一种修完井液技术领域
本发明涉及一种修完井液,尤其是一种经济有效的适合高温、高压、
高矿化度地层水条件下的低伤害宽密度修完井液。
背景技术
完井作业是衔接钻井工程与采油工程而又相对独立的工程,是从钻开油
层开始,到下套管、注水泥固井、射孔、下生产管柱、排液直至投产的一项
系统工程。
修井作业是油气井、注水井在生产过程中当中发生故障造成油气井减产、
注水井注水量降低,需要施工排除井下故障恢复油气井、注水井正常生产。
一般把钻开油层、射孔、防砂以及各种增产措施中用于产层的流体称为
完井液,将为维护或提高产能而修井时所需的流体称为修井液。简单的修井
和完井可选择成分类似的液体,即修完井液。修完井液是用各种原材料和化
学添加剂配制成的一种液体,完井液按其组成可分为1)水基完井液(①改
性钻井液、②无固相清洁盐水、③有固相粘性盐水),2)油基完井液(①油
基完井液、②油包水完井液)。
为满足保护储层,防止污染的需要和保证作业安全,完井液必须能够:1)
平衡地层压力,保证作业的安全;2)提供储层保护能力,减少对生产层的损
害;3)维持井眼和套管的稳定;4)携带、悬浮固相颗粒;5)提供防腐能力,
减轻对套管和井下工具的腐蚀;6)在井下条件下保持各种性能的稳定;7)
与储层具有相容性,不改变储层的性质。
塔里木盆地碎屑岩储层具有超深、高温、高压、高矿化度地层水的特征,
前期在修完井中,一般都采用地层水(联合站的污水,很多井的地层水混合
物,下同),这类修完井液对井下工具腐蚀大,携带、悬浮固相颗粒能力差;
若是修完井液密度较低,就采用地层水和地表水混配,这类修完井液对井下
工具腐蚀较大、与地层的相容性差,携带、悬浮固相颗粒能力差。这些修完
井液的这些缺点,造成大多数井在完井或者修井后需要气举或者抽汲诱喷、
产能下降,甚至出现极少数井,修井后无产能。
发明内容
为了在修完井过程中更好的保护储层,减少对储层的污染,提高油气井
的产能,本发明提供一种油气井修完井液,解决在高温、高压、高矿化度地
层水条件下低伤害宽密度修井完井,保护储层、减少污染、提高产能的发明
目的。
本发明提供一种修完井液,其特征在于,包括配制基液和添加剂,配
置基液为地层水或者是地层水和地表水的混合液,其中,添加剂包括增粘
剂,缓蚀剂,稳定剂,杀菌剂。
所述增粘剂优选为乙烯基单体多元共聚物和/或黄杆菌微生物胶,优选
的,按重量百分比计,乙烯基单体多元共聚物的含量为0.5-0.6%,黄杆菌
微生物胶的含量为0.2-0.3%。
所述缓蚀剂可选有机磷酸酯,季铵化咪唑啉等化合物,优选多元醇磷
酸酯,例如巩义市友邦供水材料有限公司的JC-111,优选的,按重量百分
比计,多元醇磷酸酯的含量为0.06~0.08%。
所述稳定剂可选阳离子聚合物,如阳离子季铵盐高分子聚合物,优选
为二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯酰胺共聚物,例如山东鲁岳化工有限公司
的LYPO-314,优选的,按重量百分比计,二甲基二烯丙基氯化铵和丙烯
酰胺共聚物的含量为0.4~0.6%。
所述杀菌剂可选普通的杀菌剂,优选为二氧化氯,例如巩义市友邦供
水材料有限公司的JC-411,优选的,按重量百分比计,JC-411的含量为
0.03~0.07%。
优选地,所述修完井液还包括氯化钙和/或氯化钠和/或地层水。
优选地,所述修完井液密度为1030-1350kg/m3。
所述的修完井液,用于碎屑岩储层修和/或完井施工的应用。
本发明具有如下有益效果:本发明采用上述技术方案,各种原料配物性
良好,与地层配物性良好,具有抗高温、高矿化度的特点。可以和地表水、
地层水(地表水密度1.01~1.03g/cm3,地层水密度1.13~1.16g/cm3,普遍为
1.14~1.15g/cm3)任意混配,并且根据实际修完井液的密度要求,添加氯化
钙(固体密度2.5g/cm3,可配溶液密度理论最大1.4g/cm3,现场可调溶液密
度为1.3g/cm3)进行加重,或添加氯化钠(氯化钠固体密度2.13g/cm3,溶液
密度为1.01~1.20g/cm3)减重,密度可以在1030-1350kg/m3之间任意调整。
方案中主要采用地层水为主的基液本身具有高矿化度特征,并且密度可
调;在室内恒温加热炉中试验表明:抗高温粘土稳定剂,在恒温120℃、热
滚24小时的实验条件下无沉淀、不分层;抗高温粘土稳定剂在恒温140℃、
热滚16小时的实验条件下均匀、无沉淀;在恒温140℃、热滚16小时、Ca2
+体积含量大于10%,抗盐实验,无沉淀。
本专利可应用于高温、高压、高矿化度地层水条件下的碎屑岩储层修、
完井施工。
目前国内勘探开发领域越来越广阔,随着技术能力的提高,超深井的
勘探开发日渐增加,高温、高压、高矿化度地层水碎屑岩储层日渐增多,
这些储层的储层在完井、修井中均需要对储层进行保护。本专利均可应用
于这些特殊储层和特殊的施工条件,具较广阔的应用前景。
具体实施方式
以下述的实例详细叙述如下,然而,本领域技术人员应当理解的是,
本发明的保护范围不应当局限于此。
以下实施例所用仪器和设备的来源如下表1所示:
仪器和设备名称
厂家或来源
型号
变频高温滚子加热炉
青岛同春石油仪器有限公司
GW300-PLC
陈化釜
青岛海通达专用仪器有限公司
LHG-2
高速变频无级调速搅拌机
青岛同春石油仪器有限公司
GJS-B12K
精密电动搅拌器
江苏省金坛市鸿科仪器厂
JJ-1
旋转粘度计
青岛同春石油仪器有限公司
ZNN-D6
双通道常温常压膨胀仪
青岛同春石油仪器有限公司
CPZ-2型
中压滤失仪
青岛海通达专用仪器有限公司
SD3
高温高压失水仪
青岛同春石油仪器有限公司
GGS42-2
以下实施例所用原料的来源如下表2所示:
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实施例(制备试验和性能评价实验):
实施例1(最优选的实施例,室内小样配方,配方比重1.08)
增粘剂PAC1410.54%,XC 0.26%;缓蚀剂JC-111 0.06%;粘土稳定
剂LYPO-314 0.48%;杀菌剂JC-411 0.04%;
清水(密度1.03g/cm3)300g;地层水(密度1.15g/cm3)193g;
增粘剂PAC141 2.7g;XC 1.3g;缓蚀剂JC-1110.3g;粘土稳定剂
LYPO-314 2.4g;杀菌剂JC-411 0.2g。
实施例2(室内小样配方、配方比重1.10)
增粘剂PAC141 0.50%,XC 0.20%;缓蚀剂JC-111 0.08%;粘土稳定
剂LYPO-314 0.40%;杀菌剂JC-411 0.03%;
清水(密度1.03g/cm3)200g;地层水(密度1.15g/cm3)292g;
增粘剂PAC141 2.5g;XC 1g;缓蚀剂JC-111 0.4g;粘土稳定剂
LYPO-314 2g;杀菌剂JC-411 0.15g。
实施例3(室内小样配方、配方比重1.14)
增粘剂PAC141 0.60%,XC 0.30%;缓蚀剂JC-111 0.07%;粘土稳定
剂LYPO-314 0.60%;杀菌剂JC-411 0.05%;
清水(密度1.03g/cm3)200g;地层水(密度1.15g/cm3)250g;CaCl2
50g;
增粘剂PAC141 3g;XC 1.5g;缓蚀剂JC-111 0.35g;粘土稳定剂
LYPO-314 3g;杀菌剂JC-411 0.25g。
对照例(配方比重1.08)
清水(密度1.03g/cm3)300g;地层水(密度1.15g/cm3)193g。
效果评价
实施例与现有技术的比较见下表3所示。各比较参数的测定或计算方
法简要描述如下:
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由以上比较可以得出,本发明的各实施例中,岩心渗透率恢复率都在80%
以上,平均达到93.59%,保护油气层效果好,稳定性好,抗高温性达到120℃
以上,抗盐性都大于10%,密度在1.03~1.35g/cm3间任意可调,腐蚀性很小,
这三种配方都能满足塔河油田各项修完井作业,又不会损害储层。最优选的
配方为实施例1,抗高温性、抗盐性、腐蚀性、稳定性、岩芯实验渗透率恢
复值均最优。
测定方法:
抗温性
①用中压滤失仪测定修完井液样品的API滤失量(压力为0.7MPa,时间
7.5min),即FLAPI;然后用旋转粘度计测得样品在600转下的读数,计算
得到AV值(表观粘度);
②取350mL左右样品装入陈化釜中,然后放置在滚子加热炉中进行热滚,
热滚16h;
③冷却陈化釜,取出样品,重复①。
对比热滚前后的FLAPI和AV,变化越小则抗温性越佳。
稳定性
①观察:取500mL左右修完井液样品置于500mL量筒中,常温下静置,
24h后观察溶液是否分层,是否有沉淀;
②测量:把①所得样品的上半部分小心地倒入另一个容器中,用密度计
测其密度,记作X1,再测下半部分的密度,记作X2;
③评价:如果①中观察到无沉淀、无分层,且X2-X1<0.1g/cm3,
则稳定性好。
抗盐性
①观察:取500mL左右修完井液样品置于500mL量筒中,常温下静置,
24h后观察溶液是否分层,是否有沉淀;
②加热:加热至140℃,保温16h后观察溶液是否分层,是否有沉淀;
③测量:表观粘度AV、塑性粘度PV;
④评价:如果①和③中无分层、无沉淀,且AV、PV值>3,则稳定性
好。
腐蚀性
①取350mL左右待评价修完井液样品,加入陈化釜中;
②测定钢片的长、宽、高,并称准钢片的质量,放入陈化釜中;
③把老化罐放入已升至要求温度的滚子加热炉中,进行热滚;
④热滚所需时间后,冷却至常温,取出钢片进行清洗,准备称量其质量。
⑤腐蚀速率的计算
计算公式: C=(m0-m1)/S0t
式中,C——钢片的腐蚀速率,g/m2·h;
m0,m1——腐蚀前后钢片的质量,g;
S0——钢片的总表面积,m2;
t——腐蚀时间,h。
腐蚀速率越高,表示腐蚀程度越严重,防腐蚀效果越差。
岩心损害实验
①将抽空饱和好的岩心放入岩心夹置器,围压2.0MPa,用标准盐水
(10000ppm)测岩心水相渗透率;
②用未过滤修完井液注入岩心,流量1ml/min,连续注入60min,记录累
计注入量和渗透率变化的关系,观察并记录压力值;
③计算每10min对应的渗透率,作出曲线,反映修完井液对岩心的堵塞
程度。
损害程度计算公式:![]()
Dr—损害程度;Ks前—用标准盐水测的岩心渗透率,×10-3μm2;Ks后—用
修完井液测的岩心渗透率,×10-3μm2。