1、保护储层的无固相压井液保护储层的无固相压井液骆贵明李淑白张国良.(1.浙江大学 ;2.石油勘探开发研究院;3.大庆石油管理局井下作业公司)摘要研制出了具有保护储层效果的无固相压井液,其基液配方为 0.5LG 一 1+0.4LG 一 2+1 小阳离子+0.1其它.此外还研究开发出了无机盐增溶剂 LG 一 3,加入 LG 一 3可加宽低成本无机盐的使用范围,很大程度地降低压井液配液成本和单井综合成本.该压井液密度在 1.O2.5g/cm.之间可调,具有无固相,滤失量低,抑制性强等特点,抗温能力在 12O_C 左右室内性能评价结果表明,无固相压井液对高渗储层岩心的渗透率损害率平均为 4.0,对低渗储
2、层岩心的渗透率损害率平均为 2.9.说明该体系对储层具有很好的保护效果.关键词:无固相压井液添加剂修井作业防止地层损害保护储层压井液室内研究针对压井液在修井作业过程中对储层损害的机理及形式,确定保护储层压井液应该具有抑制性和较小的固相损害性.对压井液中的主要添加剂抑制剂和降滤失剂进行了优选,并根据储层压力的需要,对压井液的密度进行了调整.1.抑制剂的优选与性能评价经过大量的对比试验,优选出具有较好抑制性的 IG 一 1 作为主剂.该剂是一种特殊的聚合物,能够很好地抑制粘土的水化膨胀,同时具有一定的降滤失作用.(1)抑制粘土膨胀能力试验为了验证 LG 一 1的抑制性,分别用清水和 0.59/6L
3、G 一 1 溶液作为试验流体,用 NP 一 01 型页岩膨胀测试仪进行粘土抑制性试验.称取 10g 粘土粉,加 1.5mL 水,用岩心夹持器在 4MPa 下加压 5min,取出岩心并测其长度,把该岩心装入测试仪,倒入试验流体浸泡岩心,开始记时读数,试验结果见表 1.(2)降滤失能力试验在保证主剂抑制性的同时,对其降滤失性能进行了测试,结果见表 2.从表 2可以看出,随着 1G 一 1 浓度的增大,滤失量逐渐降低,在试验范围内滤失量均在 30mL 以内;而溶液粘度随 IG 一 1 浓度的增大而增加,在 LG 一 1 浓度小于0.6%时溶液粘度增加比较缓慢,浓度大于 0.6%时溶液粘度增加较快.考
4、虑施工情况,LG 一 1 的适宜加量为 0.5%0.6.表 1 岩心被 LG 一 1 溶液浸泡不同时间后的膨胀率表 2LG 一 1 的降滤失能力试验LG 一 1APFLAPlLG 一 1APFAPI%mPa?SmPa?SmLmPa?SmPa?SmL0.19.25.5240.516.29.518O.210.56.0230.619.011.016O.312.57.O22O.725.814.515O.414.08.0210.829,019.0142.降滤失剂的优选与评价通过大量的室内试验,对现有 2O 多种常用的降滤失剂进行了评价与优选,确定适合该体系的降滤失剂为 LG 一 2.在 0.5%LG 一
5、 1 溶液中加入不同量的LG 一 2,高速搅拌后测定各加量下的溶液粘度和滤失量,结果见表 3.表 3LG 一 1 溶液粘度及滤失量随 LG 一 2 加量变化LG 一 1AP,J 乙PlLG 一 1AP,J 乙PlmPa?SmPa?SmLmPa?SmPa?SmL0.116.510.017.00.819.515.010.00.317.011.012.01.021.017.08.50.518.012.011.0钻井液与完井液?2002 年第 19 卷第 4 期?15?从表 3 可以看出,IG 一 2 具有很好的降滤失效果,且在一定浓度范围内对体系粘度影响较小.建议LG 一 2 的加量为 0.30.5
6、.考虑到粘土稳定和套管腐蚀问题,建议在基液中加入小阳离子和防腐剂及消泡剂,小阳离子的加量不可大于 1.其它外加剂加量要控制在 0.1 以内.因此基液的最佳配方为:0.5o,4IG 一 1+0.4LG 一 2+1.0 小阳离子+0.19,5 其它添加剂3.压井液的密度调整无固相体系常用的密度调节剂为无机盐类,而不同的无机盐所能达到的密度也不同.表 4 是几种密度调节剂加到研制的压井液中所能达到的密度范围.从表 4 中的数据可以看出,随着压井液密度的增加,低分子量无机盐无法达到所要求的密度,而高分子量无机盐在达到一定密度后,无法继续提高体系的密度,且使得压井液的成本大幅度增加.分析其主要原因就是盐
7、结晶现象妨碍了体系密度的提高.因此,研制出了盐结晶抑制剂 IG 一 3.LG 一 3 对无机盐中的金属离子具有络合作用,进而破坏晶核的形成,改变无机盐与溶液间的溶解平衡,达到提高无机盐溶解度的目的.为了检验 IG 一 3 的抑制盐结晶,提高溶液密度的效果,分别向前面提到的无机盐密度调节剂的饱和溶液和 4 种压井液体系中加入了 0.05%的IG 一 3,然后通过加人无机盐使其重新达到溶解平衡,观察溶液密度变化,见表 4 和表 5.表 5 中体系配方如下.1 基液+NaC12 基液+饱和 NaC1+卤片+CaC13 基液+饱和 NaC1+20 卤片+4.59,5CaC12+ZnC124 基液+饱和
8、 NaC1+209/6 卤片+4.59/6CaC12+309/6ZnC12+CaBr2/ZnBr2从表 4 和表 5 可以看到,0.059/6IG 一 3 显着改变了无机盐的溶解度和压井液的密度范围,使无机盐饱和溶液的密度提高 3.559/516.099/5,平均提高6.97%,使压井液密度上限提高 7.439/529.879/5,并且高密度体系的密度上限提高幅度相对较大,这样不仅扩大了无机盐加重的密度范围,也相应地降低了压井液的成本.由此可见,IG 一 3 加宽了低成本无机盐的使用范围,进而很大程度地降低了压井液配液成本和单井综合成本.?16?钻井疲与完井液 ?2002 年第 19 卷第 4
9、 期表 4 加 o.05LG 一 3 前后无机盐饱和溶液密度变化表 50.05LG 一 3 的加入对压井液密度的影响压井液性能评价1.抗温性能将压井液放到高温滚子炉中加热 12h,在室温下测定其流变性和滤失性,结果见表 6.从表 6 可以看出,当温度高于 120时,体系粘度明显降低,说明体系内的聚合物此时已发生了降解;体系的滤失量随温度的升高变化较小.因此该压井液体系的抗温能力在 120C 左右.压井液配方如下.0.5%IG 一 1+0.4IG 一 2+1%小阳离子+0.19/5 其它+209/6 卤片+4,59/5CaCI表 6 压井液抗温性能试验TAPFLPlTAPFLPlmPa?SmPa
10、?SmLmPa?SmPa?SmL2O17.O11.012.511017.012.013.08017.511.512.512O17.511.513.09018.012.013.014014.07.512.810018.012.013.02.保护储层效果采用岩心流动实验评价该压井液的保护储层效果,实验流体为 2 配方压井液和密度为 1.36g/cm.的膨润土钻井液.结果见表 7 和表 8.表 7 压并液对高渗储层岩心的影响评价 2.9.说明该压井液对储层具有很好的保护效果.表 8 压并液对低渗储层岩心的影响评价从表 7 和表 8 看出,用膨润土浆作压井液,无论对高渗储层还是对低渗储层的渗透率损害都
11、很大,对高渗储层岩心的渗透率损害率平均为 38.5,对低渗储层岩心的渗透率损害率平均为 45.89/6;而且研制的压井液对高渗储层岩心的渗透率损害率平均为 4.0,对低渗储层岩心的渗透率损害率平均为(上接第 14 页)井深小于 3000m 的井替浆最高泵压为 10MPa,井深大于 3000m 的井替浆最高泵压为 15MPa.固井后进行试压,无漏失现象,声幅测井合格率达 1OO9/5,优质率在 80 以上.总结降失水剂 GJ 一 1 的应用,进一步完善了 MTC 固井技术.GJ 一 1 配伍性好,耐碱耐盐性好,用量少,降失水效果显着,适用温度范围宽,具有良好的悬浮能结论1.研制开发出了具有保护储
12、层效果的无固相压井液,其最佳配方如下.0.5LG 一 1+0.49/6IG 一 2+19/6 小阳离子+0.1 其它添加剂2.该无固相压井液的密度在 1.02.5g/cm.之间可调.3.研究开发出了无机盐增溶剂 IG 一 3,可提高体系密度,降低体系和修井作业成本.4.该体系具有无固相,滤失量低,抑制性强,抗温性好等特点,对储层具有很好的保护作用.参考文献1 李克向主编.保护油气层钻井完井技术.石油工业出版社,19932 樊世忠,鄢捷年,周大晨编着.钻井液完井液及保护油气层技术.石油大学出版社,19963 惠晓霞.油田化学基础.石油工业出版社,19884 万仁溥编着.现代完井工程.石油工业出版
13、社,2000.55 杨金华等编.地层伤害控制.石油工业出版社,1992.1作者简介骆贵明,副教授,1963 年生,1986 年毕业于大庆石油学院钻井工程专业,现在浙江大学化学系攻读博士学位.主要从事钻井液,完井液的研制与应用以及储层保护的系统研究工作.地址:北京市海淀区学院路 31 号中石化石油勘探开发研究院勘探所王俊玲;邮政编码 100083.(收稿日期 20020325;HGF=024AI;编辑汪桂娟)力,配方易调,综合性能良好,强化矿渣浆的直角稠化,适用于不同密度的矿渣浆,能够解决长封固段的固井难题和低密度矿渣浆的沉降稳定性问题,保证施工安全,提高了固井质量.作者简介杨杰,助理工程师,1974 年生,1998 年毕业于西南石油学院油田化学专业,现在滇黔桂勘探局第一钻探公司固井大队实验室工作.地址:山东省临邑县后仓钻探公司固井大队;邮政编码 251500;电.话(0534)4866640.(收稿日期 200112-18;HGF=024A23;编辑李晓岚)钻井液与完井液?2002 年第 19 卷第 4 期?17?
