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威204H34-1井油基钻井液技术

2020-03-04

化工设计通讯 2020年1期
关键词:乳化剂油水钻井液

王 华

(中石化华东石油工程有限公司六普钻井公司,江苏镇江 212000)

威204H34-1井位于四川省内江市威远县严陵镇三胜村8组,属于四川盆地威远构造,完钻层位为下志留系龙马溪组。该井三开A靶斜深3500m,完钻井深5300m,三开水平段长1800m。

1 油基钻井液配方及性能

为节约钻井液成本,同时调控好钻井液性能,满足现场施工要求,该井采用新浆改造老浆方式进行钻井液维护。由于现场老浆劣质固含高、黏切较高;因此,在新浆的体系配方上必须把该点纳入考虑。通过室内大量实验,确定了以下改造方案。

改造方案:老浆300mL+100mL胶液+重晶石加重至井浆密度

胶液配方:[油水比80∶20]+3.5%主乳化剂+2%辅乳化剂+3%润湿剂+1.5%封堵剂+1.5%降滤失剂+2%CaO,性能。如表1所示。

表1 改造老浆性能

实验结果可以看出,改造后,钻井液黏切、高温高压滤失量明显降低,破乳电压增加明显。说明改造后,钻井液体系稳定性明显提高,更有利于现场施工。因此,可将该改造方案作为现场初步施工方案。

2 现场应用

2.1 油基钻井液配方优选和配置

2.1.1 配方优选

通过室内实验优选出高密度柴油基钻井液的配方如下:柴油+3%主乳化剂+2%辅乳化剂+1%润湿剂+1%有机土+2%CaO+1.5% 降滤失剂+1.5% 封堵剂+25%CaCl2水溶液(油水比80:20)+重晶石。

2.1.2 配制步骤

(1) 清罐。二开固井后清洗地面泥浆罐,将联通槽、罐底等部位的沉砂清洗干净;

(2) 疏通参与钻井液循环的各个泵及管线;

(3) 在配浆罐注入柴油;

(4) 根据实验配方比例,在配浆漏斗中依次加入 3% 主乳、2% 辅乳、1%润湿剂、1%有机土、2% CaO、1.5% 封堵剂、1.5%降滤失剂;

(5) 配制 25% 的 CaCl2水溶液,并将配好的 CaCl2水溶液通过混合漏斗缓慢泵入配浆罐中;

(6) 用剪切泵和地面搅拌器等其进行充分剪切、搅拌,使钻井液充分乳化。

(7) 乳化过程结束后,按密度设计要求加入重晶石搅拌均匀。检测钻井液基础性能,然后将钻井液密度调整至 1.95g/cm3。

(8) 替浆前先注入25% 氯化钙水溶液作为前置液,防止在循环过程中串浆。

2.2 调控柴油基钻井液主要性能

2.2.1 密度的控制

钻井液密度参照地质设计提示的地层压力系数,同时参考邻井资料,确定钻井液密度为2.05~2.10g/cm3。

在钻井过程中、通过井下的情况,后效气测值的大小、单根期大小、返砂以及气测值的大小等,来逐步分析调整钻井液的密度。因为水平段地层井漏的风险相对比较大,能够保障安全作业情况的前提下,采用低密度钻进方式,并且要实时关注钻井液出口密度,同时在下井安全的情况下,尽量采取低密度钻进,以保护油气层。

2.2.2 流变性的控制

油水比对钻井液黏切影响很大,在实钻过程中低油水比黏度会比高油水比黏度高20~50s,如表2所示。

表2 油水比对威204H34-1井钻井液黏度的影响

从表2可以看出,高油水比能有效降低钻井液黏度,且对体系稳定性更好(破如电压值从601V提升至1021V)。考虑到钻井成本和现场实际施工,一般在钻进过程中油水比保持在70/30~80/20左右最好。

无论是水基钻井液还是油基钻井液,高固相对钻井液性能都有极坏的影响。在施工过程中,要求现场加强四级固控的有效使用率,减少有害劣质固相,降低塑性黏度;以达到调整黏切的目的。控制柴油和氯化钙盐水的加量以获得最优的油水比,以便调整钻井液黏切。

高密度钻井液固相高,再加上钻进过程中产生大量岩屑,这就对钻井液的润湿性有较高要求,若润湿效果不好,对钻井液稳定性有极大的影响。在实钻过程中补充部分润湿剂,改变其钻井液体系中固相的润湿性,而达到破坏细微水滴吸附在固相颗粒上的目的,从而破坏颗粒间通过氢键结合形成的网状结构,这样就可以降低钻井液的黏度。

2.2.3 电稳定性控制

乳化剂在泥浆中有较高的浓度是破乳电压主要因素,在钻进过程中不仅应当配制基浆时加足,还要补足乳化剂。电解质的浓度、处理剂、油水比、温度等也是与破乳电压的大小相关联。

2.3 现场应用效果

在替浆结束后,按室内改造方案配制胶液并按老浆∶新浆=3∶1进行改造;后期维护配方为[油水比80:20]+3.5%主乳化剂+2%辅乳化剂+1%润湿剂+1.5%封堵剂+1.5%降滤失剂+2%CaO。应用效果如下。

井壁稳定性好、防塌效果强,从完井电测数据可以看出,该井油基钻遇井眼井径相对规则,平均井径为 228.7mm,平均扩大率为 4.92%。本井三开钻进过程中共起下钻5次,无任何异常显示,下钻到底无沉砂,电测一次性成功,套管顺利下到位。

3 结论与认识

1)油基钻井液油水比一般控制在70/30~80/20,既能保持较好的性能,也能保证合理的经济性。

2)高密度油基钻井液可以适当增加润湿剂的加量,保证岩屑和重晶石的润湿,控制体系的黏切和稳定。

3)为了降低钻井液成本、建议用高性能水基钻井液代替油基钻井液。

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