• 
    

    
    

      99热精品在线国产_美女午夜性视频免费_国产精品国产高清国产av_av欧美777_自拍偷自拍亚洲精品老妇_亚洲熟女精品中文字幕_www日本黄色视频网_国产精品野战在线观看 ?

      油氣井固井多棱石英砂沖洗液的研制與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

      2022-06-24 10:21:08何立成
      石油鉆探技術(shù) 2022年3期
      關(guān)鍵詞:口井石英砂固井

      何立成

      (中石化勝利石油工程有限公司, 山東 東營 257000)

      在油氣井固井作業(yè)中,有效清洗井壁與套管上的附著物、頂替環(huán)空中的鉆井液,是保證固井質(zhì)量的關(guān)鍵。因此,應(yīng)用高效沖洗液是提高水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量的主要措施。目前,國內(nèi)外常用的固井沖洗液可分為水基沖洗液和油基沖洗液2類[1-5],主要有清水型沖洗液、乳化型沖洗液、黏性沖洗液、飽和鹽水沖洗液等,雖然基本滿足了油氣井固井要求,但存在沉降穩(wěn)定性比較差、對(duì)油基鉆井液或含油鉆井液的沖洗效率低、油膜沖洗效果不佳等缺點(diǎn)。近年來,頁巖油氣井的數(shù)量越來越多,且多應(yīng)用油基鉆井液鉆進(jìn),應(yīng)用常規(guī)沖洗液進(jìn)行固井作業(yè)時(shí),很難有效清洗井壁上的含油濾餅和套管壁附著的油膜,嚴(yán)重影響水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量,不但難以實(shí)現(xiàn)環(huán)空的有效封隔,出現(xiàn)環(huán)空帶壓現(xiàn)象,而且無法滿足后期大型壓裂作業(yè)對(duì)水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量的要求,影響了壓裂增產(chǎn)效果,也增加了油氣井生產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)[6-7]。因此,需要研制高效沖洗液,以提高固井質(zhì)量。目前,國內(nèi)外已研制出一些高效沖洗液[8-10],但種類比較少,功能和用途比較單一,且適應(yīng)性差,很難滿足油基鉆井液條件下提高固井質(zhì)量的要求。為此,基于加強(qiáng)沖洗液物理沖刷作用的研究思路,優(yōu)選了有尖銳棱角、形狀不規(guī)則的多棱石英砂顆粒,并優(yōu)化了其加量、優(yōu)選了懸浮劑,配制了多棱石英砂沖洗液。該沖洗液在勝利油田4口井進(jìn)行了成功應(yīng)用,固井施工順利,固井質(zhì)量明顯提高。

      1 多棱石英砂沖洗液配方優(yōu)選

      沖洗液中加入不規(guī)則形狀的多棱石英砂后,將常規(guī)沖洗液中圓形石英砂與套管壁/井壁附著物的單點(diǎn)、面、滾動(dòng)摩擦接觸,改變?yōu)槎帱c(diǎn)、更大侵入深度、滑動(dòng)摩擦接觸。同時(shí),流體中存在壓力和速度梯度、多棱石英砂顆粒相互碰撞等原因,可導(dǎo)致石英砂顆粒旋轉(zhuǎn),產(chǎn)生升力效應(yīng)。這幾方面因素協(xié)同作用,增大了多棱石英砂沖洗液的作用力度,增強(qiáng)了對(duì)套管壁/井壁虛濾餅及其他附著物的沖刷效果,提高了井眼凈化程度及沖洗效率,有利于提高水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量。

      1.1 多棱石英砂的基本性能

      石英石是一種堅(jiān)硬、耐磨、化學(xué)性能穩(wěn)定的硅酸鹽礦物,其主要礦物成分是SiO2,具有硬度高、耐熱、抗壓和不易腐蝕等特點(diǎn)。多棱石英砂是由石英石破碎分篩加工而成,石英石破碎后出現(xiàn)多種不規(guī)則顆粒,分篩就得到不同粒徑的石英砂,它呈不規(guī)則顆粒狀,有鋒利的棱角,顆粒邊緣呈棱狀,堆積空隙比較大。由多棱石英砂顆粒的電鏡掃描分析結(jié)果(見圖1)可知,多棱石英砂呈不規(guī)則多面體,邊角鋒利,有尖銳頂角。

      圖1 石英砂顆粒電鏡掃描分析結(jié)果Fig.1 SEM analysis results of quartz sand particles

      利用BT-9300LD激光粒度分布儀(濕法)對(duì)多棱石英砂進(jìn)行了粒度分布測(cè)試,結(jié)果如圖2所示。從圖2可以看出,多棱石英砂的粒度約60目,粒徑中值 37.49 μm,比表面積 194.5 m2/kg。

      圖2 多棱石英砂粒度分析結(jié)果Fig.2 Grain size analysis of polygonal quartz sand

      1.2 懸浮劑的優(yōu)選

      懸浮劑主要用于防止沖洗液中的顆粒沉降、增加穩(wěn)定性,對(duì)于提高沖洗效率和固井質(zhì)量有重要作用。為此,優(yōu)選了 SYXF-1、KCM004、KCM006和SYJ-1等4種常用懸浮劑,按不同加量加入多棱石英砂沖洗液中,靜置3 h后觀察液體分層及石英砂的沉降情況,并測(cè)量漿體上部和下部的密度,結(jié)果見表1。由表1可知:加入懸浮劑SYXF-1和SYJ-1的沖洗液,上下明顯分層或石英砂基本全沉底,說明其無法滿足沖洗液的穩(wěn)定性要求;懸浮劑KCM006加量為0.4%~0.5%時(shí)沖洗液穩(wěn)定性較好,但加量為0.6%時(shí)漿體就成為膠凍狀,說明漿體穩(wěn)定性對(duì)加量太敏感,現(xiàn)場(chǎng)施工難以控制;隨著懸浮劑KCM004加量的增大,沖洗液上下密度差逐漸縮小,直至為0,說明沖洗液的懸浮能力不斷增強(qiáng),能夠滿足沖洗液的穩(wěn)定性要求。因此,選用懸浮劑KCM004作為多棱石英砂沖洗液的懸浮劑。

      表1 4種常用懸浮劑的懸浮能力測(cè)試結(jié)果Table 1 Test results of suspension capacity of four common suspending agents

      1.3 多棱石英砂沖洗液配方優(yōu)選

      以KCM004為懸浮劑,配制了5種密度的多棱石英砂沖洗液,并對(duì)其沉降穩(wěn)定性、游離液穩(wěn)定性和流動(dòng)性進(jìn)行了評(píng)價(jià)。

      1)沉降穩(wěn)定性試驗(yàn)。用常壓稠化儀將多棱石英砂沖洗液在室溫下養(yǎng)護(hù)20 min,倒入500 mL量筒內(nèi),在室溫下靜置4 h,然后用注射器分別吸出頂部和底部170 mL的沖洗液,測(cè)量其密度,并計(jì)算密度差,以評(píng)價(jià)沖洗液的沉降穩(wěn)定性。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

      2)游離液穩(wěn)定性試驗(yàn)。用常壓稠化儀將多棱石英砂沖洗液在室溫下養(yǎng)護(hù)20 min,倒入250 mL量筒內(nèi),在室溫下靜置4 h,然后用注射器吸出量筒上部的游離液,并量取體積。結(jié)果發(fā)現(xiàn),5種配方多棱石英砂沖洗液的游離液均為0,表明該沖洗液具有良好的穩(wěn)定性。

      3)流動(dòng)性試驗(yàn)。用常壓稠化儀將棱石英砂沖洗液在室溫下養(yǎng)護(hù)20 min,然后用馬氏漏斗測(cè)量沖洗液的漏斗黏度,以評(píng)價(jià)其流動(dòng)性。試驗(yàn)結(jié)果見表2。

      由表2可知:5種配方下多棱石英砂沖洗液的上下密度差均不超過0.01 kg/L,而且游離液皆為0,表明其具有很好的沉降穩(wěn)定性;多棱石英砂沖洗液的密度能超過1.50 kg/L,可以滿足不同井況的固井要求,但隨著沖洗液密度提高,需增大懸浮劑加量,導(dǎo)致沖洗液的漏斗黏度不斷增大,從而流動(dòng)性變差,難以滿足湍流注入的施工要求。因此確定優(yōu)先應(yīng)用配方1—配方4的多棱石英砂沖洗液。

      表2 不同配方多棱石英砂沖洗液的基本性能Table 2 Basic performance of polygonal quartz sand flushing fluid with different formulas

      2 多棱石英砂沖洗液性能試驗(yàn)

      2.1 沖洗效率試驗(yàn)

      基于目前已有的沖洗效率試驗(yàn)方法[11-14],對(duì)六速旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)進(jìn)行了改裝,采用底部封口的同尺寸轉(zhuǎn)筒代替不銹鋼轉(zhuǎn)筒,研制了新型沖洗效率評(píng)價(jià)試驗(yàn)裝置。試驗(yàn)方法為:在室溫下稱取潔凈干燥轉(zhuǎn)筒質(zhì)量(W0),然后在鉆井液杯中倒入鉆井液至刻度線,調(diào)節(jié)托板高低使半封閉外筒浸在鉆井液中至警戒線,使外筒以600 r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)5 min后停止;調(diào)節(jié)托板讓外筒完全脫離鉆井液杯,靜置3 min,稱取外筒及其粘附鉆井液的質(zhì)量(W1);將待測(cè)沖洗液倒入鉆井液杯中,使粘附鉆井液的外筒浸入沖洗液中至警戒線,使外筒以600 r/min的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)5 min后停止;調(diào)節(jié)托板讓外筒完全脫離鉆井液杯,靜置3 min,稱取外筒及其粘附鉆井液的質(zhì)量(W2);沖洗效率即為鉆井液損失質(zhì)量(W1-W2)與鉆井液質(zhì)量(W1-W0)的比值。

      選取4口井實(shí)際使用的鉆井液,對(duì)多棱石英砂沖洗液的沖洗效率進(jìn)行測(cè)試,鉆井液基本性能見表3。按照表2中的配方1—配方3,分別以多棱石英砂、普通石英砂、重晶石配制出不同沖洗液,在室溫條件下進(jìn)行不同鉆井液的沖洗效率評(píng)價(jià)試驗(yàn),結(jié)果見表4。由表4可知:無論是用于水基鉆井液還是油基鉆井液,與普通石英砂沖洗液及重晶石加重沖洗液相比,多棱石英砂沖洗液的沖洗效率均高10~30百分點(diǎn);對(duì)于不同類型的鉆井液,多棱石英砂沖洗液的沖洗效率有差異,對(duì)水基聚合物鉆井液的沖洗效率最高,油基鉆井液次之,水基無固相鉆井液最低。

      表3 4口井現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用鉆井液的基本性能Table 3 Basic on-site application performance of drilling fluid system in four wells

      表4 不同沖洗液沖洗效率試驗(yàn)結(jié)果Table 4 Flushing efficiency test results of different flushing fluid

      2.2 相容性試驗(yàn)

      將低密度防漏水泥漿、多棱石英砂沖洗液、鉆井液按不同比例進(jìn)行摻混,應(yīng)用常壓稠化儀在65 ℃溫度下進(jìn)行混合液稠化試驗(yàn)。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),多棱石英砂沖洗液與鉆井液、低密度防漏水泥漿混合后的稠化曲線平滑、無稠度突變點(diǎn),且沒有稠化時(shí)間縮短、稠度異常升高現(xiàn)象(見表5),表明三者具有良好的相容性,能夠滿足固井作業(yè)時(shí)安全注入的要求。

      表5 多棱石英砂沖洗液與常用水泥漿、鉆井液的相容性試驗(yàn)結(jié)果Table 5 Compatibility test results of polygonal quartz sand flushing fluid with common cement slurry and drilling fluid

      室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果表明,多棱石英砂沖洗液具有漿體穩(wěn)定性好、與水泥漿及鉆井液相容性好、沖洗效率高等優(yōu)點(diǎn),完全可以滿足現(xiàn)場(chǎng)固井施工及提高固井質(zhì)量的需求。

      3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

      截至目前,多棱石英砂沖洗液已在樂安油田4口油井(C13-x332井、C13-x112井、B17-x292井和Fyp1井,前3口井是定向井,F(xiàn)yp1井是水平井)的固井作業(yè)中進(jìn)行了應(yīng)用,均順利完成,未出現(xiàn)井下故障,固井質(zhì)量都得到了明顯提高。

      C13區(qū)塊的C13-x332井和C13-x112井、B17區(qū)塊的B17-x292井均應(yīng)用水基鉆井液鉆進(jìn),設(shè)計(jì)井深1 500~2 500 m,采用二開井身結(jié)構(gòu)。3 口井固井作業(yè)中應(yīng)用了密度1.20 kg/L的多棱石英砂沖洗液,注入體積均為12 m3,固井施工一切正常,聲幅測(cè)井結(jié)果顯示(見表6),C13區(qū)塊2口井的固井質(zhì)量合格率96.0%、優(yōu)良率71.7%(該區(qū)塊應(yīng)用常規(guī)沖洗液的C13-x330井固井質(zhì)量合格率46.5%、優(yōu)良率為16.6%),B17-x292井的固井質(zhì)量合格率97.0%、優(yōu)良率89.6%(該區(qū)塊應(yīng)用常規(guī)沖洗液的B17-x037井固井質(zhì)量合格率86.0%、優(yōu)良率為56.6%),3口井的固井質(zhì)量均明顯提高。這說明多棱石英砂沖洗液能有效沖刷井壁,清除濾餅,隔離和減少鉆井液對(duì)于水泥漿的污染,從而提高第二界面固井質(zhì)量。

      表6 多棱石英砂沖洗液在3口井中的應(yīng)用效果Table 6 Application effect of polygonal quartz sand flushing fluid in three wells

      Fyp1井是大蘆湖油田樊家區(qū)塊的一口頁巖油氣重點(diǎn)勘探井,是一口水平井,設(shè)計(jì)井深5 364 m,采用三開井身結(jié)構(gòu)。其中,目的層井段(3 300~5 364 m井段)采用密度1.50 kg/L的油基鉆井液鉆進(jìn),在固井作業(yè)中,為有效清除油膜及巖屑,保證固井作業(yè)安全,將多棱石英砂和加重劑進(jìn)行復(fù)配,配制了密度1.65 kg/L 的多棱石英砂沖洗液(漏斗黏度 52 s,滿足現(xiàn)場(chǎng)安全注入要求),注入體積20 m3。該井固井施工一切正常,聲幅測(cè)井結(jié)果顯示,目的層井段一界面固井質(zhì)量優(yōu)良率達(dá)92.0%,而該區(qū)塊應(yīng)用常規(guī)沖洗液油井的第一界面固井質(zhì)量優(yōu)良率僅43.0%,與之相比固井質(zhì)量有了大幅提高。

      4 結(jié)論與建議

      1)基于加強(qiáng)物理沖刷的原理,通過優(yōu)選多棱石英砂及懸浮劑,配制了多棱石英砂沖洗液。室內(nèi)試驗(yàn)表明,該沖洗液具有穩(wěn)定性好、沖洗效率高和相容性好等優(yōu)點(diǎn)。

      2)多棱石英砂沖洗液在4口井的應(yīng)用效果表明,該沖洗液泵送性能良好,能夠有效清潔井壁,改善固井第二界面膠結(jié)環(huán)境,固井質(zhì)量均有明顯的提高,具有較高的推廣價(jià)值。

      3)多棱石英砂沖洗液既可用于水基鉆井液又可用于油基鉆井液,建議在頁巖油氣井固井中進(jìn)行推廣應(yīng)用,以提高固井質(zhì)量,滿足大型壓裂對(duì)水泥環(huán)膠結(jié)質(zhì)量的要求。

      猜你喜歡
      口井石英砂固井
      高溫高壓下石英砂粒徑對(duì)油井水泥石性能的影響
      鳴律
      炎黃地理(2021年12期)2021-01-04 18:52:33
      機(jī)采井集中熱洗方法及節(jié)能效果分析
      幾種固井質(zhì)量評(píng)價(jià)儀介紹及其應(yīng)用分析
      陳毅當(dāng)紅娘為葉飛牽紅線
      北廣人物(2016年6期)2016-02-28 05:41:14
      石英砂巖礦浮選降鐵試驗(yàn)研究
      關(guān)于固井循環(huán)溫度的一點(diǎn)探討
      固井滑套多層壓裂工藝在LS307井的應(yīng)用
      大慶油田高壓注水井開關(guān)井周期研究
      北海某高嶺土尾礦中石英砂的選礦提純?cè)囼?yàn)
      金屬礦山(2013年6期)2013-03-11 16:54:05
      英山县| 翁牛特旗| 神农架林区| 简阳市| 肇州县| 咸宁市| 蒲江县| 桦甸市| 东兴市| 姜堰市| 南召县| 青龙| 余庆县| 夹江县| 赤水市| 马边| 五台县| 包头市| 邯郸县| 历史| 吉隆县| 汉源县| 井研县| 瑞昌市| 长兴县| 彰武县| 苗栗市| 辰溪县| 青川县| 鹤壁市| 太湖县| 北京市| 绥宁县| 兴宁市| 增城市| 靖安县| 黄大仙区| 昂仁县| 长治县| 梅州市| 马山县|