甲酸盐钻井液体系现场应用分析

2008-02-18 03:44:00

    保护油气层以提高采收率为最终目的,近年来在水平井、大位移井、小井眼井、多分支水平井及欠平衡井等多种钻井技术的应用中,能否达到勘探开发预期的效果及良好的经济效益,关键在于钻井液能否具有保护油气层的优良性能。甲酸盐钻井液体系主要是由提粘剂、降滤失剂、泥饼形成剂、辅助抑制剂和甲酸盐组成的无固相体系,另外还用到消泡剂、降粘剂、防渗漏剂和水基润滑剂。该体系能满足这种技术和环保要求,不仅能用作钻井液和完井液,而且可用于欠平衡钻井的压井液。

    甲酸盐钻井液体系在9口井中进行了入井实验,其中家45-15、家45-13、港508-6、港508-5和桩海1-×1已完成交井,家43-15和官70-×1井两口井正在施工,其中桩海1-×1属探边井,其他几口井都属生产井。该体系经过应用后效果明显,可通过以下几个方面
看出:

    

    效果1:有利于发现和保护油气层

    

    目前已完井的家45-15井和家45-13井尚未试油,但取与该井油层地质条件相近的岩心(平均孔隙度为18.14%)进行测试,家45-15井进入油层的甲酸盐钻井液渗透率恢复值为98%,说明油层保护效
果好。

    508-6井实施甲酸盐体系钻进,在馆陶组和东一组发现良好油气显示,而临井港5084井、港5087井在此层位均未发现油气显示。本井完钻对沙三地层试油后评估为稳产30吨/天,而临井日产油仅为20吨左右。

    桩海1-×1井在沙一段发现良好油气显示,完井后试油为自喷,初期试油日产油50吨以上,临井桩28井、桩71、桩70和桩26井在此地层没有发现油气显示。

    

    效果2:抗污染能力强,泥饼薄,有利于固井

    

    尽管甲酸盐体系的滤失量较常规的钻井液体系稍大,但由于属无固相(或无粘土)体系,在井壁形成的泥饼薄,有利于固井。在已实施的5口井中,除港5086井固井质量合格外,其他4口井固井质量皆为优质。

    以家455井为例,在相同的地质条件下,家4515井的临井家4517、家4321和家4123的固井质量都不如家4515井,相临的3口井在与家4515井相同的井段采用抑制型钻井体系钻进。电测资料显示,家4515井实施甲酸盐体系钻进井段(1695m2213m)固井的第一界面和第二界面胶结非常好,第一界面上仅有几个点胶结属中等。而家43-21井在1697m2157m井段出现多段长距离(最长50m)第二界面胶结中等现象,家45-17井和家41-23井也存在此类现象,这充分说明甲酸盐体系对提高固井质量是有利的。

    

    效果3:体系抑制能力强

    

    实施甲酸盐体系钻进的这5口井的一个共同的特点是其密度低于临井的钻井液密度。

    从表1中可以看出,在密度低于临井的情况下,皆无井壁坍塌、掉块或缩径现象,说明体系稳定井壁能力强。实施甲酸盐体系的港508-6、港508-5、家45-15和家45-13等几口井密度都在要求范围内,特别是在家45-13井实施过程中,从甲酸盐体系钻井液入井到完钻,密度没有任何变化,没有发生任何事故和复杂情况,从而确保了现场的安全。

    

    效果4:有利于提高机械钻速

    

    甲酸盐体系属无固相体系,初失水较高,这对提高钻速非常有利。在地层和钻具组合相同的情况下,实施甲酸盐体系与临井其它体系的机械钻速对比情况:

    508-6井和家45-15井与临井相比,平均机械钻速几乎都有所提高,提高幅度不等,最高达一倍以上。

    

    效果5:井径规则

    

    所实施的5口井中,4口井的井径在要求的范围内,其中家45-15和家45-13井径扩大率小于6%,井径图基本成一直线。临井家45-17、家43-21和家41-23的井径扩大率分别为9.3%11.11%14.04%;家45-15最大井径270mm,家45-17、家43-21和家41-23最大井径分别为290mm355mm370mm。港508-6和港508-5井井径扩大率都为6%,无缩径现象,而港508-7和港508-42198m-2275m均有缩径现象。从井径情况可以看出,甲酸盐体系具有良好的防塌和抑制性能。

    

    效果6:携岩效果好

    

    5口井中应用甲酸盐钻井液的井段无沉砂、憋钻等复杂情况产生,说明体系携带岩屑能力强,井底干净,这对快速钻进有利。

    

    效果7:一次电测成功率100%

    

    所实施的5口井电测一次成功率100%,除家45-15井由于电测电缆线划出键槽导致电测后期受阻外,其他井电测全程均无受阻现象,说明井壁稳定,井径规则。

    

    效果8:泥浆体系水力特性好,流变性能稳定

    

    钻进中钻井液性能维护简单,流变性能非常稳定,除人为调整钻井液粘度外,由于钻屑侵入所引起的粘度变化在23秒内,说明体系抑制岩屑水化膨胀分散能力强,不存在常规钻井液体系的粘度不稳定或拔活塞等复杂现象,减少了井下复杂事故发生的可能性。以家45-15井甲酸盐钻井液性能为例说明。

    可以看出,实施甲酸盐体系钻进井段体系粘度变化值仅有3秒,失水随钻进而降低,完井时粘土含量小于1.0%。钻井过程中除初期配浆需投入人力外,过程维护非常简单,降低了现场的工作量,施工者很乐意接受该体系的实施。

    综上所述,甲酸盐钻井液体系是一种良性的无固相盐水体系,它与常规钻井液体系相比,在保护油气层、减少井下事故、环保和实现优质快速钻进等方面具有不可比拟的优点,它的成功应用必将为油气田的开发注入新的活力,对环境友好、低腐蚀性和有效保护油气层三大优点必将成为该体系推广应用的有效保障。甲酸盐钻井液体系必将会取代常规钻井液、完井液体系而得到长足的发展。□

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