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1、第21卷第2期 钻 井 液 与 完 井 液 Vol.21,No.22004年3月 DRILLINGFLUID&COMPLETIONFLUIDMar.2004国外钻井液和完井液技术的新进展123徐同台 赵忠举 袁春(1.中国石油天然气集团公司,北京;2.石油经济和信息研究中心,北京;3.西南石油学院,四川南充)摘要 近两年,国外钻井液和完井液技术有了新的进中向地层注入大量液相,会引发油气井的诸多问题。展,特别是在防止油气层损害、井壁稳定、新型钻井液的研制液相在近井地带聚集,由于相对渗透率的影响,会降以及钻井液的设计和钻井液的管理等方面,为提高
2、钻井效低油井产率;在致密地层,由于毛细管力的作用,液率、油井产能和可采储量起到了很大的作用。对国外钻井液相被封闭在孔喉处,导致水锁。处理水锁最常用的和完井液技术的新进展进行了综述。方法是用表面活性剂和互溶剂来减小表面张力(气关键词:钻井液 完井液 防止地层损害 井壁稳定 井中)和界面张力(油井中)。近几年,在北海引入了钻井液管理新型互溶剂来处理致密碳酸盐地层的水锁问题。在现场应用前必须进行大量的室内研究,从理论上讲,防止油气层损害纯溶剂和水很相似,有利于降低近井地区水的饱和度。然而,配伍性试验却表明,这种溶剂将引起水溶[1]11地层损害的新机理性的盐和CaSO4的沉淀。因CaSO4不溶
3、于酸,所以地层损害存在于许多油井生产的始终。微粒运就引起了新的储层损害,要除去这类垢需用价格昂移,粘土矿物水化、膨胀分散,无机垢、沥青质和其它贵的螯合剂。有机沉淀物等都对地层产生损害。为了消除各种作[2]21使用微观流体装置研究地层损害业过程中对油气层的损害,采用化学解堵,如吸附型近年来,在室内化学试验中使用了一些小型仪垢的挤压处理(用膦酸类的除垢剂)、在致密的碳酸器。这种流体流动和化学作用微观化称为微观流体盐地层用互溶剂处理水锁、在砂岩地层用土酸(HCl学。在小型仪器中,化学分析的微观化和换算决不与HF的质量比为12∶3)清除滤饼等。这些处理原是仅仅缩小常规试验仪器的刻度问题,例如流
4、态和本是用来解除地层损害的,但若在解堵过程中实施流动分散等现象,雷诺数对层流转换为紊流是宏观措施不当,又会对地层造成新的损害,导致许多井在概念,在微观流体装置的小刻度腔室里,流体的流动生产中产量下降。始终低于紊流的门限值(即雷诺数大于1),其结果(1)除垢时造成的地层损害 用膦酸作除垢剂是在微尺寸腔体内的混合试样只有经过空间分散和时,由于和地层离子作用造成了新的损害。在砂岩扩散才能发生流态的转变。在微观流体装置中,普地层,离子主要来源于泥岩、赤铁矿、菱铁矿、铁白云遍使用两种流体传送方法———压力驱动流和电渗作石和硫化铁。新的地层损害发生后,可用与盐酸互用,流动可以用Hagen2Pois
5、euille定律描述。在微腔溶的溶剂或是水润湿性表面活性剂处理。在现场应室内,粘度曲线呈抛物线型。用前(尤其是在砂岩地层应用时),测试除垢剂与储一般情况下,用荧光测量方法预测分子含量,而层流体、岩石的配伍性是相当重要的。微观流体学装置可以使用荧光分光方法确定精度达(2)砂岩地层中用土酸处理滤饼造成的地层损1×10-9的微量分子含量。在分析钻井液、完井液和害 这类损害主要由含铝化合物沉淀造成。使用土井内产出液时,由于流体的pH值为0～12,干扰参酸处理滤饼时,处理液中含有较高浓度的铝,此时数较多,使计算的复杂性增加。例如,在pH值等于pH值在3～4之间,残余酸就逐步与粘土矿物和长7的水溶
6、液中所有的有机分子都具有染色性,而当石(Al2Si)作用生成铝氟化合物垢AlFx(OH)32x。这用氢氧化物把溶液的pH值提高到7以上时,锌和钙类垢可用HCl除去。土酸中两种酸的比例要适宜,等离子具有发生沉淀的趋势,所以微观流体学确定并保持低的pH值,才可以减小铝氟化合物沉淀。钻井液、完井液和产出液的离子浓度时,要将各种因(3)清除水锁时产生的地层损害 在生产作业素考虑在内。2钻 井 液 与 完 井 液 2004年3月SM在开发现场应用样机时,要选择具有测量氯、锌衡钻井方式。使用NIF钻井液进行了试验,包括和钙离子含量能力的微观流体学装置。氯的浓度对使用注射器和透明
7、腔室对不同尺寸的砂岩岩心进行钻井液和完井液是至关重要的;锌是重要污染物,对试验,以及使用合成岩心进行渗透率恢复试验。室SM环境保护来说,随时确定锌的含量很重要;而钙的含内试验证明,NIF钻井液可使岩石的渗透率恢复量要达到适当程度,因为钙有发生沉淀的可能性并率达到90%以上。[4]且会因沉淀而损害油层。壳牌勘探和开发技术公司41硬葡聚糖打开油层钻井液研制的微观流体学装置可以精确地测量氯、锌和钙打开油层钻井液通常含有增粘剂、降漏失剂、盐的含量。利用
