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(zhǎng)石油(集團(tuán))有限責(zé)任公司延長(zhǎng)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(jiǎn)單的井身結(jié)構(gòu)，造成長(zhǎng)裸眼段穿越多個(gè)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(rùn)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(duì)沖洗液的評(píng)價(jià)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(cè)試沖洗液與泥漿及水泥漿的適配性、沖洗液對(duì)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(shí)驗(yàn)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(jì)(ZNN-D6)、高溫高壓濾失儀(42型)、密度計(jì)(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(cè)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(cè)量轉(zhuǎn)速為 600、300、200、100、6、3r /min 時(shí)的讀數(shù)值，計(jì)算塑性黏度與動(dòng)切力。

1.4 泥餅清除實(shí)驗(yàn)

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(jì)的外桶上，開動(dòng)黏度計(jì)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(jì)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(duì)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(cè)定其流變性，結(jié)果見表1。

表1 沖洗液對(duì)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(dòng)切力呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)，說明沖洗液對(duì)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(shí)就可以很好的降低鉆井液動(dòng)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(cè)定其流變性，結(jié)果見表2。

表2 沖洗液與水泥漿相容性評(píng)價(jià)

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(dòng)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(píng)價(jià)

2.2.1 沖洗液油溶性評(píng)價(jià)

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(shí)驗(yàn)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(shì)，滴加的原油在1～7.5 min時(shí)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(huì)在井壁上形成一層泥餅，沖洗液對(duì)泥餅清除效果的好壞對(duì)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(rùn)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(cè)定沖洗液在不同轉(zhuǎn)速和不同清洗時(shí)間下的泥餅清除效率，結(jié)果見圖2與圖3。

圖2 轉(zhuǎn)速對(duì)泥餅清除效率的影響

由圖2可知，隨著清洗時(shí)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(shí)間對(duì)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(shí)間的增加，泥餅清除效率逐漸增加，因此延長(zhǎng)沖洗液的紊流時(shí)間，可以明顯提高泥餅清除效率。

3 結(jié)論

(1)固井沖洗液對(duì)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(dòng)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(shí)間，可以明顯提高泥餅清除效率。

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