完井液體系介紹

1、泥漿塘沽基地系列培訓(xùn)教材,完井液體系介紹,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,1,完井液體系,?,過(guò)濾海水,?,NaCl,鹽水,?,KCl,鹽水,?,CaCl,2,鹽水,?,PDF-HTA,完井液,?,溴鹽完井液,?,甲酸鹽完井液,?,固化水堵漏壓井液,隱形酸完井液體系,PDF-HTA Completion Fluid,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,3,產(chǎn)生的背景,?,在鉆井、固井或壓井、修井等作業(yè)過(guò)程中，在井筒液柱正壓差的作用,下，各種作業(yè)液中的固相微粒和液相不可避免會(huì)侵入儲(chǔ)層。各種作業(yè),液之間，各種作業(yè)液與儲(chǔ)層流體、礦物之間均存在一定的不配伍，容,易造成儲(chǔ)層損害，

2、而且這種損害深度遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了射孔的深度，不可能,用射孔的方法來(lái)解除，從而導(dǎo)致儲(chǔ)層損害，降低油井產(chǎn)能。,?,在長(zhǎng)期的完井液和壓井、修井液的實(shí)踐中，基于腐蝕與防腐的工程技,術(shù)出發(fā)，都是使用堿性,pH,值環(huán)境的完井液和修井液,。,?,這些工作液體系經(jīng)過(guò)大量的研究可以做到儲(chǔ)層的低損害，技術(shù)參數(shù)達(dá),到儲(chǔ)層保護(hù)的要求，但是它不能解除和克服上述機(jī)理對(duì)儲(chǔ)層已造成的,損害，不能進(jìn)一步的改善儲(chǔ)層，達(dá)到油井增產(chǎn)的目的。,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,4,隱型酸完井液,?,國(guó)外各油公司在完井作業(yè)后，采用酸洗的方式來(lái)解除液相、處理劑和酸溶性,暫堵劑對(duì)儲(chǔ)層的損害。,?,如果改變完井液和修井液的,pH,值環(huán)境

3、為酸性，一方面改變了高價(jià)金屬離子的,存在環(huán)境，可以防止各種有機(jī)垢和無(wú)機(jī)沉淀的產(chǎn)生；另一方面，如果前期作,業(yè)液中形成了有機(jī)垢和無(wú)機(jī)沉淀，可用酸性完井液和修井液來(lái)解除，而且對(duì),近井壁帶的大分子、固相微粒和可酸溶性的儲(chǔ)層礦物均可產(chǎn)生溶蝕作用，從,而達(dá)到保護(hù)和改善儲(chǔ)層的效果。實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)的保護(hù)儲(chǔ)層的完井、修井液向改,善儲(chǔ)層的完井、修井液方向發(fā)展，達(dá)到投產(chǎn)增產(chǎn)的技術(shù)效果。,?,隱型酸完井液體系是在傳統(tǒng)的堿性完井液基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，是以工程性能,為主，向以儲(chǔ)層保護(hù)性能為主而研究完井液的認(rèn)識(shí)觀念的重大突破，也是從,低傷害儲(chǔ)層的完井液向改造儲(chǔ)層的完井液發(fā)展的重大功能的突破。,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,

4、2006,5,隱型酸完井液基本組成,?,配制介質(zhì)：過(guò)濾海水或過(guò)濾地?zé)崴??,處理劑：粘土穩(wěn)定劑（,HCS,）、隱型酸螯合劑（,HTA,）、緩蝕劑（,CA101,）、返排劑（,PF-WD,）,?,密度調(diào)節(jié)劑：,NaCl/KCl,(1.01,1.20g/cm,3,),；,PF-CONa/PF-COK,(1.01,1.60g/cm,3,),；,CaCl,2,(1.01,1.39g/cm,3,),；,CaCl,2,/CaBr,2,(1.40,1.80g/cm,3,),；,CaBr,2,/ZnBr,2,(1.81,2.30g/cm,3,),COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,6,粘土穩(wěn)定劑的

5、加量,100,90,80,70,60,50,40,30,20,10,0,0,1,2,HCS加量（%）,3,4,防,膨,率,（,%,）,HCS,在加量超過(guò),2%,時(shí)防膨率趨于穩(wěn)定，故粘土穩(wěn)定劑,HCS,最佳加量為,2%,。,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,7,粘土穩(wěn)定劑的加量,?,粘土穩(wěn)定劑,HCS,在油砂上的飽和吸附濃度為,1.5,2.0%,，因此完井液中,HCS,的加量1.5%,?,射孔液首次與儲(chǔ)層接觸，射孔液中,HCS,的加量,2.0%,?,壓井液、充填液、工作液中的,HCS,的加量1.5%,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,8,隱型酸完井液的特點(diǎn),-,降低,pH

6、,值,10,9,8,7,6,5,4,3,2,1,0,0,0.1,0.2,0.3,0.4,HTA加量（%）,0.5,0.6,p,H,值,溶液中,HTA,濃度增加，,pH,值下降，當(dāng),HTA,加量為,0.5%,時(shí),，鉆井液濾液和水泥漿濾液的混合溶液,pH,值從,9.0,降到,1.0,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,9,隱型酸完井液的特點(diǎn),-,消除無(wú)機(jī)沉淀,250,濁,度,（,N,T,U,）,200,地層水與水泥漿濾液,150,100,50,0,泥漿濾液與水泥漿濾液,0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,HTA加量（%）,0.6,HTA,改變了各種作業(yè)液的,pH,值環(huán)境，消除有機(jī)

7、垢和無(wú)機(jī)垢沉淀，可使前,期作業(yè)液的濁度值降到,30NTU,，滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求對(duì)儲(chǔ)層保護(hù)的要求。,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,10,隱型酸完井液的特點(diǎn),-,解除屏蔽暫堵,120,100,溶,解,率,（,%,）,80,60,40,20,0,0,0.1,0.2,0.3,0.4,0.5,0.6,HTA加量（%）,CaCO3垢，濃度1030.8mg/l,MgCO3垢，濃度805.6mg/l,HTA,對(duì)碳酸鹽類(lèi)無(wú)機(jī)垢和屏蔽暫堵材料（,CaCO,3,類(lèi)）均具有很好的溶解作用，可,以消除前期液不配伍產(chǎn)生的無(wú)機(jī)垢沉淀和酸溶性暫堵材料對(duì)儲(chǔ)層造成的損害。,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,200

8、6,11,隱型酸完井液的特點(diǎn),-,解除有機(jī)堵塞,處理劑名稱(chēng),0.6%HEC,0.5%PF-plus,0.3%Drispac-H,V,1.0?D,1.0%NaPAN,HTA,濃度（,%,）,粘度（,s,）,降解率,%,粘度（,s,）,降解率,%,粘度（,s,）,降解率,%,粘度（,s,）,降解率,%,粘度（,s,）,降解率,%,0,0.1,30.8,33.1,30.6,41.0,31.4,0.2,50.4,55.6,50.1,59.6,48.6,0.3,68.4,72.6,69.3,74.8,62.4,0.4,81.6,83.7,81.4,86.3,75.7,0.5,90.0,91.3,89.7

9、,32.0,94.6,85.4,824.4,570.5,693.9,464.2,610.6,423.8,591.8,349.2,425.7,292.0,408.9,260.3,151.7,74.2,308.1,190.1,113.1,60.4,304.7,187.5,113.6,62.9,239.1,149.1,81.1,218.8,160.1,103.4,62.1,HTA,對(duì)鉆井液、水泥漿、完井液中使用的有機(jī)大分子處理劑具有很好的,酸溶作用，消除前期作業(yè)液中有機(jī)垢對(duì)儲(chǔ)層的損害，有利于儲(chǔ)層保護(hù),COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,12,隱型酸完井液的特點(diǎn),-,溶蝕巖心,6,5,溶,蝕

10、,率,(,%,),4,3,2,1,0,0,1,2,HTA加量(%),3,4,隨,HTA,濃度增大，巖樣溶蝕率增加，殘酸,PH,值降低。但當(dāng),HTA,加量在,1.0,1.5%,時(shí)，此時(shí)巖樣的溶蝕率基本不變，但,HTA,的合理加量還需用巖心流動(dòng),實(shí)驗(yàn)來(lái)加以確認(rèn),COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,13,隱型酸完井液的特點(diǎn),-,改善儲(chǔ)層,130,120,滲,透,率,恢,復(fù),值,（,%,）,110,100,90,80,70,60,50,0.5,0.8,1,HTA加量（%）,1.2,1.5,可見(jiàn)隨,HTA,加量增加，巖心滲透率一直變大，說(shuō)明,HTA,能溶解巖心膠結(jié)物和,充填物，增大液體的滲流通

11、道，故滲透率在不斷增大，但當(dāng),HTA,加量大于,1.0%,以后，滲透率上升幅度較為緩慢，故認(rèn)為,HTA,加量以,1.0%,為宜。,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,14,隱型酸完井液的腐蝕與防護(hù),2.5,2,腐,蝕,速,度,（,m,m,/,a,）,1.5,1,0.5,0,0,0.5,1,1.5,2,2.5,CA101緩蝕劑加量（%）,3,3.5,隱形酸完井液對(duì)鋼材具有一定的腐蝕性，但加入緩蝕劑,CA101,后，腐蝕速,率小于,0.076mm/a,，可滿足完井作用要求,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,15,隱形酸完井液與原油配伍性,原油,/,完井液,100/0,90/1

12、0,80/20,70/30,60/40,50/50,粘度值（,mpa.s,）,45067,73066,71688,70309,67211,60658,原油,/,完井液,40/60,30/70,20/80,10/90,0/100,粘度值（,mpa,?,s,）,30329,原油與隱形酸完井液的混合比例在,100,：,0,到,50,：,50,范圍時(shí)粘,度超過(guò)原油本身，說(shuō)明有增粘現(xiàn)象。,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,16,PF-WD,稀釋劑的降粘作用,8,0,0,0,0,7,0,0,0,0,6,0,0,0,0,）,5,0,0,0,0,s,?,a,p,m,（,4,0,0,0,0,度,粘,

13、3,0,0,0,0,2,0,0,0,0,1,0,0,0,0,原油完井液=9010,0,0,0.,5,1,1.,5,2,2.,5,3,H,X,S,稀釋劑（%,）,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,當(dāng),PF-WD,加量增大,，原油,/,完井液以,90,10,的混合液,粘度減小，當(dāng)加,量為,1.52.5%,時(shí),，混合物粘度小,于原油本身粘度。,17,PDF-HTA,完井液現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,項(xiàng)目名稱(chēng),過(guò)濾海水,燒堿,氧化鎂,PF-HCS,PF-BPA,PF-CA101,PF-HEC,PF-JWY,破膠劑,PF-HTA,PF-OSY,工作液,1M,3,20,2,封隔液,1M,3,24,1,20,23

14、,配,方,加,量（,kg,）,射孔液,堵漏液,清洗液,1M,3,1M,3,1M,3,20,20,15,15,7,30,0.2,3,3,水填充液,1M,3,15,2,稠,塞,1M,3,12,說(shuō)明：,1,）射孔液為第一次與油層接觸的液體，所以,PF-HCS,和螯合劑加量相對(duì)較大，這樣更有利于,防止油層中粘土的水化膨脹、運(yùn)移，以及消除前期作業(yè)中濾液產(chǎn)生的沉淀。,2,）封隔液為長(zhǎng)期置于套管與油管之間的液體，應(yīng)注意加燒堿將,PH,值調(diào)至,910,，并加入,PF-,CA101,防腐殺菌劑。,3,）如果密度低時(shí)，用,KCl,等無(wú)機(jī)鹽,l,調(diào)節(jié)。,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,18,PDF-H

15、TA,完井液現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,清洗管匯與井筒,每口井射孔作業(yè)前，對(duì)泥漿池、套管及鉆具用海水沖洗，用燒堿水,(pH=12),浸泡,25,小時(shí)。再用海水,+,砂洗液,+,清洗液及過(guò)濾海水進(jìn)行清洗，直,至最后返出液的,NTU,值與出口基本接近,(,約,2629),，穩(wěn)定半小時(shí)左右。,檢測(cè)過(guò)濾海水質(zhì)量,配制完井液的海水均用,2m,過(guò)濾器過(guò)濾，過(guò)濾器出口的海水濁度值,NTU30,，粒徑,2m,。如果達(dá)不到要求，重新過(guò)濾。,嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)加藥,按照設(shè)計(jì)在過(guò)濾海水中加入藥劑，攪拌均勻備用。檢測(cè),pH,值，凡與油層,接觸的作業(yè)液,pH5,。,保證入井流體的清潔,配好的完井液應(yīng)靜止,23,小時(shí)后再入井，入井時(shí)泥漿池?cái)嚢杵?/p>

16、停開(kāi)，以,避免底部可能存在的懸浮物入井。泥漿池底殘留完井液出現(xiàn)明顯懸浮物時(shí)及,時(shí)排放，并用過(guò)濾海水沖洗。作業(yè)時(shí)的返出液如果回收利用，須用地面罐回,收，先用,10m,過(guò)濾芯粗過(guò)濾后再用,2m,精細(xì)過(guò)濾。,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,19,PDF-HTA,完井液現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用,海水,過(guò)濾,不合格,檢測(cè),NTU,值,NTU30,合格,粒徑,90%2m,按設(shè)計(jì),加藥,入井,攪拌,1,小時(shí)后,靜置,2,小時(shí)以上,檢測(cè),NTU,值及,固相粒徑分布,返出液排放或用罐回收利用,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,記錄留存,20,甲酸鹽完井液體系,Formate Completion Fl

17、uid,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,21,甲酸鹽完井液,配制介質(zhì)：過(guò)濾海水或過(guò)濾地?zé)崴?處理劑：粘土穩(wěn)定劑（,HCS,）、甲酸鹽材料（,或,PF-COK,）、緩蝕劑（,CA101,）,應(yīng)用：,渤海地區(qū)的酸敏性油田，如,:BZ25-1A,油田,產(chǎn)層壓力較大的油田,如：,JZ20-2,油田,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,PF-CONa,22,甲酸鹽物理性能,具有溶解度高、密度高、粘度低、結(jié)晶點(diǎn)低的,特點(diǎn)。,質(zhì)量百分比含量,甲酸鈉,45,飽和密度,（,g/cm,3,）,1.38,甲酸鉀,甲酸銫,20,下測(cè)定,76,83,1.60,2.37,COPYRIGHT:,泥漿

18、塘沽基地,2006,23,甲酸鹽水溶液的,pH,甲酸鹽屬于強(qiáng)堿弱酸鹽,水溶液顯弱堿性,隨甲酸鹽濃,度的增加,堿性增強(qiáng),飽和溶液,甲酸鈉,質(zhì)量百分比含量,PH,45,9.4,甲酸鉀,甲酸銫,76,83,10.6,9.0,對(duì)于堿敏性儲(chǔ)層，生產(chǎn)甲酸鹽時(shí)可同時(shí)用甲,酸來(lái)降低,PH,值,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,24,甲酸鹽水溶液的特性,?,甲酸鹽不需固體加重材料就能達(dá)到高密度,?,溶液中無(wú)懸浮顆粒，高密度時(shí)仍保持低粘,1.2,3,甲酸鈉溶液粘度稍高于,3cp,1.48,3,甲酸鉀溶液粘度約為,3cp,2.3,3,甲酸銫塑性粘度仍低于,4,p,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,20

19、06,25,甲酸鹽的實(shí)際結(jié)晶溫度與密度的關(guān)系,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,26,腐,?,實(shí)例：墨西哥灣的四口高溫井完井作業(yè),蝕,對(duì)金屬：甲酸鹽不是鹵化物，腐蝕速度比鹵化物鹽水降低,90%,?,選擇：密度、與地層的配伍性和腐蝕控制,?,現(xiàn)狀：常用鹽水完井液都可造成地層傷害，或井內(nèi)管材的腐蝕,Chevron,公司的完井液：用,NaCOOH,代替,NaCl/KCl,完井液成本增加,2030%,效果：,不用昂貴的高合金不銹鋼管材,在,320,高溫下,，腐蝕速率非常小,防止不銹鋼發(fā)生應(yīng)力開(kāi)裂,溶解已經(jīng)形成的碳酸鈣結(jié)垢物,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,27,健康安全與環(huán)境

20、問(wèn)題：,?,對(duì)甲酸鹽做了大量的環(huán)境測(cè)試，所有的甲酸鹽都可以生物降,解并且基本上無(wú)毒,?,對(duì)眼睛和皮膚無(wú)刺激作用,?,同用于鉆井,/,完井液的其他在密度高于,1.04,的甲酸鹽鹽水中，,各種微生物都不能生長(zhǎng),?,同其他高比重鹽水相比，可生物降解和環(huán)境可接受是一大優(yōu),點(diǎn),Shell,公司的結(jié)論,“甲酸的堿金屬鹽無(wú)論是對(duì)使用者還是對(duì)環(huán),境幾乎沒(méi)有什么危害。”,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,28,產(chǎn)層保護(hù),?,應(yīng)用甲酸鹽可降低或避免兩種常見(jiàn)的損害,?,避免固相侵入。不需固相加重材料，可以避免或減輕固相侵入地層,引起的地層傷害,?,避免二價(jià)陽(yáng)離子沉淀。甲酸鹽僅有一價(jià)的離子，可避免這種損害

21、,?,甲酸根離子與地層流體接觸時(shí)，不會(huì)產(chǎn)生傷害性的沉淀,?,甲酸鹽完井液，能溶解部分石灰石，對(duì)儲(chǔ)層有一定增產(chǎn),處理的效能。是“鉆開(kāi)產(chǎn)層”用鉆井液的完美選擇,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,29,固化水修井堵漏液,Solidify Water,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,30,固化水的特點(diǎn),?,性能：流動(dòng)性好，懸砂性強(qiáng)，現(xiàn)場(chǎng)易配，穩(wěn)定時(shí),間長(zhǎng)，提高功效,?,安全環(huán)保：對(duì)人體無(wú)害，可還原成清水，地層暫,堵能解除；,?,經(jīng)濟(jì)指標(biāo)：綜合成本相當(dāng)于泡沫壓井液的,50%,以下,（實(shí)際只有泡沫壓井液的,1/4,）；,?,適應(yīng)范圍：最高井溫135，地層壓力系數(shù)小于或,等于,1.

22、0MPa/100m,。,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,31,清水或鹽水固化后的流動(dòng)性,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,32,清水或鹽水固化后的狀態(tài),COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,33,清水或鹽水固化后的狀態(tài),COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,34,破膠后還原成清水或鹽水,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,35,固化水壓井修井液體系破膠方法,?,化學(xué)法破膠和氣舉聯(lián)作,?,這種方法是在作業(yè)結(jié)束后，注入化學(xué)破膠劑，固化水體系可,在半個(gè)小時(shí)內(nèi)破膠，同時(shí)產(chǎn)生數(shù)百方氣體，替噴油氣井，排,出固化水體系,?,酸液破膠,?,這種方法是和酸化聯(lián)

23、作，固化水體系見(jiàn)酸后破膠，破膠后的,水可以穩(wěn)定儲(chǔ)層內(nèi)的粘土礦物,?,氧化劑破膠,?,這種方法是作業(yè)結(jié)束后，用氧化劑破膠。但需要專(zhuān)門(mén)的替噴,作業(yè)，方能及時(shí)將破膠后的固化水替出油氣井,COPYRIGHT:,泥漿塘沽基地,2006,36,綏中,36-1,油田東營(yíng)組固化水暫堵試驗(yàn)結(jié)果,14,12,70,分,布,百,分,比,10,8,6,4,2,0,樣品數(shù)：,5,中值半徑：,4.53,m,m,60,50,40,30,20,10,0,1,0,.,1,0,.,4,1,.,6,2,.,5,4,6,.,3,1,0,0,0,.,0,2,0,.,0,4,0,.,0,6,0,.,1,6,0,.,2,5,綏中3,6,-,1,-,2,2,井I,類(lèi)儲(chǔ)層平均孔喉尺寸分布,實(shí)驗(yàn)選用了東營(yíng)組滲透率較大的疏松砂巖巖心，初始滲透率為,2506md,，,能代表,I,類(lèi)儲(chǔ)層的孔喉。然后抽空飽和地層水，