諶鵬飛

中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)事業(yè)部 河北 燕郊 065201

在馬來西亞Betam油田某井中，按照作業(yè)者要求，設(shè)計8-1/2”儲層鉆井液為無固相鉆開液體系，且在完井程序中，需要在井底泵入破膠液，延遲井底工作液和泥餅反應(yīng)時間。主要目的是由于在水基鉆開液體系中，加入了高分子提粘劑PFVIS150，該處理劑分子量長達200-300萬，體積大，粘度高。PF-VIS150經(jīng)鉆頭水眼高速噴射剪切后，以低分子量濾液液相的形式進入油氣孔隙通道，且由于在地層孔隙中界面張力的影響，濾液容易吸附和滯留在油氣縫隙中，造成油氣流通通道受阻，導(dǎo)致油田產(chǎn)能降低。因此，在鉆井液設(shè)計中，需要在裸眼段中替入破膠液對泥餅進行破壞，以恢復(fù)近井壁滲透率，達到提高產(chǎn)能的目的[1]。但如果實施專門的破膠程序，即：在下完篩管后，用完井液頂替出井中鉆井液，再將裸眼段替入破膠液，等待破膠，時間較長[2]，這必將增加鉆機時間，加大甲方作業(yè)日費。同時，完井周期時間長，儲層也會受到更多潛在的污染，導(dǎo)致產(chǎn)能降低。因此，作業(yè)者h要求破膠液在最初的8h內(nèi)，失水小于8mL，且在8d內(nèi)完全移除泥餅，且?guī)r心滲透率恢復(fù)值達到85%。因此，針對作業(yè)者要求，專門設(shè)計并混配了一種延時破膠液，在最初8h內(nèi)，在淀粉酶的催化下，消耗包裹在產(chǎn)酸劑外部的表面活性劑，并逐漸釋放出H+，延緩泥餅破壞程度。并將破膠液濾液失水控制在5ml之內(nèi)，8d后巖心滲透率恢復(fù)值達到114%。使用該體系破膠后，產(chǎn)量超出作業(yè)者配產(chǎn)預(yù)期。

1 地質(zhì)與工程概況

1.1 地質(zhì)概況

Betam-A15ST2井位于西馬PM307區(qū)塊，水深74.7m。設(shè)計斜深5325.36m，垂深1653.3m，儲層段為淺棕色、破碎性疏松粉沙巖。井底溫度92℃，井底壓力為1700 psia/6.2ppge.

1.2 工程概況

本井在13-3/8”套管內(nèi)下入斜向器開窗，并在12-1/4”井段使用合成基泥漿造斜鉆進至4831m，并在K10.1層位中著陸。儲層8-1/2”井段采用水基鉆開液鉆井，并下入5-1/2”篩管進行完井作業(yè)。

2 技術(shù)難點

破膠液是具有在一定溫度下對大分子聚合物鉆井液體系進行有效降解、容易返排、能減輕鉆井液長期滯留地層造成傷害等特點的一種添加劑。 本井的井底溫度為90℃左右，過高的溫度會導(dǎo)致破膠液中的酸性（H+）釋放速度加快，高分子聚合物的降解速度加快，導(dǎo)致破膠液失水增大，提前破膠。

3 室內(nèi)配方優(yōu)選與評價

3.1 8-1/2”水基EZFLO 鉆開液配方

鉆井水+1ppb燒堿 + 28.7ppb氯化鉀 + 6ppb PFEZFLO + 1ppb PF-VIS150+11ppb PF-UHIB + 11ppb PF-LUBE + 15ppb CaCO3。其中燒堿提供泥漿的堿度，提高pH值，使泥漿呈堿性環(huán)境。氯化鉀提供鉀離子，抑制水敏性地層水化分散，防止井壁坍塌。PF-EZFLO，儲層用改性淀粉，減低泥漿的濾失量。PF-VIS150，高分子材料，儲層用增粘提切劑。PF-UHIB，聚氨類產(chǎn)品，抑制泥頁巖水化分散。PF-LUBE，水基潤滑劑，水平段鉆進中減低鉆柱扭矩。CaCO3，加重材料，提高泥漿比重，并可和延時破膠液釋放的酸進行反應(yīng)，打開油氣縫隙通道。

3.2 延時破膠液的室內(nèi)配方優(yōu)選和評價

（1）延時破膠液配方優(yōu)選

經(jīng)室內(nèi)優(yōu)選評價，確定優(yōu)化后的破膠液配方：

95% 體積KCL鹽水（9.2ppg） + 2g PF-HEC +5%體積PF-Precursor + 1g PF-Enzyme。其中鹽水提供比重，滿足井控要求。PF-HEC，羥乙基纖維素，可在泥餅形成一層保護膜膜，延緩酸對泥餅的破壞。PF-Precursor 產(chǎn)酸劑，由表面活性劑包裹，提供H+破壞泥餅。PF-Enzyme淀粉酶催化劑，能破壞由淀粉降濾失劑和碳酸鈣加重劑形成的泥餅，同時可以和PF-Precursor產(chǎn)酸劑外部的表面活性劑反應(yīng)。

（2）地層巖芯滲透率恢復(fù)值實驗

室內(nèi)通過配制8-1/2”鉆開液，測API濾失得到泥餅。同時，通過甲方提供的地層巖芯，泥餅浸泡8d后，測泥餅的滲透率恢復(fù)值，測試程序如下：

（a）準備作業(yè)者提供的巖芯，測量基礎(chǔ)參數(shù)，按照表1配方，模擬配制真空條件下飽和地層水，后持續(xù)浸泡巖芯16h。

表1 飽和地層水配方

（b）使用巖芯流量計測量巖心流體的滲透率，在實驗溫度下使用合成基油Saraline 185 V單向氣驅(qū)替油，見圖1，記錄初始滲透率，讀數(shù)穩(wěn)定時Ko。

圖1 巖芯污染前壓力曲線

（c）使用受污染的鉆井液在3.5MPa和190°F條件下，反向沖洗巖芯2h;

（d）配制延時破膠液，置換1倍孔隙體積的破膠液，停泵，在壓力下保持浸泡巖芯8d;

（e）用合成基油Saraline 185 V沿初始滲透位移方向單向氣驅(qū)油置換，見圖2，記錄污染后滲透率的穩(wěn)定讀數(shù)，Kod。

圖2 泥餅破膠后壓力曲線

（f）計算滲透率恢復(fù)值Rd=Kod/KoX 100%，如表2所示。

表2 滲透率恢復(fù)值測試結(jié)果

結(jié)論：通過圖1可見，在巖芯未被污染前，最大驅(qū)替壓力在4800s時間段約為0.09MPa。在3.5 MPa壓力和190°F溫度條件下，巖芯浸泡8 d后，通過制備的延時破膠液破壞泥餅。從圖二可得出，在5000s時段，最大驅(qū)替壓力約為0.06MPa。說明巖芯污染后，在相似的時間段內(nèi)，巖芯的驅(qū)替壓力低于該巖芯污染前的驅(qū)替壓力，巖芯污染后返排壓力小，滲透率恢復(fù)效果良好。 同時，可以計算得出，滲透率恢復(fù)值Rd為114.75%，遠超作業(yè)者要求的85%。另外，由于滲透率恢復(fù)值Rd超過100%，該延時破膠液可能對該巖芯滲透率恢復(fù)值具有一定的改造作用。

破膠液延時破膠實驗

由于PF-Precursor產(chǎn)酸劑包裹著一層表面活性劑，需要消耗掉該表面活性劑后，酸性（H+）才被釋放出來，因此需要在室內(nèi)評價8個小時內(nèi)的該延時破膠液的pH值，以及在8h內(nèi)的漏失量。同時，由于在8-1/2”地層可能存在漏失，按照作業(yè)者鉆井設(shè)計，存在加入哈里伯頓儲層暫堵材料KMAX的可能性，因此，整個延時破膠室內(nèi)評價實驗如表3所示。

表3 漏失量和pH實驗

結(jié)論：通過表3的評價實驗，在最初的8個小時內(nèi)，隨著淀粉酶和產(chǎn)酸劑表面的表面活性劑反應(yīng)，H+逐漸被釋放出來，酸性逐漸增強，漏失量逐漸增加。在8個小時內(nèi)總漏失量為4.4mL，完全滿足作業(yè)者8h內(nèi)，總漏失量8ml要求。同時，在有暫堵材料KMAX存在情況下，破膠液在5d后漏失量達到突破峰值，滿足甲方在8d內(nèi)，泥餅完全清除的要求。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

4.1 延時破膠工藝程序

按照延時破膠液配方順序，在完鉆循環(huán)鉆井液期間，配制好破膠液，按照延時破膠工藝進行破膠。

完鉆后，振動篩換上高目數(shù)篩網(wǎng)，開泵循環(huán)泥漿，直至振動篩面干凈。后在裸眼段替入新的無污染EZFLO鉆開液。

起鉆，組合刮管工具，下至9-5/8”套管內(nèi)，刮管，循環(huán)泥漿直至振動篩面干凈。

下入5-1/2”篩管，鉆桿送至裸眼段至5370m，封隔器下至4796m。

用35桶鹽水頂替128桶延時破膠液至裸眼段。利用破膠液的延時破膠能力，浸泡7-8個小時后，破膠液破除井壁上的泥餅，漏失。

坐封封隔器，關(guān)閉MFIV閥。9-5/8”套管內(nèi)鉆開液用海水循環(huán)頂替至干凈，NTU小于35，后9-5/8”套內(nèi)的海水，全部替入9.0ppg封隔液。

起2-7/8”沖管和5-1/2”送入鉆桿，下入生產(chǎn)管柱，安裝采油樹，轉(zhuǎn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

4.2 現(xiàn)場應(yīng)用效果

使用該延時體系破膠后，Betam油田某井投入生產(chǎn)后，產(chǎn)量高達1000BODP，遠超出作業(yè)者配產(chǎn)預(yù)期。

5 結(jié)論

隨著時間的增加，產(chǎn)酸劑外部的表面活性劑消耗增加，釋放出的H+增加，酸性越來越大，對泥餅的破壞作用越強。

使用優(yōu)選出來的延時破膠液，能非常有效的清除近井壁地帶的泥餅，恢復(fù)滲透率，開打油氣縫隙通道，最大化的保護油氣儲層，增加油氣產(chǎn)能。

該延時破膠液在地層溫度90℃時，具有良好的儲保效果，且具有一定的改造儲層滲透率的效果。