超深负压泡洗井工艺研究及现场实.doc

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1、超深负压泡沫洗井工艺研究及现场实施塔里木油田公司开发事业部2010年12月目录0项目背景181技术难点及总体思路191.1技术难点191.2.总体思路192技术方案192.1泡沫液优选202.1.1泡沫基液选择202.1.2气源选择212.1.3发泡剂筛选212.1.4稳泡剂筛选232.1.5泡沫液密度242.1.6优选结果242.2泡沫液在井筒中流动的相关参数计算253实施情况303.1泡沫洗井地面工艺303.2实施效果324经济效益355社会效益350项目背景塔里木油田是中国陆上最深油田，油田埋深深度一般4500～5800米，原始压力系数1.01～1.05

2、，属于正常温压系统。受油田深度限制，为提高开发效益，充分利用天然能量等技术条件限制，油田60%左右的储量采用天然能量开发；另外40%左右的储量采用注水开发。即使注水开发的油藏，合理压力保持程度设计为70～90%(不同油藏压力保持程度不一致)。即塔里木注水开发单元的压力系数一般为0.7～0.95左右。而地层水为高矿化度，地层水比重为1.12～1.17。因此，注水井在用油田产的地层水洗井时，必然对地层产生一个8～12MPa的压差，洗井时洗井液漏失严重，导致二次污染，洗井作业效果差。以轮南油田2008年为例，采用常规注水井洗井方法，统计洗井16井次，二次污染9井次。

3、针对这一问题，提出了低密度洗井液负压洗井的思路，实现地层边洗边吐，改善洗井效果。1技术难点及总体思路1.1技术难点针对塔里木超深、低压条件下，要改善洗井效果，主要存在三个方面的难点。第一是井筒密度下降的问题(井筒比重下降至0.7以下)，实现悬浮物返吐。第二是井深带来的携带悬浮物问题，实现悬浮物带得出。第三是返排时间问题。塔里木油田井深、井筒容积(7”套管)一般100方以上，返排时间3小时以上。第四是安全问题和效益问题，实现经济条件下，污水不落地、不外排。第五是防滤失问题。1.2.总体思路塔里木油田先后做了大量的调研和矿场实验。2002年进行了3井次的气化水洗井

4、，通过向处理后的地层水中加入氮气做为洗井液洗井，但由于氮气和地层水不混合，井筒密度下降有限而未取得显著效果。2008年准备用钻井中使用的玻璃微珠洗井，但因成本太贵而未开展矿场实验。2009年在矿场实验水力喷射泵诱喷洗井，但存在如果水力喷射泵喷嘴太大，放大压差作用小而达不到诱喷目的；如果水力喷射泵喷嘴太小，洗井压差放大了，但水力喷射泵喷嘴经常堵而未成果。2009年在调研的基础上，提出了用泡沫液洗井的新思路并获得了成果，解决了负压下，注水井经济有效地洗井的难题。2技术方案泡沫是由空气、泡沫基液形成的分散体系,其中的液体是连续相，气体是不连续相。而泡沫基液一般是由水

5、、发泡剂和稳泡剂(有时添加一定量膨润土)按一定比例配制而成。泡沫生成条件，必须具有一定配比的发泡剂、液体等组份，以及发泡装置。当气体进入混有发泡的水溶液中，通过发泡装置分散成小气泡，被水溶液包围的同时，气泡界面的活性剂亲水基朝向液相;疏水基伸向气体内部，按规律排列成界膜，此时泡沫由于浮力上升，当溢出界面时，活性剂分子再次定向,于是形成了双层活性剂水膜结构的泡沫壁,使泡沫具有一定的稳定性能。泡沫液的悬浮携砂能力是洗井能否达到效果的重要指标。悬浮性受静切力影响,携砂能力主要受动力和粘度的影响。经过充分搅拌的泡沫在运动过程中，砂粒被气泡承托着，砂粒要下沉，就要使气泡

6、变形，或挤出一条通道时才能发生。由于砂粒的质量较轻，不可能使气泡变形，或其质量远小于气液相之间的表面张力,因此,泡沫液体的悬浮能力很强。均匀的泡沫是乳白色不透明的,泡沫液的粘度比水高,只要有足够的流量，泡沫液很容易将砂粒携带出井筒。由于泡沫的存在阻止了水的滤失，因此,泡沫液具有很好的防滤失作用,相同条件下,其滤失量比清水要小得多。泡沫直径越小，液体的滤失量越小。泡沫进入产层岩石孔隙，压力变化时气体可能会膨胀，能防止流体的继续进入，减少进入产层的流体数量。2.1泡沫液优选2.1.1泡沫基液选择陆上油田基液一般有两种，即地层水和清水。经过实验，清水配制泡沫液不仅发

7、泡体积大，泡沫半衰期长等优点，而且与污水接触时界面稳定。地层水矿化度高达15～25×104PPa，在选用了10种泡沫液均存在着发泡少，泡沫不稳定，半衰期短等问题。实验结果是选用清水做为基液进行配制。图1：清水、污水配制泡沫液结果图2.1.2气源选择生成泡沫流体的气体主要有空气、天然气、氮气、二氧化碳等。空气和天然气均存在来源方便的优势，但洗井施工的井场均靠近油气井或油气处理装置，存在天然气爆炸、燃烧等危险，因此未选用。气体可以是空气或天然气。而氮气安全无毒,可以防止天然气与空气混合后的爆炸危险，排出液中氮气不需处理。主要缺点是需要专用液氮车运输或制氮设备生产,

8、需要专用泵入设备。目前油田制氮车技术已