水平井多段塞完井液的研制及應(yīng)用

邵立民

(中國(guó)石化東北油氣分公司工程技術(shù)管理部，長(zhǎng)春 130062)

在個(gè)別注水不足的高滲油藏，油藏壓力下降較大，壓力系數(shù)遠(yuǎn)低于1.0。考慮到提高產(chǎn)量和控制邊底水的突進(jìn)、挖掘油層頂部的剩余油潛力等因素，此類低壓高滲油藏的開發(fā)也越來越多地采用水平井技術(shù)。根據(jù)配產(chǎn)要求和油層保護(hù)的需要，在這類水平井中油層以上多采用水泥固井，在油層段懸掛帶管外封隔器的防砂管裸眼完井。完井時(shí)通常先采用土酸酸洗防砂管和井壁的環(huán)空，再用清水或污水大排量洗井。

現(xiàn)場(chǎng)施工過程中，在處理防砂管和井壁環(huán)空的剩余泥漿及井壁鉆井泥餅、溝通地層與井筒的滲流通道時(shí)，出現(xiàn)了以下問題:

1)井壁上的鉆井泥餅在防砂管柱下入過程中經(jīng)常會(huì)被破壞，進(jìn)行替漿及酸化作業(yè)時(shí)，酸反應(yīng)殘?jiān)湍酀{會(huì)由破壞點(diǎn)進(jìn)入地層，對(duì)儲(chǔ)層造成污染。

2)由于清水的黏度遠(yuǎn)低于泥漿，流動(dòng)能力強(qiáng)，替漿作業(yè)時(shí)常出現(xiàn)水串現(xiàn)象，導(dǎo)致井筒內(nèi)殘留有鉆井泥漿。殘余泥漿與酸液反應(yīng)，會(huì)消耗大量酸液，嚴(yán)重影響酸化解除鉆井泥餅的效果。

3)酸洗泥餅時(shí)，只要酸開一段泥餅，酸液及反應(yīng)物就會(huì)沿酸開段進(jìn)入油層深部，其他部位的泥餅無法接觸酸液，造成解堵效果欠佳。

針對(duì)以上問題，立足于提高替漿效率和防止漏失，我們研究開發(fā)了多段塞完井液技術(shù)?，F(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用結(jié)果表明，該技術(shù)很好地解決了上述問題，大幅提高了水平井的產(chǎn)量。

1 水平井篩管完井多段塞完井液技術(shù)

根據(jù)完井工藝的要求，利用高黏替漿液的低摩阻、低濾失的特性，段塞式推進(jìn)，提高替漿效率，防止替漿過程中替漿液的漏失;酸洗前采用高效清洗段塞處理泥餅表面的油膜，使酸洗時(shí)酸液與泥餅充分接觸反應(yīng)，提高酸洗泥餅的效果;酸洗泥餅時(shí)采用酸洗堵漏一體化段塞，酸開一段油層，暫堵一段，保證殘酸和反應(yīng)物能順利上返，提高水平段油層的完善程度。具體技術(shù)方案為:高黏替漿→高效清洗→酸洗堵漏一體化→洗井。

1.1 高黏替漿段塞

采用高黏替漿液反循環(huán)替漿，實(shí)現(xiàn)替漿液的段塞式推進(jìn)，高黏替漿液的用量按2倍篩管外泥漿量設(shè)計(jì)。在處理篩管外的泥餅時(shí)，完井液需經(jīng)過上部篩管進(jìn)入環(huán)空，過高的黏度會(huì)使地面泵壓大幅上升，對(duì)篩管懸掛器和洗井管柱不利。為考察替漿液通過篩管的能力，配置了高黏度替漿液，具體配方如表1所示。選取長(zhǎng)度為1 m、孔徑為0.15 mm的雙層精密篩管小樣進(jìn)行了通過試驗(yàn)，試驗(yàn)排量500 L/min，連續(xù)試驗(yàn)30 min，通過液量15 m3。采用RV20 黏度計(jì)，在170 s－1剪切下1 h，測(cè)定高黏替槳的黏度。采用美國(guó)Baroid公司的高溫高壓濾失儀，60℃下恒溫1 h，測(cè)定濾失系數(shù)C3，實(shí)驗(yàn)結(jié)果如表2所示。殘?jiān)市∮?%，巖心傷害率小于15%，由巖心流動(dòng)試驗(yàn)裝置測(cè)定;摩阻相當(dāng)于同排量清水的40.31%，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)定;配方A～D 的泵壓分別為 0.5，0.6，3.2，2.0 MPa。綜合考慮通過性能和配方的黏度等技術(shù)指標(biāo)，確定采用B配方。

表1 高黏替漿液的部分組成

表2 高黏替漿液的綜合性能

1.2 高效清洗段塞

大多數(shù)鉆井泥漿體系在鉆遇油層后都會(huì)混油，替漿結(jié)束后，泥餅表面的油膜會(huì)阻止酸液與泥餅的接觸，影響鉆井泥餅的酸化處理效果。采用高效清洗段塞清洗油膜可提高酸洗泥餅的效果。高效清洗段塞的配方為:2%互溶劑JDB－1+2.5%NH4C1+5%清洗劑。

1.3 酸洗堵漏一體化段塞

為提高酸洗泥餅的效果，采用酸洗堵漏一體化段塞，酸開一段油層，暫堵一段，保證殘酸和反應(yīng)物能順利上返，提高水平段油層的完善程度。具體方案是在酸液中添加體積分?jǐn)?shù)為20%的油溶屏蔽暫堵劑，酸洗堵漏一體化施工。

由于完井液在處理篩管外井壁時(shí)，需經(jīng)過上部篩管進(jìn)入環(huán)空。因此對(duì)于暫堵劑的固相顆粒有以下要求:1)顆粒能夠進(jìn)入環(huán)空，不會(huì)堵塞篩管;2)顆粒粒徑與油藏孔喉尺寸有良好的配伍性;3)投產(chǎn)的油井無需采取其他解堵工藝，僅利用生產(chǎn)壓差及儲(chǔ)層流體的溶解即能實(shí)現(xiàn)解堵。

完井使用的篩管由兩層精密篩網(wǎng)組成，單層孔徑為0.15 mm，兩層疊合后孔徑約為0.1 mm。根據(jù)1/2～2/3架橋理論，暫堵劑的顆粒粒徑必須小于0.05 mm。

暫堵劑顆粒粒徑與油藏孔喉尺寸的配伍性決定了是否能夠形成有效的暫堵。對(duì)館陶組取芯進(jìn)行實(shí)測(cè)，其有效孔隙度約為25%～35%，平均為32%;滲透率為(12.9～24 721)×10－3μm2，平均為1 900×10－3μm2，屬于孔高滲;孔喉半徑平均值 γav分布在0.99～15.98 μm，γ50分布在 0.33～27.81 μm，流動(dòng)孔喉的 γ50分布在 2.77～ 34.04 μm。滲透率貢獻(xiàn)值達(dá)96%～98%時(shí)，主要流動(dòng)孔喉的 γ50分布在 2.3～44.1 μm。根據(jù) 1/2～2/3架橋規(guī)則，最大架橋粒子的粒徑必須在22～35 μm，其體積分?jǐn)?shù)大于3%。

根據(jù)暫堵體系的篩管通過性及暫堵要求，3%～5%的固相粒子粒徑為22～50 μm，其余固相粒子的粒徑根據(jù)廣譜暫堵的要求與孔喉尺寸正態(tài)分布一致次級(jí)分布。據(jù)此研制了TR－5油溶性屏蔽暫堵劑，其固相粒徑分布如圖1所示。

圖1 屏蔽暫堵劑的粒度分布

TR－5屏蔽暫堵劑的暫堵及解堵效果如表3所示，試驗(yàn)流動(dòng)介質(zhì)分別為標(biāo)準(zhǔn)鹽水和煤油，試驗(yàn)溫度為90℃。TR－5屏蔽暫堵劑對(duì)不同滲透率巖心的暫堵率均大于98%，解除暫堵后對(duì)儲(chǔ)層傷害很小，滲透率可恢復(fù)原來的95%以上。

表3 TR－5屏蔽暫堵劑的暫堵及解堵效果

為驗(yàn)證固相顆粒通過篩管孔隙的能力，采用配置好的暫堵劑溶液，并制作了長(zhǎng)度為1 m、孔徑為0.15 mm的雙層精密篩管進(jìn)行試驗(yàn)，排量為500 L/min，連續(xù)注溶液30 min，通過液量為15 m3，泵壓為0 MPa。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明優(yōu)選的暫堵劑固相顆粒能夠通過篩管孔隙，不會(huì)堵塞篩管。

1.4 洗井

采用密度為1.0 g/cm3的優(yōu)質(zhì)洗井液洗井2周。洗井液按不同區(qū)塊、不同層系的油層保護(hù)要求配制而成。

2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)

水平井篩管完井多段塞完井液技術(shù)在冀東油田高104－5塊的5口井進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)，施工成功率100%，具體實(shí)驗(yàn)參數(shù)見表4。與替漿不返采用酸化解堵的同層同類井G104－5P37相比，比采油指數(shù)提高近10倍，增油效果顯著。

表4 現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施情況統(tǒng)計(jì)表

3 結(jié)論

1)針對(duì)低壓高滲儲(chǔ)層的篩管完井水平井，采用多段塞酸洗堵漏一體化完井液技術(shù)可解決漏失和泥餅解除不徹底等問題。

2)TR－5屏蔽暫堵劑能順利通過篩管，暫堵可靠，解堵順利，能起到很好的堵漏作用。

3)將高黏攜砂液、屏蔽暫堵劑等成熟的工藝技術(shù)進(jìn)行了優(yōu)化整合，在提高水平井井底完善程度方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

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