水平井鉆井液優化的幾點思考（上）
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[時間:2010-01-11 中國鉆井網 關注度:0]
摘要: 摘要 勝利油田在 PHP 混油泥漿體系的基礎上 , 加入 MMH、防塌劑、原油、乳化劑等輔助處理劑 , 形成了適合鉆各類水平井的 PHP2MMH聚合物混油泥漿體系。本文對該泥漿體系的配方優化、攜巖及潤滑性能的提高、保持井眼穩定及井眼防...
摘要 勝利油田在 PHP 混油泥漿體系的基礎上 , 加入 MMH、防塌劑、原油、乳化劑等輔助處理劑 , 形成了適合鉆各類水平井的 PHP2MMH聚合物混油泥漿體系。本文對該泥漿體系的配方優化、攜巖及潤滑性能的提高、保持井眼穩定及井眼防漏堵漏的措施、泥漿日常維護措施等進行了研究分析。該泥漿體系已成為國內配方簡單、工藝成熟、成本接近一般定向井和直井的新型泥漿體系。
從 1991 年至今 , 勝利油田已鉆成各類水平井 100 余口 ,作業區域遍及勝利油田 20 多個區塊和國內其它油田 , 經過大量的室內研究和現場試驗應用 , 水平井泥漿技術取得了許多成功經驗 , 滿足了從大曲率到小曲率側鉆水平井的要求 , 克服了井眼坍塌、井漏等一系列技術難題。目前 , 國內大多數水平井使用了聚合物正電膠混油泥漿體系 , 而且關鍵泥漿參數有一定的規律可循。現場鉆井中只要按照規律合理調整泥漿參數 , 就可以滿足泥漿攜巖、潤滑、防塌等需求。勝利油田在聚合物正電膠混油泥漿體系的基礎上 , 通過合理選用并
簡化主、輔助劑 , 對水平井泥漿技術進行優化。優化后泥漿體系不僅配方簡單、技術措施較為固定 , 而且成本低 ,由優化前的 400500 元/ m下降到優化后的 150 元/ m ,因此具有明顯的推廣應用價值。本文主要對勝利油田水平井優化泥漿體系的幾項關鍵技術進行了論述。
一、泥漿體系和配方
水平井泥漿技術具有一定的特殊性 , 必須具備比定向井泥漿更好的潤滑性、觸變性、懸浮性及較高的動塑比等性能。勝利油田目前應用最成功且使用最廣泛的是以部分水解聚丙烯酰胺 (PHP) 為主劑的聚合物泥漿體系 , 但當其粘度一定時 , 難以滿足水平井泥漿高動塑比和良好觸變性的要求。而MMH泥漿體系具有的獨特“固/液”性能 , 可以滿足水平鉆井對泥漿的特殊要求。室內試驗和現場應用表明 , MMH為主劑的泥漿體系的應用效果并不理想 , 一是與之配套材料少 ,泥漿配伍性差; 二是該泥漿體系濾失量難以控制 , 所形成的泥餅韌性、潤滑性都較差 , 即使加入同等的潤滑劑 , 也難以滿足水平井潤滑需要。因此 , 勝利油田在 PHP混油泥漿的基礎上 , 加入主輔助劑 MMH , 充分發揮聚合物和 MMH的雙重作用 , 從而形成了一種新型泥漿體系
現場應用結果表明 ,即使在負電性較強的泥漿體系中 , MMH處理劑仍能發揮出其獨特性能。其配方為: 014 %015 % PHP + 2 %5 % MMH +015 %1 %GD218 或 NPAN + 6 %8 %原油 + 012 %015 %乳化劑(油酸鈉、十六烷基硫酸鈉配合十八醇或 SN21) + 2 %3 %SMP或多元醇。
二、攜 巖 問 題
對井斜 0° 45° 、45° 55° 、55° 90° 三個井段的泥漿流變性、攜巖機理的研究表明 , 在井斜 0° 45° 井段泥漿層流凈化效果較好; 在井斜 45° 55° 井段 , 泥漿不僅要克服巖屑的沉淀堆積作用 , 而且要克服巖屑的下滑作用 , 因此泥漿要具有足夠的切力和觸變性; 在水平井段 , 泥漿要克服巖屑下沉并堆集成床
的作用 , 因此要具有良好的觸變性能。可見 , 泥漿要具有足夠的 Gel 和合適的切力。一般情況下 , 控制切力為 510Pa , 初/終切為 (25) Pa/ (510) Pa , 就可以滿足防止巖屑沉淀堆積的要求。而采用合適的動塑比是保證泥漿將巖屑帶出地面的關鍵。勝利油田對各類水平井泥漿動塑比數值的統計分析發現: 大、中曲率水平井動塑比宜控制為 015018 , 小曲率水平井宜為 018110 , 側鉆水平井宜為 018112。
聚合物泥漿體系不能較好地滿足防止巖屑沉淀堆積和攜巖的要求 , 但加入 MMH處理劑后可以滿足上述要求。同時也不能忽略機械清除巖屑的作用。一般情況下 , 每鉆進 502100m短程起下鉆一次 , 每鉆進 200m 長距離起下鉆一次。其目的是減少高粘、高切泥漿在井壁上形成的滯留層厚度 , 清除沉淀在下井壁上的巖屑床 , 并通過循環泥漿將巖屑攜帶出地面 , 從而保證井眼暢通。
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