鄂爾多斯盆地產層段沖洗液有效沖洗技術研究

侯彬彬，董麗娜，高利軍，劉海峰，樂 雷，馮劍楠

(陜西延長石油(集團)有限責任公司延長氣田采氣二廠,陜西 靖邊 718500)

鄂爾多斯盆地油氣井由于成本原因，多采用簡單的井身結構，造成長裸眼段穿越多個地層、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，通過潤濕、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的膠結強度[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]。對沖洗液的評價方法主要有流變性能、相容性、油溶性、清洗效率[3-8]等。

本文主要通過測試沖洗液與泥漿及水泥漿的適配性、沖洗液對原油的溶解性，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 實驗藥品及儀器

主要原料: 稀釋劑(HCB-XS)、清洗劑(HCB-QX)、氯化鈉、氯化鉀。

主要儀器：六速旋轉黏度計(ZNN-D6)、高溫高壓濾失儀(42型)、密度計(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 泥漿相容性性能測試

參照石油天然氣行業標準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 速旋轉黏度儀分別測量轉速為 600、300、200、100、6、3r /min 時的讀數值，計算塑性黏度與動切力。

1.4 泥餅清除實驗

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，設重量為M1；再將半塊泥餅固定在六速旋轉黏度計的外桶上，開動黏度計開關在不同轉速清洗8min，取出泥餅，晾干后稱重，設重量為M2。設濾紙重M0，則可以計算出泥餅清除效率P，其中P=[1-(M2-M0)/(M1-M0)]×100%。

2 結果與討論

2.1 沖洗液與鉆井泥漿及固井水泥漿配伍性研究

2.1.1 對鉆井泥漿的稀釋效果

參照天然氣行業標準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，高速攪拌后測定其流變性，結果見表1。

表1 沖洗液對鉆井泥漿的稀釋作用

表1(續)

由表1可見，隨著沖洗液比例的提高，稠度指數、塑性黏度及動切力呈現明顯的下降趨勢，說明沖洗液對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%時就可以很好的降低鉆井液動切力，提高了鉆井液的流型指數，從經濟上考慮，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，高速攪拌后測定其流變性，結果見表2。

表2 沖洗液與水泥漿相容性評價

由表2可以看出，隨著沖洗液比例的增加，稠度指數、塑性黏度及動切力開始下降，說明沖洗液與水泥漿相混，沒有出現閃凝、增稠現象，證明沖洗液與水泥漿具有良好的相容性。

2.2 沖洗液沖洗能力評價

2.2.1 沖洗液油溶性評價

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驗結果如表3。

表3 沖洗液原油溶解速率

從表3可知，隨著原油的滴入，溶解速率呈現先增加后減小的趨勢，滴加的原油在1～7.5 min時均能完全溶解，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，提升固井膠結質量。

2.2.2 沖洗液的清洗效率

在鉆井過程中，必然會在井壁上形成一層泥餅，沖洗液對泥餅清除效果的好壞對固井質量起著至關重要的作用。

此為利用鉆井液完全侵潤的六速旋轉黏度儀模擬鉆井液在井下泥餅的狀態，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)

分別測定沖洗液在不同轉速和不同清洗時間下的泥餅清除效率，結果見圖2與圖3。

圖2 轉速對泥餅清除效率的影響

由圖2可知，隨著清洗時轉速的增加，泥餅清除效率逐漸增加，因此沖洗液達到紊流頂替，可以明顯提高泥餅清除效率。

圖3 清洗時間對泥餅清除效率的影響(轉速為300 r/min)

由圖3可知，在相同的轉速下，隨著清洗時間的增加，泥餅清除效率逐漸增加，因此延長沖洗液的紊流時間，可以明顯提高泥餅清除效率。

3 結論

(1)固井沖洗液對井泥漿、水泥漿未造成增稠絮凝現象。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性，在較低臨界流速下達到紊流頂替。

(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，當提高清洗轉速和時間，可以明顯提高泥餅清除效率。

[1] 雷 妍.驅油型沖洗液的研究[D].天津:天津工業大學,2017.

[2] 楊 波,張 猛.沖洗液在聚合物驅油田固井中的應用研究[J].石油天然氣學報,2013,35(9):117-119.

[3] 郭小陽,歐紅娟,李 明,等.適用于柴油基鉆井液的洗油型沖洗液研究[J].西南石油大學學報(自然科學版),2017,39(1):155-160.

[4] 艾武昌, 但 煉,段 超.大斜度井油基鉆井液尾管固井技術[J].化學工程與裝備,2017(2):196-198.

[5] 鄧 立.一種用于油基鉆井液固井的前置液研究[D].成都:西南石油大學,2016.

[6] 唐世忠,饒富培,吳 華,等.固井沖洗液沖洗效率評價方法[J].石油鉆采工藝,2016,38(5):601-605.

[7] 歐紅娟,李 明,王崇榆,等.油基鉆井液固井前置液技術研究進展[J].精細石油化工進展, 2016,17(2):1-5.

[8] 李韶利,姚志翔,李志民, 等.基于油基鉆井液下固井前置液的研究及應用[J].鉆井液與完井液, 2014,31(3):57-60.