漿;抑制性;復(fù)雜事故;有機(jī)鹽

        1 前期施工情況分析

        神泉8區(qū)塊近年完成的11口井中有6口井發(fā)生復(fù)雜事故,損失率高達(dá)12.81%,損失時間1256.67h。前期使用聚合物、聚磺鉆井液完成7口井,4口井發(fā)生復(fù)雜事故,損失率高達(dá)16.68%;2015年后使用陽離子鉆井液完成4口井,取得了一定效果,但仍有2口井發(fā)生事故,損失率達(dá)5.44%。

        2 復(fù)雜事故機(jī)理

        2.1 遇阻、卡機(jī)理

        ①粘土礦物以伊蒙混層為主,由于間層中蒙皂石的水化膨脹,其膨脹壓力主要向最薄弱的井壁釋放,將井壁泥巖推向井眼,造成縮徑;②地層中含大量石膏,易水化膨脹縮徑;③地層水化分散性強(qiáng),分散的鉆屑在鉆井液中不斷積累,致使鉆井液的坂含、固相及粘度增大,易形成虛厚泥餅導(dǎo)致阻卡。

        2.2 井壁失穩(wěn)機(jī)理

        ①地層坍塌壓力高,J2s組最高達(dá)1.35g/cm3,施工中未能及時提高鉆井液密度,地層鉆開后井壁失去支撐,導(dǎo)致井壁失穩(wěn);②鹽膏層段鹽溶引發(fā)地層剝蝕掉塊,形成不規(guī)則井眼;③粘土礦物中蒙皂石和伊利石在膨脹能力上的差異,在鉆井液濾液進(jìn)入泥巖后產(chǎn)生不同的膨脹壓力,使泥巖產(chǎn)生裂縫,從而導(dǎo)致泥巖的剝落掉塊。

        2.3 優(yōu)選主處理劑加量

        2.3.1 抑制劑加量確定

        實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:隨IND30濃度提高,神泉8區(qū)塊不同地層巖屑回收率均逐步增大,加量達(dá)到0.3%時抑制性已較好,超過0.4%后抑制性提高幅度不明顯,最佳加量確定為0.3-0.4%。

        2.3.2 降濾失劑確定

        Redu1降濾失效果最好,最佳加量確定為1-1.5%。

        2.3.3 有機(jī)鹽加量確定

        有機(jī)鹽Weigh2隨著加量的增加,抑制鹽溶解能力增強(qiáng),加量為20-60%時升高幅度較小,從經(jīng)濟(jì)的角度考慮,確定有機(jī)鹽加量為10-15%。

        2.3.4 封堵劑加量確定

        隨著封堵劑加量的增加,砂床浸入深度減少,2%加量時即有較好的封堵效果,超過3%后變化不明顯,選擇最佳加量為2-3%。

        2.3.5 增粘劑確定

        在基漿中分別加入0.2%的增粘劑XC、HV-PAC、HV-CMC測其常規(guī)性能。相同條件下XC提粘效果最佳。

        2.3.6 體系配方確定

        根據(jù)主處理劑優(yōu)選結(jié)果,結(jié)合鉆井液常用處理劑加量,最終確定體系基礎(chǔ)配方:

        清水+4%土粉+0.3-0.4%IND30+1-1.5%Redu1+2-3%NFA-25+2-3%PGCS-1+2-3%QCX-2+10-15%Weigh2+ 0.2%XC+0.1%NaOH。

        3 現(xiàn)場應(yīng)用情況

        3.1 鉆井液轉(zhuǎn)化

        ①使用一開坂土漿鉆水泥塞及上部礫石層,期間根據(jù)地面泥漿量情況放掉部分水泥污染井漿,配合純堿除鈣;②鉆至泥巖(約650m),均勻混入30-50m3(0.3%IND30+1 -1.5%Redul+10%Weigh2)膠液,調(diào)整鉆井液性能,控制粘度40-50s,濾失量10-8mL,坂含<50g/l,固相含量<7%。

        3.2 鉆井液維護(hù)要點(diǎn)

        ①以0.3-0.4%IND-30+1-1.5%Redul復(fù)配膠液正常維護(hù),提高抑制性、控制失水,配合使用黃原膠維持粘度在(45-55s),保持動切力不低于6Pa,以減少對井壁的沖刷,避免井徑擴(kuò)大;②鹽膏段嚴(yán)格控制失水,分別在500、1000、1500m加入10噸有機(jī)鹽,抑制鹽溶;③定向前100m加入1-1.5%PGCS-1,逐步提高含量至2-3%;④J2q及以下地層,加入2-3%NFA-25、2-3%QCX-2強(qiáng)化造壁防塌;⑤井深1000m后逐步提高鉆井液密度,平衡地層坍塌壓力。密度控制范圍分別為:井深1500-1800-2000-2300m,對應(yīng)密度1.20-1.23-1.25-1.30g/cm3。

        4 應(yīng)用效果

        ①降低了復(fù)雜事故,復(fù)雜事故損失率0,降低12.81個百分點(diǎn);縮短鉆井周期,同比應(yīng)用前減少17.25天,減少幅度46.42%;②鉆井液抑制性強(qiáng)、性能穩(wěn)定,有效控制了坂含、固相,同比應(yīng)用前降低20-30%;③有效抑制了鹽溶,完成井平均最大Cl-含量2.48萬g/l,同比應(yīng)用前降低1.09萬g/l,降低了30.4%;未發(fā)生坍塌劃眼現(xiàn)象,井徑規(guī)則,平均井徑擴(kuò)大率同比降低7.22個百分點(diǎn)。

        5 認(rèn)識和結(jié)論

        ①有機(jī)鹽鉆井液不但具有較強(qiáng)的抑制粘土礦物水化分散、膨脹及抑制鹽膏溶解作用,而且具有良好的流變性,減少了井下復(fù)雜與事故;②有機(jī)鹽鉆井液抑制性強(qiáng),可有效解決吐哈油田造漿嚴(yán)重井段坂含、固相難控制問題,且具有很強(qiáng)的抑制鹽膏溶解能力,適合在吐哈西部鹽膏層發(fā)育及易水化分散區(qū)塊推廣應(yīng)用。

        參考文獻(xiàn):

        [1]徐同臺等.鉆井工程井壁穩(wěn)定新技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1999.

        [2]徐同臺.油氣田地層特性與鉆井液技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社,1998.

        [3]鄢捷年等.鉆井液工藝學(xué)[M].東營:石油大學(xué)出版社,2001.

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