沖洗液在聚合物驅(qū)油田固井中的應(yīng)用研究

楊波（長江大學(xué)研究生院，湖北 荊州 434023）

張猛（長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北 武漢 430100）

聚合物驅(qū)（以下簡稱“聚驅(qū)”）油田調(diào)整井固井時，注入地層中的聚合物及地層流體混合物侵入水泥漿后，使水泥漿增稠、流動性降低，從而降低固井頂替效率，最終影響固井質(zhì)量。為提高固井質(zhì)量，必須使用沖洗液將井壁沖洗干凈。

1 沖洗液組成

沖洗液主劑配方：聚合物懸浮劑＋表面活性劑＋有機溶劑＋礦物油。

沖洗液CX－W21L體系配方：水＋沖洗液主劑＋加重劑。

配制不同密度沖洗液的推薦加量見表1。

表1 不同密度隔離液的推薦加量

2 沖洗液的性能評價

2.1 穩(wěn)定性試驗

對密度1.10～1.40g／cm3的沖洗液進(jìn)行沉降穩(wěn)定性評價試驗，結(jié)果見表2。

由表2 可知，沖洗液體系上下密度差在0.015g／cm3以內(nèi)，沖洗液沉降穩(wěn)定性好。沖洗液中含有懸浮能力很強的聚合物懸浮劑，有利于提高沖洗液穩(wěn)定性、降低失水量、增強沖洗液攜帶泥餅?zāi)芰Φ刃阅堋?/p>

表2 沖洗液沉降穩(wěn)定性試驗數(shù)據(jù)表（80℃／24h）

2.2 沖洗試驗

評價方法是利用六速旋轉(zhuǎn)黏度計，首先確定泵速與流變儀轉(zhuǎn)速的關(guān)系，固井沖洗時，為使流體達(dá)到紊流，通常泵速需達(dá)1.0m／s以上，流變儀轉(zhuǎn)子周長為13cm＝0.13m，泵速1.0m／s相當(dāng)于流變儀轉(zhuǎn)速：1.0m／s÷0.13m×60s＝461.5r／min。因此，確定六速旋轉(zhuǎn)黏度計轉(zhuǎn)速為300r／min。

先將質(zhì)量濃度450mg／L的聚合物溶液、水基泥漿、油基泥漿和沖洗液在80°C 溫度下恒溫養(yǎng)護(hù)，在六速旋轉(zhuǎn)黏度計轉(zhuǎn)子上貼500號砂紙；將攪拌好的450 mg／L 的聚合物溶液、泥漿倒入漿杯，用以300r／min的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)5min，使500號砂紙表面粘上質(zhì)量濃度為450mg／L的聚合物溶液、泥漿。然后，換裝沖洗液漿杯，用300r／min的轉(zhuǎn)速清洗一定時間；觀察砂紙表面質(zhì)量濃度為450mg／L 的聚合物溶液、泥漿是否被清洗干凈，由此來判斷清洗效果，再利用下式計算沖洗率：

式 中：mf為粘泥漿圓筒沖洗后的質(zhì)量，g；mt為粘附泥漿圓筒的總質(zhì)量，g；mn為未粘泥漿的圓筒凈重，g。

表3是沖洗試驗結(jié)果。由表3可以看出，沖洗液能沖洗掉井壁上的聚合物，可以有效地提高水泥環(huán)與界面的膠結(jié)質(zhì)量。沖洗液以紊流狀態(tài)沖刷井壁，清除井壁虛泥餅和油污，改善界面膠結(jié)質(zhì)量，提高界面膠結(jié)強度，以達(dá)到提高第一、二界面膠結(jié)強度的目的，從而進(jìn)一步提高固井質(zhì)量。

表3 CX－W21L沖洗液沖洗聚合物溶液、水基泥漿、油基泥漿的效果（80℃）

2.3 界面膠結(jié)強度試驗

利用界面膠結(jié)強度試驗評價裝置，在模擬套管外粘上質(zhì)量濃度為450mg／L 的聚合物溶液及泥漿，然后放入特定質(zhì)量分?jǐn)?shù)的沖洗液中沖洗，測試沖洗率達(dá)95%以上所用時間，再將模擬套管放置到已準(zhǔn)備好的裝置中，將水泥漿注入環(huán)空中，隨后放入水浴中養(yǎng)護(hù)，24h以后取出，利用界面膠結(jié)強度試驗評價裝置測量模擬套管界面膠結(jié)的強度，結(jié)果見表4。模擬試驗結(jié)果表明，未沖洗的界面膠結(jié)強度為0.01MPa，沖洗后的界面膠結(jié)強度較未沖洗的界面膠結(jié)強度提高了289%以上，滿足油氣井注水泥沖洗液使用方法要求。

表4 界面強度試驗數(shù)據(jù)

2.4 相容性試驗

按API相容性檢測方法，進(jìn)行了沖洗液與質(zhì)量濃度450mg／L 的聚合物溶液、水基泥漿、油基泥漿、隔離液和水泥漿的相容性試驗，結(jié)果見表5。從試驗結(jié)果可見，沖洗液與450mg／L的聚合物溶液、水基鉆井液、油基鉆井液、隔離液和水泥漿相容性良好，沒有絮凝、增稠、沉淀的現(xiàn)象。沖洗液的相容性好。

表5 沖洗液與聚合物溶液、水基泥漿、油基泥漿、隔離液、水泥漿的相容性試驗（80℃）

3 固井沖洗液現(xiàn)場施工工藝與試驗效果

3.1 固井沖洗液現(xiàn)場配制與注入方法

一是依據(jù)固井施工方案所制定的固井沖洗液注入數(shù)量和密度要求計算藥品用量，做好配制固井沖洗液的材料準(zhǔn)備。二是現(xiàn)場配制。固井提供1個4m3容積帶攪拌器的固井專用水罐和1臺水泥車到達(dá)鉆井隊現(xiàn)場，向固井專用水罐中加入沖洗液主劑400kg，然后將其注滿水，開啟固井專用水罐的攪拌器進(jìn)行混配攪拌。三是在固井施工注入時，單獨由配制固井沖洗液的水泥車注入。

3.2 固井沖洗液現(xiàn)場試驗效果

沖洗液在雙河聚驅(qū)油田固井現(xiàn)場試驗實施5口井，固井質(zhì)量合格。試驗情況見表6。從表6可見，固井沖洗液流變性好，沖洗液流性指數(shù)大于0.87、沖洗液稠度系數(shù)小于0.27Pa·sn，實際注替排量在1.0m3／min左右時，沖洗液完全達(dá)到紊流狀態(tài)，提高了頂替效率，可有效地提高和改善一、二界面水泥環(huán)膠結(jié)強度和膠結(jié)質(zhì)量，固井質(zhì)量合格，達(dá)到有效封隔油氣水層的目的，為下一步試油、開采提供固井方面的技術(shù)保證。

表6 1.0g／cm3 沖洗液現(xiàn)場試驗情況

4 結(jié)論

1）沖洗液CX－W21L靜止24h后上下密度差小于0.015g／cm3，體系懸浮穩(wěn)定性好。

2）沖洗液CX－W21L沖洗5～8min的沖洗率可達(dá)到96%以上，體系沖洗效率高，有利于改善界面膠結(jié)強度。

3）沖洗液CX－W21L體系與聚合物溶液（質(zhì)量濃度450mg／L）、隔離液、水泥漿和鉆井液具有良好的相容性，現(xiàn)場試驗表明，有利于提高固井頂替效率，改善固井質(zhì)量。