鄂爾多斯盆地產(chǎn)層段沖洗液有效沖洗技術(shù)研究

侯彬彬，董麗娜，高利軍，劉海峰，樂 雷，馮劍楠

(陜西延長石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司延長氣田采氣二廠,陜西 靖邊 718500)

鄂爾多斯盆地油氣井由于成本原因，多采用簡單的井身結(jié)構(gòu)，造成長裸眼段穿越多個地層、多套壓力體系可能還有不同的鉆井液體系的浸泡，井徑變化不規(guī)則，形成"大肚子"井眼。為了提高低易漏段固井頂替效率，使用防塌沖洗液作為固井前置液體系。沖洗液主要用于沖洗井壁和套管壁上的鉆井液膠凝物質(zhì)，通過潤濕、滲透、乳化作用而使泥餅疏松脫落，并改善界面親水性，提高界面與固井水泥環(huán)的膠結(jié)強(qiáng)度[1]；二是能夠很好改善鉆井液的流變性能，降低鉆井液粘切和觸變性，提高注水泥頂替效率[2]。對沖洗液的評價方法主要有流變性能、相容性、油溶性、清洗效率[3-8]等。

本文主要通過測試沖洗液與泥漿及水泥漿的適配性、沖洗液對原油的溶解性，沖洗液的清洗效率，研究了選配沖洗液的性能。

1 材料與方法

1.1 實驗藥品及儀器

主要原料: 稀釋劑(HCB-XS)、清洗劑(HCB-QX)、氯化鈉、氯化鉀。

主要儀器：六速旋轉(zhuǎn)黏度計(ZNN-D6)、高溫高壓濾失儀(42型)、密度計(XYM-1)、常壓稠化(WC-2250)。

1.2 沖洗液配方

配方組成：清水+1%稀釋劑HCB-XS +3%HCB-QX+2%NaCl +2% KCl

1.3 泥漿相容性性能測試

參照石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5374-2000，將配置好的沖洗液分別與密度為 1.10g/cm3的鉆井泥漿和密度為 1.89 g /cm3的水泥漿按照體積比為 100∶0、95∶5、75∶25、50∶50、 25∶75、5∶95、0∶100的比例高速攪拌混合，用常壓稠化儀攪拌30min 后， 用6 速旋轉(zhuǎn)黏度儀分別測量轉(zhuǎn)速為 600、300、200、100、6、3r /min 時的讀數(shù)值，計算塑性黏度與動切力。

1.4 泥餅清除實驗

首先將泥漿做高溫高壓靜失水，制得泥餅(分成兩半)，沖去表面浮泥,晾干后稱重，設(shè)重量為M1；再將半塊泥餅固定在六速旋轉(zhuǎn)黏度計的外桶上，開動黏度計開關(guān)在不同轉(zhuǎn)速清洗8min，取出泥餅，晾干后稱重，設(shè)重量為M2。設(shè)濾紙重M0，則可以計算出泥餅清除效率P，其中P=[1-(M2-M0)/(M1-M0)]×100%。

2 結(jié)果與討論

2.1 沖洗液與鉆井泥漿及固井水泥漿配伍性研究

2.1.1 對鉆井泥漿的稀釋效果

參照天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T5374-2000，將沖洗液與鉆井泥漿(泥漿密度1.10g/cm3)以不同比例混合，高速攪拌后測定其流變性，結(jié)果見表1。

表1 沖洗液對鉆井泥漿的稀釋作用

表1(續(xù))

由表1可見，隨著沖洗液比例的提高，稠度指數(shù)、塑性黏度及動切力呈現(xiàn)明顯的下降趨勢，說明沖洗液對泥漿具有良好的稀釋作用。隨著沖洗液的增加沖洗液占混液25%時就可以很好的降低鉆井液動切力，提高了鉆井液的流型指數(shù)，從經(jīng)濟(jì)上考慮，選擇泥漿：沖洗液的比例為75∶25。

2.1.2 與水泥漿的相容性

參照SY/T5374-2000，將沖洗液與水泥漿(水泥漿密度1.89g/cm3)以不同比例混合，高速攪拌后測定其流變性，結(jié)果見表2。

表2 沖洗液與水泥漿相容性評價

由表2可以看出，隨著沖洗液比例的增加，稠度指數(shù)、塑性黏度及動切力開始下降，說明沖洗液與水泥漿相混，沒有出現(xiàn)閃凝、增稠現(xiàn)象，證明沖洗液與水泥漿具有良好的相容性。

2.2 沖洗液沖洗能力評價

2.2.1 沖洗液油溶性評價

配制固井前置液50 mL，向前置液逐步滴入原油1～19 mL，記錄原油的溶解能力及溶解速率實驗結(jié)果如表3。

表3 沖洗液原油溶解速率

從表3可知，隨著原油的滴入，溶解速率呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，滴加的原油在1～7.5 min時均能完全溶解，溶解速率大于1.0mL/min，表明固井前置液具備高效快速溶解原油的能力，能夠有效清除井壁原油，提高頂替效率，提升固井膠結(jié)質(zhì)量。

2.2.2 沖洗液的清洗效率

在鉆井過程中，必然會在井壁上形成一層泥餅，沖洗液對泥餅清除效果的好壞對固井質(zhì)量起著至關(guān)重要的作用。

此為利用鉆井液完全侵潤的六速旋轉(zhuǎn)黏度儀模擬鉆井液在井下泥餅的狀態(tài)，如圖1所示。

圖1 清洗前后效果圖(左為清洗前，中為清洗5秒，右為清洗10秒效果)

分別測定沖洗液在不同轉(zhuǎn)速和不同清洗時間下的泥餅清除效率，結(jié)果見圖2與圖3。

圖2 轉(zhuǎn)速對泥餅清除效率的影響

由圖2可知，隨著清洗時轉(zhuǎn)速的增加，泥餅清除效率逐漸增加，因此沖洗液達(dá)到紊流頂替，可以明顯提高泥餅清除效率。

圖3 清洗時間對泥餅清除效率的影響(轉(zhuǎn)速為300 r/min)

由圖3可知，在相同的轉(zhuǎn)速下，隨著清洗時間的增加，泥餅清除效率逐漸增加，因此延長沖洗液的紊流時間，可以明顯提高泥餅清除效率。

3 結(jié)論

(1)固井沖洗液對井泥漿、水泥漿未造成增稠絮凝現(xiàn)象。隨著前置液比例增大，流體的塑性黏度和屈服值降低，該前置液可改善流動性，在較低臨界流速下達(dá)到紊流頂替。

(2)該沖洗液的原油溶解能力較好，溶解速率大于1.0mL/min，可有效清除井壁原油，提高頂替效率。

(3)沖洗液清洗效率較好，當(dāng)提高清洗轉(zhuǎn)速和時間，可以明顯提高泥餅清除效率。

[1] 雷 妍.驅(qū)油型沖洗液的研究[D].天津:天津工業(yè)大學(xué),2017.

[2] 楊 波,張 猛.沖洗液在聚合物驅(qū)油田固井中的應(yīng)用研究[J].石油天然氣學(xué)報,2013,35(9):117-119.

[3] 郭小陽,歐紅娟,李 明,等.適用于柴油基鉆井液的洗油型沖洗液研究[J].西南石油大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2017,39(1):155-160.

[4] 艾武昌, 但 煉,段 超.大斜度井油基鉆井液尾管固井技術(shù)[J].化學(xué)工程與裝備,2017(2):196-198.

[5] 鄧 立.一種用于油基鉆井液固井的前置液研究[D].成都:西南石油大學(xué),2016.

[6] 唐世忠,饒富培,吳 華,等.固井沖洗液沖洗效率評價方法[J].石油鉆采工藝,2016,38(5):601-605.

[7] 歐紅娟,李 明,王崇榆,等.油基鉆井液固井前置液技術(shù)研究進(jìn)展[J].精細(xì)石油化工進(jìn)展, 2016,17(2):1-5.

[8] 李韶利,姚志翔,李志民, 等.基于油基鉆井液下固井前置液的研究及應(yīng)用[J].鉆井液與完井液, 2014,31(3):57-60.