新型免破膠鉆開液在疏松砂巖水平井的應用

2018-03-21 05:55:28萬祥

石油化工應用 2018年2期

關鍵詞：體系

萬祥

（中海油能源發展股份有限公司工程技術分公司，天津 300452）

隨著國際原油價格的大幅波動，石油工業的投資將會逐步從高成本區流向低成本區，很多油田公司可能會減少資本支出。對于海上油田，低成本、高回報顯的尤為重要[1-3]。EZFLOW鉆開液體系是渤海油田近年來新開發的儲層保護、免破膠體系，具有很好的動態攜砂能力，超強的流變性能，并且該體系具有較高的低剪切速率黏度（LRSV＞22 000 mPa·s），在低泵速或靜止時有利于懸浮鉆屑，提高井眼凈化能力，克服了水平井或大斜度井段攜砂困難、易形成巖屑床等問題。并且在鉆井期間隨著溫度升高，該體系性能穩定基本和實驗室評價一致，具有良好的抑制性能。QK油田是渤海典型的疏松砂巖儲層油田，在調整井作業中應用了EZFLOW鉆開液體系[4-8]。結果表明EZFLOW是性能優良的可逆弱凝膠體系，具有廣譜封堵和承壓能力強等特點，完井時僅需微小的生產壓降就能清除，完全避免了常規完鉆泥漿對儲層、篩管、礫石等的堵塞，具有很好的儲保效果。

1 新型鉆開液液體

1.1 體系特點

EZFLOW體系，通過體系分子鍵間相互纏繞，形成空間網架結構，結構形成與拆散可逆，靜切力恢復迅速，無時間依賴性具有很好的靜態懸砂能力，動塑比高、具有很好的動態攜砂能力，超強的流變性能克服水平井或大斜度井段攜砂難、易形成沉砂床的問題，低泵速或靜止時有效防止巖屑床的形成。

設計特點：泥餅易返排，強承壓/濾失少，獨特流變性，儲層保護效果優異，易降解環境友好。

技術思路：單向液體開關。無土粉和重晶石，通過封堵顆粒的合理匹配，形成致密性超低滲透率濾餅，減少固液相對儲層的傷害。強剪切稀釋性，高剪切速率下有效破巖，低剪切速率下有效攜巖巖屑。最優化組合配方，形成特殊性泥餅，形成正向強封堵，反向易返排濾餅。較高的低剪切速率黏度有利于懸浮鉆屑，提高井眼凈化能力，有效防止大斜度段和水平井段巖屑床的形成。

1.2 典型配方

0.1%Na2CO3（pH值調節劑）+0.2%PF-ACA（堿性調節劑）+0.43%PF-EZVIS（流型調節劑）+1.07%PFEZFLO（降濾失劑）+8%PF-EZCARB（儲層橋堵劑）+加重材料（可溶性鹽：氯化鉀、氯化鈉、甲酸鉀、甲酸鈉、焦磷酸鉀等）。

2 在QHD油田的適用性分析

2.1 橋堵粒徑計算

QK油田含油層系主要發育在明化鎮組下段，埋深1 000m～1460m，平均孔隙度31%，平均滲透率2000mD，屬中高孔滲儲層。通過理想充填橋堵配套軟件《Ideal Packing Expert》進行計算，粒徑最優化配比為：PFEZCARB C：PF-EZCARB M：PF-EZCARB F=0：50：50。

2.2 潤滑性能分析

在EZFLOW體系中，分別加入環境友好型水基潤滑劑PF-GREENLUBE，考察加量和潤滑性系數。實驗結果表明，當加入3%時，體系潤滑系數降低變化緩慢，潤滑性系數為0.11，對于基漿而言，潤滑性系數降低率為51.9%（見圖1）。

2.3 抑制性能分析

為了考察EZFLOW體系的抑制性能，室內進行了滾動回收率實驗，結果表明，在體系中加入3%KCl，就能具有良好的抑制效果（70℃×16 h）（見圖2和表1）。

2.4 PST實驗

PST（Production Screen Tester）生產篩管測試儀用于評估鉆井液或其他入井流體在儲層流體生產過程中通過完井篩管的程度，結果（見表2）。

圖1 潤滑性能分析

圖2 滾動回收率實驗

表1 典型性能

表2 PST實驗結果

3 現場應用與效果評價

3.1 應用情況

井1、井2、井3為QK油田三口水平井，均為調整井，井身結構和裸眼段數據（見表3）。其中PRD井1井采用常規PRD水平段鉆開液，井2和井3采用新型EZFOLW鉆開液。

三口井的完井方式及具體完井工序（見表4）。

3.2 EZFLOW鉆開液效果評價

（1）作業時效。從完井工序（見表4）可見，采用EZFLOW鉆井液省去了替入破膠劑、破膠、測漏失步驟，海上油田完井過程中，破膠的總體時間大約為10 h，并且對于第一次破膠不理想的情況，還需采取二次破膠，時效增長。EZFLOW鉆井液的應用，縮短了每口井的作業時間。

（2）作業風險。從井下頂部封隔器座封風險分析，采用PRD鉆井液的情況下，破膠作業先于座封作業，存在封隔器異常后的后續處理復雜、井筒二次污染風險。因先座封頂部封隔器，會導致破膠液不能充分充滿裸眼段，破膠不完全，產量降低等現狀，因此渤海油田采用破膠作業優先方式。EZFLOW鉆井液為免破膠鉆井液，具有廣譜封堵和承壓能力強等特點，并且規避了頂部封隔器座封失敗的后續處理風險。

（3）儲層保護。井1完井過程中漏失完井液320 m3，井2和井3完井過程中基本無漏失。采用EZFLOW鉆井液極大的保護了儲層，投產初期，見油更快更早，經濟效益明顯。

（4）投產產量對比。從投產初期產量可見，使用EZFLOW鉆井液的井2和井3比使用PRD鉆井液的井1產量明顯提高，具體（見表5）。