完井液体系介绍.pptx

COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20061泥浆塘沽基地系列培训教材泥浆塘沽基地系列培训教材泥浆塘沽基地系列培训教材泥浆塘沽基地系列培训教材完井液体系介绍完井液体系介绍完井液体系完井液体系过滤海水过滤海水NaClNaCl盐水盐水KClKCl盐水盐水CaClCaCl2 2盐水盐水PDF-HTAPDF-HTA完井液完井液溴盐完井液溴盐完井液甲酸盐完井液甲酸盐完井液固化水堵漏压井液固化水堵漏压井液COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20063 3 隐形酸完井液体系隐形酸完井液体系PDF-HTA Completion FluidCOPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20064 4产生的背景在钻井、固井或压井、修井等作业过程中，在井筒液柱正压差的作用在钻井、固井或压井、修井等作业过程中，在井筒液柱正压差的作用下，各种作业液中的固相微粒和液相不可避免会侵入储层。各种作业下，各种作业液中的固相微粒和液相不可避免会侵入储层。各种作业液之间，各种作业液与储层流体、矿物之间均存在一定的不配伍，容液之间，各种作业液与储层流体、矿物之间均存在一定的不配伍，容易造成储层损害，而且这种损害深度远远超过了射孔的深度，不可能易造成储层损害，而且这种损害深度远远超过了射孔的深度，不可能用射孔的方法来解除，从而导致储层损害，降低油井产能。用射孔的方法来解除，从而导致储层损害，降低油井产能。在长期的完井液和压井、修井液的实践中，基于腐蚀与防腐的工程技在长期的完井液和压井、修井液的实践中，基于腐蚀与防腐的工程技术出发，都是使用碱性术出发，都是使用碱性pHpH值环境的完井液和修井液值环境的完井液和修井液 。这些工作液体系经过大量的研究可以做到储层的低损害，技术参数达这些工作液体系经过大量的研究可以做到储层的低损害，技术参数达到储层保护的要求，但是它不能解除和克服上述机理对储层已造成的到储层保护的要求，但是它不能解除和克服上述机理对储层已造成的损害，不能进一步的改善储层，达到油井增产的目的。损害，不能进一步的改善储层，达到油井增产的目的。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20065 5隐型酸完井液国外各油公司在完井作业后，采用酸洗的方式来解除液相、处理剂和酸溶性国外各油公司在完井作业后，采用酸洗的方式来解除液相、处理剂和酸溶性暂堵剂对储层的损害。暂堵剂对储层的损害。如果改变完井液和修井液的如果改变完井液和修井液的pHpH值环境为酸性，一方面改变了高价金属离子的值环境为酸性，一方面改变了高价金属离子的存在环境，可以防止各种有机垢和无机沉淀的产生；另一方面，如果前期作存在环境，可以防止各种有机垢和无机沉淀的产生；另一方面，如果前期作业液中形成了有机垢和无机沉淀，可用酸性完井液和修井液来解除，而且对业液中形成了有机垢和无机沉淀，可用酸性完井液和修井液来解除，而且对近井壁带的大分子、固相微粒和可酸溶性的储层矿物均可产生溶蚀作用，从近井壁带的大分子、固相微粒和可酸溶性的储层矿物均可产生溶蚀作用，从而达到保护和改善储层的效果。实现了传统的保护储层的完井、修井液向改而达到保护和改善储层的效果。实现了传统的保护储层的完井、修井液向改善储层的完井、修井液方向发展，达到投产增产的技术效果。善储层的完井、修井液方向发展，达到投产增产的技术效果。隐型酸完井液体系是在传统的碱性完井液基础上发展起来的，是以工程性能隐型酸完井液体系是在传统的碱性完井液基础上发展起来的，是以工程性能为主，向以储层保护性能为主而研究完井液的认识观念的重大突破，也是从为主，向以储层保护性能为主而研究完井液的认识观念的重大突破，也是从低伤害储层的完井液向改造储层的完井液发展的重大功能的突破。低伤害储层的完井液向改造储层的完井液发展的重大功能的突破。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20066 6隐型酸完井液基本组成配制介质：过滤海水或过滤配制介质：过滤海水或过滤地热地热水。水。处处理理剂剂：粘粘土土稳稳定定剂剂（HCSHCS）、隐隐型型酸酸螯螯合合剂剂（HTAHTA）、缓缓蚀蚀剂剂（CA101CA101）、返排剂（）、返排剂（PF-WDPF-WD）密度调节剂：密度调节剂：NaCl/KCl (1.01NaCl/KCl (1.011.20g/cm1.20g/cm3 3)；PF-CONa/PFCOK (1.01PF-CONa/PF-COK (1.011.60g/cm1.60g/cm3 3)；CaClCaCl2 2 (1.01 (1.011.39g/cm1.39g/cm3 3)；CaClCaCl2 2/CaBr/CaBr2 2 (1.40 (1.401.80g/cm1.80g/cm3 3)；CaBrCaBr2 2/ZnBr/ZnBr2 2 (1.81 (1.812.30g/cm2.30g/cm3 3)COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20067 7粘土稳定剂的加量HCSHCS在加量超过在加量超过2%2%时防膨率趋于稳定时防膨率趋于稳定，故粘土稳定剂故粘土稳定剂HCSHCS最佳最佳加量为加量为2%2%。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20068 8粘土稳定剂的加量粘土稳定剂粘土稳定剂HCSHCS在油砂上的饱和吸附浓度为在油砂上的饱和吸附浓度为1.51.52.0%2.0%，因此完井液中，因此完井液中HCSHCS的加量的加量1.5%1.5%射孔液首次与储层接触，射孔液中射孔液首次与储层接触，射孔液中HCSHCS的加量的加量2.0%2.0%压井液、充填液、工作液中的压井液、充填液、工作液中的HCSHCS的加量的加量1.5%1.5%COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20069 9隐型酸完井液的特点-降低pH值溶液中溶液中HTA浓度增加，浓度增加，pH值下降，当值下降，当HTA加量为加量为0.5%时，时，钻井液滤液和水泥浆滤液的混合溶液钻井液滤液和水泥浆滤液的混合溶液pH值从值从9.0降到降到1.0COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20061010隐型酸完井液的特点-消除无机沉淀HTAHTA改变了各种作业液的改变了各种作业液的pHpH值环境，消除有机垢和无机垢沉淀，可使前期值环境，消除有机垢和无机垢沉淀，可使前期作业液的浊度值降到作业液的浊度值降到3030NTUNTU，满足现场施工要求对储层保护的要求。满足现场施工要求对储层保护的要求。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20061111隐型酸完井液的特点-解除屏蔽暂堵HTAHTA对碳酸盐类无机垢和屏蔽暂堵材料（对碳酸盐类无机垢和屏蔽暂堵材料（CaCOCaCO3 3类）均具有很好的溶解作用，可类）均具有很好的溶解作用，可以消除前期液不配伍产生的无机垢沉淀和酸溶性暂堵材料对储层造成的损害。以消除前期液不配伍产生的无机垢沉淀和酸溶性暂堵材料对储层造成的损害。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20061212隐型酸完井液的特点-解除有机堵塞HTAHTA对钻井液、水泥浆、完井液中使用的有机大分子处理剂具有很好的对钻井液、水泥浆、完井液中使用的有机大分子处理剂具有很好的酸溶作用，消除前期作业液中有机垢对储层的损害，有利于储层保护酸溶作用，消除前期作业液中有机垢对储层的损害，有利于储层保护COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20061313隐型酸完井液的特点-溶蚀岩心随随HTAHTA浓度增大，岩样浓度增大，岩样溶蚀溶蚀率增加，残酸率增加，残酸PHPH值降低。但当值降低。但当HTAHTA加量在加量在1.01.01.5%1.5%时，此时岩样的时，此时岩样的溶蚀溶蚀率基本不变，但率基本不变，但HTAHTA的合理加量还需用岩心流动实的合理加量还需用岩心流动实验来加以确认验来加以确认COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20061414隐型酸完井液的特点-改善储层可见随可见随HTAHTA加量增加，岩心渗透率一直变大，说明加量增加，岩心渗透率一直变大，说明HTAHTA能溶解岩心胶结物和能溶解岩心胶结物和充填物，增大液体的渗流通道，故渗透率在不断增大，但当充填物，增大液体的渗流通道，故渗透率在不断增大，但当HTAHTA加量大于加量大于1.0%1.0%以后，渗透率上升幅度较为缓慢，故认为以后，渗透率上升幅度较为缓慢，故认为HTAHTA加量以加量以1.0%1.0%为宜。为宜。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20061515隐型酸完井液的腐蚀与防护隐形酸完井液对钢材具有一定的腐蚀性，但加入缓蚀剂隐形酸完井液对钢材具有一定的腐蚀性，但加入缓蚀剂CA101CA101后，腐蚀速后，腐蚀速率率小于小于0.0760.076mm/amm/a，可满足完井作用要求可满足完井作用要求COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20061616隐形酸完井液与原油配伍性原油与隐形酸完井液的混合比例在原油与隐形酸完井液的混合比例在100100：0 0到到5050：5050范围时粘度范围时粘度超过原油本身超过原油本身，说明有，说明有增粘现象。增粘现象。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20061717PF-WD稀释剂的降粘作用当当PF-WDPF-WD加量增大，加量增大，原油原油/完井液以完井液以90901010的混合液的混合液粘度减小，当加粘度减小，当加量为量为1.52.5%1.52.5%时，时，混合物粘度小于混合物粘度小于原油本身粘度原油本身粘度。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20061818PDF-HTAPDF-HTA完井液现场应用完井液现场应用说说明明：1）射射孔孔液液为为第第一一次次与与油油层层接接触触的的液液体体，所所以以PF-HCS和和螯螯合合剂剂加加量量相相对对较较大大，这这样样更更有有利利于于 防止油层中粘土的水化膨胀、运移，以及消除前期作业中滤液产生的沉淀。防止油层中粘土的水化膨胀、运移，以及消除前期作业中滤液产生的沉淀。2）封封隔隔液液为为长长期期置置于于套套管管与与油油管管之之间间的的液液体体，应应注注意意加加烧烧碱碱将将PH值值调调至至910，并并加加入入PF-CA101防腐杀菌剂。防腐杀菌剂。3）如果密度低时，用）如果密度低时，用KCl等无机盐等无机盐l调节。调节。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20061919清洗管汇与井筒 每口井射孔作业前，对泥浆池、套管及钻具用海水冲洗，用烧碱水(pH=12)浸泡25小时。再用海水+砂洗液+清洗液及过滤海水进行清洗，直至最后返出液的NTU值与出口基本接近(约2629)，稳定半小时左右。检测过滤海水质量 配制完井液的海水均用2m过滤器过滤，过滤器出口的海水浊度值NTU30，粒径2m。如果达不到要求，重新过滤。严格按照设计加药 按照设计在过滤海水中加入药剂，搅拌均匀备用。检测pH值，凡与油层接触的作业液pH5。保证入井流体的清洁 配好的完井液应静止23小时后再入井，入井时泥浆池搅拌器停开，以避免底部可能存在的悬浮物入井。泥浆池底残留完井液出现明显悬浮物时及时排放，并用过滤海水冲洗。作业时的返出液如果回收利用，须用地面罐回收，先用10m过滤芯粗过滤后再用2m精细过滤。PDF-HTAPDF-HTA完井液现场应用完井液现场应用COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20062020海水过滤检测NTU值及固相粒径分布按设计加药NTU30 合格粒径90%2m不合格搅拌1小时后静置2小时以上入井返出液排放或用罐回收利用检测NTU值记录留存PDF-HTA完井液现场应用COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20062121 甲酸盐完井液体系甲酸盐完井液体系Formate Completion FluidCOPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20062222甲酸盐完井液配制介质：过滤海水配制介质：过滤海水或过滤地热水或过滤地热水处理剂：粘土稳定剂（处理剂：粘土稳定剂（HCSHCS）、甲酸盐材料（）、甲酸盐材料（PF-CONaPF-CONa或或PF-COKPF-COK）、缓蚀）、缓蚀剂（剂（CA101CA101）应用：应用：渤海地区的酸敏性油田，如渤海地区的酸敏性油田，如:BZ25-1A:BZ25-1A油田油田产层压力较大的油田产层压力较大的油田,如：如：JZ20-2JZ20-2油田油田COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20062323具有溶解度高、密度高、粘度低、结晶点低的具有溶解度高、密度高、粘度低、结晶点低的特点。特点。质量百分比含量质量百分比含量饱和密度饱和密度（g/cmg/cm3 3）甲酸钠甲酸钠45451.381.38甲酸钾甲酸钾76761.601.60甲酸铯甲酸铯83832.372.3720下测定下测定甲酸盐物理性能COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20062424甲酸盐水溶液的pH 甲酸盐属于强碱弱酸盐甲酸盐属于强碱弱酸盐,水溶液显弱碱性水溶液显弱碱性,随甲酸盐浓随甲酸盐浓度的增加度的增加,碱性增强碱性增强饱和溶液饱和溶液质量百分比含量质量百分比含量PH甲酸钠甲酸钠459.4甲酸钾甲酸钾7610.6甲酸铯甲酸铯839.0对于碱敏性储层，生产甲酸盐时可同时用甲对于碱敏性储层，生产甲酸盐时可同时用甲酸来降低酸来降低PHPH值值COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20062525甲酸盐不需固体加重材料就能达到高密度甲酸盐不需固体加重材料就能达到高密度溶液中无悬浮颗粒，高密度时仍保持低粘溶液中无悬浮颗粒，高密度时仍保持低粘 1.21.23 3甲酸钠溶液粘度稍高于甲酸钠溶液粘度稍高于3cp3cp 1.48 1.483 3甲酸钾溶液粘度约为甲酸钾溶液粘度约为3cp3cp 2.3 2.33 3甲酸铯塑性粘度仍低于甲酸铯塑性粘度仍低于4 4p p甲酸盐水溶液的特性COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20062626甲酸盐的实际结晶温度与密度的关系甲酸盐的实际结晶温度与密度的关系COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20062727对金属：甲酸盐不是卤化物，腐蚀速度比卤化物盐水降低对金属：甲酸盐不是卤化物，腐蚀速度比卤化物盐水降低90%实例：墨西哥湾的四口高温井完井作业实例：墨西哥湾的四口高温井完井作业 选择：密度、与地层的配伍性和腐蚀控制选择：密度、与地层的配伍性和腐蚀控制 现状：常用盐水完井液都可造成地层伤害，或井内管材的腐蚀现状：常用盐水完井液都可造成地层伤害，或井内管材的腐蚀 ChevronChevron公司的完井液：用公司的完井液：用NaCOOHNaCOOH代替代替NaCl/KCl NaCl/KCl 完井液成本增加完井液成本增加2030%2030%效果：效果：不用昂贵的高合金不锈钢管材不用昂贵的高合金不锈钢管材 在在320320高温下高温下 ，腐蚀速率非常小，腐蚀速率非常小 防止不锈钢发生应力开裂防止不锈钢发生应力开裂 溶解已经形成的碳酸钙结垢物溶解已经形成的碳酸钙结垢物 腐 蚀COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20062828对对甲甲酸酸盐盐做做了了大大量量的的环环境境测测试试，所所有有的的甲甲酸酸盐盐都都可可以以生生物物降降解并且基本上无毒解并且基本上无毒对眼睛和皮肤无刺激作用对眼睛和皮肤无刺激作用同同用用于于钻钻井井/完完井井液液的的其其他他在在密密度度高高于于1.041.04的的甲甲酸酸盐盐盐盐水水中中，各种微生物都不能生长各种微生物都不能生长同同其其他他高高比比重重盐盐水水相相比比，可可生生物物降降解解和和环环境境可可接接受受是是一一大大优优点点健康安全与环境问题：ShellShellShellShellShellShell公司的结论公司的结论公司的结论公司的结论公司的结论公司的结论“甲酸的碱金属盐无论是对使用者还是对环甲酸的碱金属盐无论是对使用者还是对环境几乎没有什么危害。境几乎没有什么危害。”COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20062929 应用甲酸盐可降低或避免两种常见的损害应用甲酸盐可降低或避免两种常见的损害u避避免免固固相相侵侵入入。不不需需固固相相加加重重材材料料，可可以以避避免免或或减减轻轻固固相相侵侵入入地地层层引起的地层伤害引起的地层伤害u避免二价阳离子沉淀。甲酸盐仅有一价的离子，可避免这种损害避免二价阳离子沉淀。甲酸盐仅有一价的离子，可避免这种损害甲酸根离子与地层流体接触时，不会产生伤害性的沉淀甲酸根离子与地层流体接触时，不会产生伤害性的沉淀甲甲酸酸盐盐完完井井液液，能能溶溶解解部部分分石石灰灰石石，对对储储层层有有一一定定增增产产处理的效能。是处理的效能。是“钻开产层钻开产层”用钻井液的完美选择用钻井液的完美选择产层保护产层保护COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20063030 固化水修井堵漏液固化水修井堵漏液Solidify Water COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20063131固化水的特点性能：流动性好，悬砂性强，现场易配，稳定时性能：流动性好，悬砂性强，现场易配，稳定时间长，提高功效间长，提高功效安全环保：对人体无害，可还原成清水，地层暂安全环保：对人体无害，可还原成清水，地层暂堵能解除；堵能解除；经济指标：综合成本相当于泡沫压井液的经济指标：综合成本相当于泡沫压井液的50%50%以下以下（实际只有泡沫压井液的（实际只有泡沫压井液的1/41/4）；）；适应范围：最高井温适应范围：最高井温135135，地层压力系数小于或，地层压力系数小于或等于等于1.0MPa/100m1.0MPa/100m。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20063232清水或盐水固化后的流动性COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20063333清水或盐水固化后的状态COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20063434清水或盐水固化后的状态COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20063535破胶后还原成清水或盐水COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20063636固化水压井修井液体系破胶方法化学法破胶和气举联作化学法破胶和气举联作l这种方法是在作业结束后，注入化学破胶剂，固化水体系可这种方法是在作业结束后，注入化学破胶剂，固化水体系可在半个小时内破胶，同时产生数百方气体，替喷油气井，排在半个小时内破胶，同时产生数百方气体，替喷油气井，排出固化水体系出固化水体系酸液破胶酸液破胶l这种方法是和酸化联作，固化水体系见酸后破胶，破胶后的这种方法是和酸化联作，固化水体系见酸后破胶，破胶后的水可以稳定储层内的粘土矿物水可以稳定储层内的粘土矿物氧化剂破胶氧化剂破胶l这种方法是作业结束后，用氧化剂破胶。但需要专门的替喷这种方法是作业结束后，用氧化剂破胶。但需要专门的替喷作业，方能及时将破胶后的固化水替出油气井作业，方能及时将破胶后的固化水替出油气井COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20063737绥中绥中36-136-1油田东营组固化水暂堵试验结果油田东营组固化水暂堵试验结果 实验选用了东营组渗透率较大的疏松砂岩岩心，初始渗透率为实验选用了东营组渗透率较大的疏松砂岩岩心，初始渗透率为2506md2506md，能代表，能代表I I类储层的孔喉。然后抽空饱和地层水，测定初始岩心地层水类储层的孔喉。然后抽空饱和地层水，测定初始岩心地层水渗透率。按比例配制固化水（固化剂加量渗透率。按比例配制固化水（固化剂加量0.8%0.8%），固化水颗粒直径），固化水颗粒直径23mm23mm。然后再动态暂堵仪上进行循环暂堵，失水。然后再动态暂堵仪上进行循环暂堵，失水2ml2ml后就没有失水发后就没有失水发生。最后在岩心暂堵端按生。最后在岩心暂堵端按3.53.5，5 5，7 7，9 9，11MPa11MPa的级别逐渐加压，考察的级别逐渐加压，考察固化水暂堵层的承压能力。固化水暂堵层的承压能力。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20063838绥中绥中36-136-1油田东营组固化水暂堵试验结果油田东营组固化水暂堵试验结果 固化水暂堵强度的评价试验结果固化水暂堵强度的评价试验结果岩心号Kw10-3mm2不同压差下的Kd 10-3mm23.5MPa5MPa7MPa9MPa11MPa东营组25060.000.000.000.000.00从上表可见固化水暂堵层一旦形成，可承受从上表可见固化水暂堵层一旦形成，可承受11MPa11MPa以上的压差而不破以上的压差而不破裂，暂堵效果良好。如果储层属于正常的渗透性漏失，固化水会形成裂，暂堵效果良好。如果储层属于正常的渗透性漏失，固化水会形成很好的暂堵。很好的暂堵。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20063939常用配方固化水固化水配方：配方：1方淡水方淡水2.5公斤胶体保护剂公斤胶体保护剂 5公斤固化引发剂公斤固化引发剂 10公斤固化剂公斤固化剂 5公斤公斤2040目碳酸钙目碳酸钙 加大了固化剂加量加大了固化剂加量COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地20064040a.在泥浆罐中准备淡水在泥浆罐中准备淡水(泥浆罐需用淡水清洗干净）泥浆罐需用淡水清洗干净）b.往泥浆罐中依次按照配方加入胶体保护剂、固化引往泥浆罐中依次按照配方加入胶体保护剂、固化引发剂、固化剂以及碳酸钙。加入材料时必须通过混发剂、固化剂以及碳酸钙。加入材料时必须通过混合泵。合泵。c.加入过程中注意要缓慢加入，避免产生加入过程中注意要缓慢加入，避免产生“鱼眼鱼眼”现现象，影响效果。象，影响效果。d.加完材料后继续搅拌加完材料后继续搅拌2小时以上，即可使用小时以上，即可使用现场施工方案现场施工方案COPYRIGHT:泥浆塘沽基地泥浆塘沽基地200641谢谢大家！谢谢大家！谢谢大家！谢谢大家！敬请各位批评指正！敬请各位批评指正！敬请各位批评指正！敬请各位批评指正！