高溫高壓修井液課件

1、高密度修井液的研究和應(yīng)用克拉瑪依威特科技有限公司匯報(bào)人:楊發(fā)柱一.高密度修井液簡介二.目前國內(nèi)修井液狀況三.修井過程中的傷害和保護(hù)四.高密度修井液研制五.高密度修井液的性能特點(diǎn)六.修井液的現(xiàn)場應(yīng)用 提 綱高密度修井液的研究和應(yīng)用高密度修井液的研究和應(yīng)用 修井液有很多，但我們的研究成功是高密度修井液技術(shù)。并且是耐高溫?zé)o固相的，并且能夠推廣使用的低傷害的新型修井液體系?？傊畬Ω邏毫ο禂?shù)油氣井的壓井液的發(fā)展趨勢是：密度可調(diào)整、配置方便、不引起粘土膨脹、傷害地層的壓井、修井液。一.高密度修井液簡介高密度修井液的研究和應(yīng)用高密度修井液包括兩部分技術(shù)：（1）.高壓油氣藏的修井液技術(shù) 高壓油氣藏的修井液是在

2、水中加入加重劑、清潔劑后配制而成的密度大于1.00的，可根據(jù)要求調(diào)整密度的、一種新型壓井液。要求該修井液具有好的穩(wěn)定性和非常好的低傷害的能力。其密度可調(diào)整、配置方便、引起粘土膨脹少、對地層傷害小。一.高密度修井液簡介高密度修井液的研究和應(yīng)用（2）高壓油氣井防止污染和粘土膨脹的修井液 高壓油氣井為防止固體顆粒污染油藏和粘土膨脹的鹽水修井、壓井液是在根據(jù)高壓油氣井壓力系數(shù)的要求，配置好高密度的修井液，然后加入研究的穩(wěn)定加重劑，再加入研究的防止粘土膨脹的防膨劑和防腐劑等.一.高密度修井液簡介高密度修井液的研究和應(yīng)用主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)考核指標(biāo)（1）修井液指標(biāo)：. 修井液密度：1.0g/cm3-2.0g/cm

3、3；油氣井產(chǎn)量恢復(fù)到作業(yè)前最近正常生產(chǎn)產(chǎn)量的80%以上；密度可調(diào)；耐溫200（2）修井液指標(biāo)：所研制的修井液表面張力小于40mN/m；修井液防膨率達(dá)到80%以上（離心法）；二. 目前國內(nèi)修井液狀況 國內(nèi)一些油氣田對于氣井作業(yè)所用的修井液，主要分為鹽水壓井液體系、固相暫堵壓井液體系及泥漿等，各種方法都有一定的優(yōu)缺點(diǎn)。 水基型、油基型泥漿改進(jìn)型的壓井修井液因?yàn)楣滔嗪扛撸瑢Φ貙觽ο鄬Υ?，近幾年來使用減少。聚合物固相鹽水壓井修井液的優(yōu)點(diǎn)是進(jìn)入地層的濾失少，帶砂性能好，但對既有裂縫又有孔隙、構(gòu)造非均質(zhì)的低孔低滲地層，固相傷害大，水鎖傷害嚴(yán)重，不容易返排。無固相鹽水壓井修井液：主要有有機(jī)鹽類鹽水修井液

4、、活性水修井液和陽離子修井液。這些壓井修井液的最大特點(diǎn)是返排容易，而缺點(diǎn)是：成本高、對地層傷害大，特別是粘土含量比較高的井，水鎖傷害嚴(yán)重，同時造成粘土膨脹、腐蝕以及與地層水相遇產(chǎn)生垢而堵塞地層等問題。 為此對油氣井的入井液有必要研究，開發(fā)出新型的修井液。高密度修井液的研究和應(yīng)用1 儲層礦物分析 經(jīng)過資料調(diào)研與大量的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，我們對采氣一廠等區(qū)的井進(jìn)行了巖石礦物調(diào)研，這些油氣井主要是由伊與蒙混層、伊利石、高嶺石和綠泥石組成，其都含有粘土，在鉆井過程中基本都做了儲層保護(hù)措施，防止了泥頁巖的水化膨脹，那么在修井過程中也應(yīng)該做到不傷害地層，不能因?yàn)樾蘧鳂I(yè)而大大的影響原來的產(chǎn)量。所以保護(hù)儲層的修井液是

5、減少傷害，維持產(chǎn)能的關(guān)鍵。2 粘土膨脹傷害 地層中的水敏性粘土礦物(主要成分為蒙脫石、伊利石、蒙皂石、綠泥石等)遇到性能不良的工作液就立即膨脹，堵塞孔喉，降低井筒附近地層滲透率和增大表皮系數(shù)，造成傷害。若性能不良的工作液不斷漏入進(jìn)入儲層，使地層深部的粘土礦物發(fā)生水化膨脹，各種速敏礦物(主要是粒徑小于37um的粘土礦物微粒)隨液體流動作用下發(fā)生運(yùn)移，將堵塞孔喉，傷害深部地層，影響作業(yè)效果。高密度修井液的研究和應(yīng)用 三. 修井過程中的傷害和保護(hù)3 水鎖傷害 新疆等油田的油氣井大部分是低孔低滲儲層，毛管阻力較大，因此當(dāng)現(xiàn)行的壓井液基本都是泥漿修井液、當(dāng)這些液體進(jìn)入油氣層孔隙后，由于顆粒堵塞現(xiàn)象較為嚴(yán)

6、重，在壓井修井作業(yè)中，應(yīng)盡量降低固體顆粒進(jìn)入儲層。高密度修井液的研究和應(yīng)用高密度修井液的研究和應(yīng)用4. 固相顆粒的堵塞固相類型及含量地層K1(md)K2(md)DR(%)模擬條件膨潤土5%J36.5121.29480.2驅(qū)替壓差3.5MPa,剪切速率150-1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，人工鈉膨潤土的傷害率可達(dá)80%左右，因此粘土的粒徑常常只有幾微米，甚至小于1微米，較易進(jìn)入儲層孔隙，造成孔隙流體流動阻力增加。所以在壓井、修井作業(yè)中應(yīng)盡量避免粘土等微小固相顆粒的侵入。 由以上分析我們知道：大部分油田氣井均屬于致密地層，研究和使用新的低傷害的修井液。無固項(xiàng)高密度修井液高密度修井液的研究和應(yīng)用高密度修井液的研

7、究和應(yīng)用4.1.1防水鎖的表面活性劑選擇加入一定量的表面活性劑使修井液的表面張力降至40mN/m以下。在室溫條件下，純水的表面張力為72.6 mN/mm。 4.1.2表面張力的測定加量 %0.01.02.03.04.0密度1.1表面張力 mN/mm52.86 37.74 34.08 密度1.2表面張力 mN/mm41.6537.2533.50密度1.3表面張力 mN/mm61.3 35.7 33.45 密度1.4表面張力 mN/mm68.52 36.8 32.38密度1.5表面張力 mN/mm74.25 36.48 31.60 密度1.6表面張力 mN/mm76.43 39.28 38.12

8、34.68 密度1.7表面張力 mN/mm80.56 39.88 38.56 36.28 34.35 密度1.8表面張力 mN/mm82.15 42.8 39.33 36.15 34.21 1高壓氣井防止水鎖和粘土膨脹的鹽水修井液研制四. 高密度修井液研制高密度修井液的研究和應(yīng)用4.2防膨性測定 密度g/cm3V1 mlB1 1.13.981.821.23.784.091.33.883.331.43.784.851.53.784.851.63.686.361.73.785.611.83.587.87不同密度修井液的防膨率 高密度修井液的研究和應(yīng)用4.3腐蝕率測定 密度g/cm3m （g）mt（

9、g）S1（cm2）rcorrh（%）1.18.74948.739811.200.037895.81.29.04059.032511.450.036495.41.38.74928.741110.980.038894.71.48.95298.944611.330.038294.11.58.36548.357411.060.037793.61.68.11278.104610.940.037491.41.77.99057.983310.320.036691.31.88.26578.257811.140.036991.1不同密度修井液的腐蝕速率 高密度修井液的研究和應(yīng)用4.4抗溫性和穩(wěn)定性測定 密度（g

10、/cm3） 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6 1.7 1.8 密度變化放置30天 無 無 無 無 無 無 無 無 無200放置 無 無 無 無 無 無 無 無 無 加入2.0防膨劑，攪拌均勻就制得高壓油氣井防止粘土膨脹的鹽水修井液，室內(nèi)然后放置30天，看有否沉淀；取另外一組放置在密封的鋼瓶中，放入200烘箱中5天后，取出看是否有沉淀 ,密度是否有變化。該修井液抗溫大于200、在常溫下穩(wěn)定時間30天。 在200下放置8小時,沒有沉淀,樣品穩(wěn)定,密度、黏度沒有變化。 高密度修井液的研究和應(yīng)用4.5防止水鎖和粘土膨脹的修井液的配制（1）密度為1.0-1.2 g/cm3的修井液的配制 修

11、井液的性能：密度：1.0-1.2 g/cm3，表面張力：34.08-37.74 mN/m，防膨率：81.82-84.09%。（2）密度為1.0-1.4 g/cm3的修井液的配制修井液的性能：密度：密度：1.0-1.4 g/cm3，表面張力：33.45-35.7mN/m，防膨率：83.33-84.85%。 （3）密度為1.4-1.68 g/cm3的修井液的配制 修井液的性能：密度：1.4-1.68 g/cm3，表面張力：32.38-8.12mN/m，防膨率： 84.85-86.36%。 （4）密度為1.4-2.00 g/cm3的修井液的配制 修井液的性能：密度：1.4-2.0g/cm3，表面張力

12、：38.56-39.33mN/m，防膨率： 85.61-87.87%注意：如果修井液要求具有沖砂和一定的攜砂能力，就必須在上各修井液中每100ml加入0.5g聚合物。高密度修井液的研究和應(yīng)用4.6粘土防膨性 將實(shí)驗(yàn)用鈉土置于200的恒溫干燥箱中烘6小時，放于磨口玻璃瓶中備用。稱取20g烘干過的實(shí)驗(yàn)用鈉土裝入測筒，在4MPa 下壓制5min，制成巖心，裝在NP-01型頁巖膨脹測試儀上，測不同壓井液浸泡時的膨脹量。在6小時基本不膨脹，并且與水的膨脹做比較，其結(jié)果為在5小時的防膨率均在80%以上。 防膨率高是由于我們的修井液基本將水在常壓下束縛、游離水非常小，所以就沒有水流入鈉土巖樣，而只是潤濕表面

13、，所以防止了粘土膨脹。 用離心法評價(jià)發(fā)現(xiàn)，加入粘土在束縛水修井液中后由于游離水非常少，粘土結(jié)果粘附在束縛水修井液樹脂顆粒表面，而不沉降，影響了評價(jià)，所以我們用膨脹儀法來衡量粘土防膨性的。高密度修井液的研究和應(yīng)用4.7、污染評價(jià) 將石英砂用樹脂類膠結(jié)，制成直徑為25mm,長30mm巖心試樣；在3MPa壓力范圍內(nèi)測定巖心滲透率K1，然后在3 MPa的壓力下向巖心反向擠人工配制的束縛水修井液溶液20倍孔隙體積；再將巖心掉頭，在3MPa壓力范圍內(nèi)測定巖心滲透率K2，結(jié)果如表：巖心號層位試驗(yàn)流體K1(um2)K2(um2)傷害率(%)2-41J3P密度1.00壓井液7.617.106.702-42J2S

14、密度1.25壓井液6.826.386.45 兩種密度的壓井液對巖心的損害率較小，巖心經(jīng)過壓井液污染后，傷害率在7%以下，達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。 高密度修井液的研究和應(yīng)用該修井液的性能為：密度為2.0 g/cm3的在200腐蝕為0.89g/m2h,其余的腐蝕都比小。4.8、腐蝕評價(jià) 五、高密度修井液的性能特點(diǎn)1修井液性能特點(diǎn)性能：密度1.05-2.00 g/cm3防膨率81.82%緩蝕率91.1%（50）特點(diǎn)：壓井液無固相，不會對儲層造成固體堵塞傷害；所研制的修井液表面張力小于40mN/m；有好的防止粘土膨脹能力，所研制的修井液防膨率達(dá)到80%以上（離心法）；與地層水配伍；現(xiàn)場易配；密度1.0g/cm3-2.00g/cm3抗溫200、穩(wěn)定時間30天。高密度修井液的研究和應(yīng)用五、高密度修井液的性能特點(diǎn)創(chuàng)新之處：密度1.05-2.00 g/cm3；壓井液無固相，不會對儲層造成固體堵塞傷害；有好的防水鎖能力、所研制的修井液表面張力小于40mN/m；有好的防止粘土膨脹能力，所研制的修井液防膨率達(dá)到80%以上（離心法）；耐高溫：200低成本，現(xiàn)場易配，穩(wěn)定時間長。高密度修井液的研究和應(yīng)用六、高密度修井液的現(xiàn)場應(yīng)用運(yùn)輸高密度修井液的研究和應(yīng)用現(xiàn)場施工高密度修井液的研究和應(yīng)用六 修井液的現(xiàn)場應(yīng)用5、五