渤海渤中25-1/S油田泥漿材料和固井添加劑配比實驗評價

＊董長友 牛洪彬 張銅耀 曲日濤 李永強

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司 天津 300452）

渤海渤中25-1/S油田泥漿材料和固井添加劑配比實驗評價

＊董長友 牛洪彬 張銅耀 曲日濤 李永強

（中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司 天津 300452）

渤海渤中25-1/S油田各個平臺在鉆完井作業(yè)期間，發(fā)現(xiàn)有硫化氫產(chǎn)生。開展對其生產(chǎn)中泥漿材料和固井添加劑進行熱穩(wěn)定性實驗及模擬地層條件配伍性評價，并進一步進行硫含量測定。得出的結(jié)論是，各種添加劑中，TEMP硫化氫的含量最高，為0.0091mg/m3，有四種添加劑可以產(chǎn)生硫化氫，其它添加劑沒有發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生硫化氫。泥漿添加劑是產(chǎn)生硫化氫的次要原因。

泥漿材料；添加劑；硫化氫；溫度；渤中25-1/S油田

渤中25-1/S油田位于渤海灣盆地，渤南低凸起西端渤中凹陷與黃河口凹陷的分界處，是油氣聚集的有利場所。其主力油層分布在第三系明下段，屬于高孔、高滲油層。在鉆完井作業(yè)過程中，有8口井出現(xiàn)硫化氫，而且各井出現(xiàn)硫化氫的時機、作業(yè)條件等各有差異。由于驅(qū)替液或壓井液中，加入一定量的殺菌劑以及絲扣油用量很小，所以，細菌作用和絲扣油產(chǎn)生大量硫化氫的可能性極小。一般在加工中，由于工藝的需要，在泥漿及水泥漿添加劑材料中，加入一定量的硫或硫化物。這種含硫泥漿或水泥漿添加劑，在作業(yè)中，由于較高的溫度或遭遇地層流體、地層巖石或生物等地層物質(zhì)發(fā)生生物、化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生硫化氫。本次就其溫度、地層物質(zhì)對其泥漿及水泥漿添加劑進行配伍性評價。

1.樣品選取及方法

根據(jù)研究需要，選取23個泥漿樣品，10塊巖屑樣品，10塊油砂樣品。測試方法按企業(yè)、行業(yè)頒布的有關(guān)泥漿性能檢驗，選定熱穩(wěn)定實驗參數(shù)，研究泥漿及水泥漿添加劑在高溫下與地層物質(zhì)配伍性能否產(chǎn)生硫化氫。按《天然氣中硫化氫含量測定（碘量法）》（GB/T11060H998）標(biāo)準，測定添加劑中硫的百分含量。

2.熱穩(wěn)定性實驗評價

(1)各種添加劑制備

①泥漿制備

10%預(yù)水化搬土漿+0．15%NaoH+0．15%Na2co3+2-3%FENJ+0．1%DEF-1+0．2-0．3%PAC+0．1-0．2%XCH+0．3-0．6%PLUS+1．5%TEMP+1．5%TEX+1．5%RS-1+2%LUBE。

100ml10%預(yù)水化搬土漿，一次加入900ml海水與所需檢測的添加劑。高速攪拌至無大分子團塊狀的物質(zhì)，再低速攪拌40分鐘，陳化24小時。

②水泥漿制備

水灰比3∶1+12．520%CG712L+2．720%CF404L+0．410 CG304S+0．190%CJ103S+0．230%CH203S+0．500%CX60 3L+0．800%CT103L。

③鉆井頂替液制備

海水+0．2-0．3%NaoH+1．5%CA101。

④沖洗液制備

海水+2%CW203L。

(2)熱滾實驗

將陳化的泥漿分別加入加熱釜中，放入滾動烘箱中開始加熱，當(dāng)溫度達到150℃，恒溫?zé)釢L72小時后結(jié)束。打開加熱釜放氣閥，用醋酸鉛試紙檢驗，試紙變色，說明有硫化氫氣體生產(chǎn)。根據(jù)評價結(jié)果模擬地層條件，將巖屑與油砂混入泥漿體系150℃恒溫?zé)釢L72小時，檢驗硫化氫的存在。再根據(jù)篩選出的能產(chǎn)生硫化氫氣體的添加劑進行模擬地層80℃恒溫?zé)釢L實驗。

(3)實驗結(jié)果

在經(jīng)過150℃恒溫?zé)釢L實驗后，泥漿添加劑TEMP、LUBE和RS-1用醋酸鉛試紙檢驗，試紙變色，表明這幾種添加劑在高溫下可以生產(chǎn)硫化氫。80℃恒溫?zé)釢L，模擬地層溫度及地層條件下，只有TEMP能使試紙變色，說明TEMP在地層條件下可以產(chǎn)生硫化氫，見表1。

泥漿頂替液CA101在150℃恒溫?zé)釢L后，有硫化氫氣體產(chǎn)生。但在模擬地層80℃恒溫?zé)釢L實驗，沒有發(fā)現(xiàn)硫化氫氣體產(chǎn)生，見表1。

經(jīng)過實驗，水泥漿及添加劑材料沒有發(fā)現(xiàn)硫化氫產(chǎn)生。

取10塊巖屑樣品，10塊油砂樣品與泥漿、水泥漿及其添加劑混合配伍性實驗。結(jié)果表明TEMP、LUBE和RS-1三種添加劑有硫化氫氣體產(chǎn)生，其它添加劑沒有硫化氫出現(xiàn)，見表2。

表1 泥漿材料及其頂替液檢測結(jié)果

表2 巖屑、沙砂與泥漿樣混合實驗結(jié)果

表3 添加劑材料檢測結(jié)果

3.含硫添加劑硫含量測定

經(jīng)過對泥漿，水泥漿及其添加劑的熱穩(wěn)定實驗，分別對可使醋酸鉛試紙變色的四種添加劑TEMP、RS-1、LUBE和CA101進行定量評價。將添加劑進行熱蒸餾，使其在高溫下盡量充分釋放出硫化氫，用過量的乙酸鋅溶液吸收硫化氫，生成硫化鋅沉淀。加入過量的碘溶液，以氧化生成的硫化鋅，剩余的碘用硫代硫酸鈉標(biāo)準溶液滴定，從而測定出每種添加劑，產(chǎn)生硫化氫的量，如表3。從表中可以看出TEMP產(chǎn)生的量最大，含硫量為0．0091mg/m3；RS-1次之，為0．0052mg/m3；LUBE最低，為0．0021mg/m3。

4.結(jié)論

(1)通過對泥漿添加劑150℃熱穩(wěn)定評價，有4種添加劑可以產(chǎn)生硫化氫：TEMP、RS-1、LUBE和泥漿頂替液CA101，其他添加劑未發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生硫化氫。其中，TEMP產(chǎn)生硫化氫的量最多，為0．0091mg/m3，其次為RS-1，CA101，LUBE最少。在對以上四種添加劑進行80℃模擬地層熱滾實驗中，只有TEMP能產(chǎn)生硫化氫。

(2)對水泥漿及其添加劑和沖洗液的熱穩(wěn)定評價中，均未發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生硫化氫。

(3)在150℃溫度下，泥漿添加劑與地層流體（油砂）和地層物質(zhì)（巖屑）配伍性評價中，只有TEMP、LUBE、RS-1和泥漿頂替液CA101產(chǎn)生了硫化氫，其他添加劑未發(fā)現(xiàn)硫化氫產(chǎn)生。

(4)添加劑中產(chǎn)生硫化氫的量普遍不高，但在完井作業(yè)中應(yīng)盡量避免使用本次檢驗的泥漿添加劑TEMP、LUBE、RS-1和泥漿頂替液CA101。應(yīng)加強安全防護措施。

[1]董長友,王勇,李玉龍等.渤海灣盆地渤中25-1/S油田含硫氣藏成因研究[J].中國石油和化工標(biāo)準與質(zhì)量,2014,34（4）：122-123.

[2]田楠,牛洪彬,馬團校等.渤中凹陷渤中25-1/S油田硫化氫成因研究[J].天然氣地球科學(xué),2012,23(3):438-442.

[3]胡勇,許聘,楊慶紅等.渤中25-1南油田明下段儲層宏觀非均質(zhì)性研究[J].海洋石油,2011,30(3):26-30.

[4]陳麗娜,袁志剛,劉長海等.渤中25-1油田明下段儲層敏感性特征及影響因素[J].石油鉆采工藝,2012,34(9)(增刊):63-66.

董長友（1962～），男，中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，研究方向：油氣田勘探開發(fā)實驗研究。

(責(zé)任編：李鵬波)

Evaluation of the Allocation Experiment Between the Mud Material of Bohai Bozhong 25-1/S and Well Cementation Additive

Dong Changyou, Niu Hongbin, Zhang Tongyao, Qu Ritao, Li Yongqiang

（Engineering Technology Branch Office, CNOOC Energy Development Limited Liability Company, Tianjin, 300452）

The each platform of Bohai Bozhong 25-1/S oilfield has the phenomenon of hydrogen sulfide producing in the process of well drilling. Take thermal stability experiments of the mud material and well cementation additive in the production process and developing and develop compatibleness evaluation on the simulated formation condition, besides, further test the sulfur content, finally, we have got the result that, for various additives, the content of TEMP hydrogen sulfide is the highest, which is 0.0091mg/m3. Four additives can produce the hydrogen sulfide and the others cannot produce, besides, the mud additive is the secondary reason for mud additive producing hydrogen sulfide.

mud material；additive；hydrogen sulfide；temperature；Bozhong 25-1/S oilfield

TE

A