一體化完井工作液在遼河灘海油區(qū)的研究與應(yīng)用

摘 要：遼河油田鉆采院通過(guò)大量室內(nèi)研究，研制出了適合遼河海上儲(chǔ)層地質(zhì)特點(diǎn)的無(wú)固相多功能一體化完井工作液，該工作液集壓井液、完井液和修井液于一體，并在遼河海上、灘海油區(qū)成功應(yīng)用于各項(xiàng)施工中。

關(guān)鍵詞：海上油田；一體化；完井工作液；儲(chǔ)層保護(hù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TE243 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-7712 （2014） 18-0000-01

由于海上平臺(tái)上作業(yè)受場(chǎng)地、排污等條件的限制，大量的用后廢液需要無(wú)害化處理后排放或船運(yùn)陸上處理，增加了存儲(chǔ)和廢液處理的難度，同時(shí)也加大了海上油田的開(kāi)發(fā)成本。我們研制出了適合遼河灘海儲(chǔ)層地質(zhì)特點(diǎn)的無(wú)固相多功能一體化完井工作液。它是一種通過(guò)調(diào)配、添加一定量材料，從而改變其自身性能參數(shù)，能充當(dāng)洗井液、沖砂液、射孔液、壓井液和修井液使用的多功能完井液。

一、一體化完井工作液的研制

（一）配方的確定。無(wú)固相多功能一體化完井液由無(wú)機(jī)鹽、防膨劑、增粘劑、降濾失劑、緩蝕劑、殺菌劑等按比例配備而成，其性能指標(biāo)：密度1.01～1.40g/cm3，粘度28～50s，塑性粘度28～50mpa·s，API失水5～10ml。

（二）完井液的性能評(píng)價(jià)。按照密度不同將一體化完井液分為兩類(lèi)：①Na鹽性，NaCL為主要加重材料，其密度1.01～1.20g/cm3；②Ca鹽型，以CaCL2為主要加重材料，其密度1.01～1.39g/cm3。選取兩種不通密度范圍內(nèi)的無(wú)固相多功能完井液進(jìn)行性能測(cè)試和評(píng)價(jià)。

（1）熱穩(wěn)定性測(cè)試。測(cè)試是在恒溫水浴里進(jìn)行，將兩種不同密度范圍內(nèi)的無(wú)固相多功能完井液取樣后放在水浴中加熱，然后取出對(duì)其工作液性能進(jìn)經(jīng)測(cè)試。

（2）高速剪切測(cè)試。兩種不同密度范圍內(nèi)的完井液在高速剪切環(huán)境下性能穩(wěn)定，能達(dá)到各種作業(yè)施工要求。

（3）高溫腐蝕性能實(shí)驗(yàn)。通常根據(jù)年腐蝕率公式F=（W1-W2）×3650/S·T·ρ計(jì)算流體對(duì)金屬的腐蝕能力。

高溫腐蝕實(shí)驗(yàn)是在恒溫水浴內(nèi)，將N80鋼片放在裝有無(wú)固相多功能完井液的玻璃容器內(nèi)進(jìn)行的，測(cè)試天數(shù)為7天。

（4）毒性評(píng)價(jià)。該評(píng)價(jià)參照美國(guó)API推薦的鉆井液生物實(shí)驗(yàn)程序，以及ASTM推薦的生物實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)將工作液和海水配制成各種濃度的實(shí)驗(yàn)液，實(shí)驗(yàn)生物均選自北方海區(qū)常見(jiàn)甲殼類(lèi)生物。所選生物在實(shí)驗(yàn)液中96小時(shí)，半致死濃度96hLC50>500000ppm。根據(jù)國(guó)際公認(rèn)96hLC50>

10000ppm屬于實(shí)際無(wú)毒的標(biāo)準(zhǔn)，證明無(wú)固相多功能完井液實(shí)際無(wú)毒，滿(mǎn)足海洋毒性物排放及回收要求。

（5）完井液與儲(chǔ)層配伍性評(píng)價(jià)。實(shí)驗(yàn)選取灘海地區(qū)現(xiàn)場(chǎng)使用的淡水、天然海水和無(wú)固相多功能完井液進(jìn)行與儲(chǔ)層的配伍性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。

粘土膨脹實(shí)驗(yàn)是用于測(cè)定儲(chǔ)層巖心與外來(lái)流體接觸后造成粘土礦物水化膨脹時(shí)的線性膨脹率。根據(jù)膨脹率的測(cè)定可以判斷完井液引起儲(chǔ)層的敏感程度。實(shí)驗(yàn)是在巖心膨脹儀上進(jìn)行的，實(shí)驗(yàn)時(shí)間為15小時(shí)，溫度18～25℃。

二、現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

自2007年多功能一體化完井工作液已在遼河灘海地區(qū)應(yīng)用了近30井次，其中新井射孔完井15井次，老井大修作業(yè)12井次，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。其單井平均使用量為150m3，成功完成了洗井、沖砂、射孔、測(cè)井、修井等多種施工工序，并起到了很好的儲(chǔ)層保護(hù)作用。

實(shí)例：葵東103井

葵東103井于2006年8月完鉆，第一次防砂時(shí)，封隔器卡瓦未座封，丟手后防砂管柱下落，造成井底落物。2007年5月葵東103井進(jìn)行大修作業(yè)，作業(yè)周期為38天。

本次施工作業(yè)設(shè)計(jì)配置密度1.08g/cm3的完井液150m3。用于沖砂、打撈、鉆塞、射孔等多個(gè)工序。在沖砂、鉆塞過(guò)程中，完井液在井筒內(nèi)多次停留在72h以上，循環(huán)出井筒時(shí)測(cè)量其溫度在36℃，密度仍保持1.08g/cm3、粘度28mpa·s。射孔投產(chǎn)后，日產(chǎn)液80m3，含油40t，達(dá)到預(yù)期目標(biāo)。施工過(guò)程中無(wú)固相多功能完井液體現(xiàn)了良好的穩(wěn)定性和流變性，具有良好儲(chǔ)層保護(hù)效果。

三、結(jié)束語(yǔ)

（1）經(jīng)過(guò)室內(nèi)實(shí)驗(yàn)，確定兩種密度類(lèi)型的無(wú)固相多功能一體化完井液配方，其性能參數(shù)基本相同，差別在于密度控制范圍，Na鹽體系1.0～1.2g/cm3，Ca鹽1.2～1.4g/cm3，其密度通過(guò)無(wú)機(jī)鹽的加入量來(lái)調(diào)節(jié)。（2）兩種密度類(lèi)型的多功能完井液添加適量的緩蝕劑后，會(huì)對(duì)管材起到很好的防腐蝕作用，其性能指標(biāo)符合工作環(huán)境的要求。腐蝕速率值還可以同通過(guò)緩蝕劑的加入量進(jìn)一步調(diào)整。（3）體系中加入殺菌劑是防止體系中的聚合物成分在長(zhǎng)時(shí)間高溫狀態(tài)下受水中細(xì)菌干擾，發(fā)生變質(zhì)，使工作液性能下降。從環(huán)保角度考慮，選用季銨鹽類(lèi)殺菌劑通過(guò)毒性評(píng)價(jià)表明，殺菌劑毒性低，對(duì)海洋環(huán)境不會(huì)造成污染，可在現(xiàn)場(chǎng)使用。（4）一體化完井工作液的粘度主要靠加入的大分子聚合物來(lái)調(diào)節(jié)，粘度值在20～50mpa·s之間，可有效攜帶巖屑，可在洗井、沖砂時(shí)使用。（5）現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用的無(wú)固相多功能完井液具有安全環(huán)保、對(duì)儲(chǔ)層無(wú)傷害、配方合理、性能優(yōu)良、節(jié)省施工周期，已在遼河海上油田開(kāi)發(fā)中實(shí)際應(yīng)用27井次，適合海上大面積推廣應(yīng)用。

[作者簡(jiǎn)介]張本芳（1980-），女，工程師，大慶石油學(xué)院機(jī)械設(shè)機(jī)制造及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)，現(xiàn)從事灘海工藝研究。