油气藏评价与开发 ›› 2021, Vol. 11 ›› Issue (4): 527-535.doi: 10.13809/j.cnki.cn32-1825/te.2021.04.008
收稿日期:
2020-08-14
出版日期:
2021-08-26
发布日期:
2021-08-19
作者简介:
陈亮(1966—),男,本科,高级工程师,从事钻井液现场工艺研究以及钻井液处理剂开发应用工作。地址:江苏省镇江市天桥路22号,邮政编码:212000。E-mail: CHEN Liang1(),HU Jinke2,GENG Dong1,LI Ziyu3
Received:
2020-08-14
Online:
2021-08-26
Published:
2021-08-19
摘要:
在页岩气井水平段钻井过程中,为保证井下安全,国内常用油基钻井液体系施工,尤其需要解决井漏与井塌的问题。通过对化学固化堵漏工艺的研究,并根据重庆地区龙马溪组页岩岩样XRD(X射线衍射)分析优选纳微米级粒径封堵材料,探索页岩气井堵漏防塌的新工艺。现场应用化学固化技术有效解决了焦页某井的井漏问题,满足了后续施工的要求;钻进过程中,使用了室内优选的聚硅纤维和纳微米级封堵剂,不仅完全控制了坍塌与掉块现象,而且日均钻井液消耗量降低1/3,达到防渗防塌的目的。实践证明化学固化和微纳米封堵是解决页岩气井堵漏防塌的有效方法,对重庆地区页岩气井的开发有着积极的作用。
中图分类号:
陈亮,胡进科,耿冬,李子钰. 重庆页岩气井油基钻井液堵漏防塌新工艺探索[J]. 油气藏评价与开发, 2021, 11(4): 527-535.
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表1
二开井段10次堵漏作业简况"
序号 | 水泥浆量(m3) | 堵漏浆量(m3) | 井深(m) | 下入深度(m) | 水泥塞长(m) | 井段深度(m) |
---|---|---|---|---|---|---|
1 | 6 | 6 | 3 312.44 | 3 312 | 132.44 | 3 180~3 312.44 |
2 | 12 | 10 | 3 321.32 | 3 321 | 40 | 3 280~3 320 |
3 | 16 | 0 | 3 475 | 3 475 | 164 | 3 311~3 475 |
4 | 16 | 8 | 3 475 | 3 475 | 163 | 3 312~3 475 |
5 | 0 | 16 | 3 503.03 | 3 503 | ||
6 | 12 | 16 | 3 514.4 | 3 400 | 257.4 | 3 258~3 515.4 |
7 | 13 | 10 | 4 748 | 3 410 | 172 | 3 168~3 340 |
8 | 16 | 12 | 4 748 | 3 410 | 99 | 3 274~3 373 |
9 | 18 | 20 | 4 748 | 3 410 | 128 | 3 290~3 418 低钻压井段3 382~3 400 |
10 | 18 | 12 | 4 748 | 3 410 | 224 | 3 200~3 424 钻压放空井段3 327.5~3 374 钻压放空井段3 374~3 395 |
表4
流变性实验"
配方 | 条件 | 不同转速下的黏度计读数 | 表观黏度 (mPa·s) | 塑性黏度 (mPa·s) | 动切力 (Pa) | 动塑比 [Pa/(mPa·s)] | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
600 r/min | 300 r/min | 6 r/min | 3 r/min | ||||||
基浆 | 热滚前 | 80 | 49 | 7 | 6 | 40 | 31 | 9 | 0.29 |
120 ℃热滚后 | 69 | 41 | 8 | 7 | 34.5 | 28 | 6.5 | 0.23 | |
140 ℃热滚后 | 70 | 41 | 8 | 7 | 35 | 29 | 6 | 0.21 | |
160 ℃热滚后 | 64 | 38 | 7 | 6 | 32 | 26 | 6 | 0.23 | |
180 ℃热滚后 | 60 | 34 | 6 | 5 | 30 | 26 | 4 | 0.15 | |
基浆 + 聚硅纤维 | 热滚前 | 87 | 57 | 9 | 8 | 43.5 | 30 | 13.5 | 0.45 |
120 ℃热滚后 | 75 | 45 | 9 | 8 | 37.5 | 30 | 7.5 | 0.25 | |
140 ℃热滚后 | 73 | 44 | 8 | 7 | 36.5 | 29 | 7.5 | 0.26 | |
160 ℃热滚后 | 67 | 40 | 7 | 6 | 33.5 | 27 | 6.5 | 0.24 | |
180 ℃热滚后 | 64 | 38 | 7 | 6 | 32 | 26 | 6 | 0.23 |
表5
对破乳电压和高温高压滤失量的影响"
配方 | 条件 | 破乳电压(V) | 高温高压滤失量(mL) | |||
---|---|---|---|---|---|---|
第1次测量 | 第2次测量 | 第3次测量 | 平均值 | |||
基浆 | 热滚前 | 460 | 438 | 414 | 437 | |
120 ℃热滚后 | 1 067 | 1 159 | 1 120 | 1 115 | 3.8 | |
140 ℃热滚后 | 679 | 643 | 623 | 648 | 3.9 | |
160 ℃热滚后 | 988 | 1 005 | 934 | 976 | 3.9 | |
180 ℃热滚后 | 1 003 | 981 | 1 089 | 1 024 | 4.1 | |
基浆+聚硅纤维 | 热滚前 | 881 | 825 | 792 | 833 | |
120 ℃热滚后 | 1 003 | 1 118 | 1 060 | 1 060 | 2.7 | |
140 ℃热滚后 | 748 | 802 | 790 | 780 | 2.9 | |
160 ℃热滚后 | 1 002 | 1 041 | 1 059 | 1 034 | 3.3 | |
180 ℃热滚后 | 1 104 | 1 127 | 1 189 | 1 140 | 3.5 |
表7
封堵材料对油基钻井液的影响"
配方 | 不同转速下的黏度计读数 | 塑性黏度 (mPa·s) | 动切力(Pa) | 初切 (Pa) | 终切 (Pa) | 高温高压滤失量(mL) | 破乳电压 (V) | |||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
600 r/min | 300 r/min | 6 r/min | 3 r/min | |||||||
① | 108 | 66 | 7 | 5 | 42 | 12 | 3 | 6 | 1.2 | 880 |
② | 121 | 74 | 9 | 7 | 47 | 13.5 | 3.5 | 6 | 1 | 870 |
③ | 122 | 77 | 9 | 7 | 45 | 16 | 3.5 | 6 | 0.8 | 880 |
④ | 106 | 65 | 7 | 5 | 41 | 12 | 3 | 6 | 0.9 | 900 |
⑤ | 107 | 65 | 7 | 5 | 42 | 11.5 | 3 | 6 | 0.8 | 910 |
⑥ | 116 | 70 | 8 | 6 | 46 | 12 | 3.5 | 6 | 0.6 | 870 |
表9
现场推广试验"
井号 | 封堵材料配方 | 井深(m) | 使用前 | 使用后 |
---|---|---|---|---|
JY203-2HF | 0.35 %聚硅纤维+ 0.2 %纳米封堵剂 | 4 700 | 钻井液消耗量0.3~0.4 m3/h | 钻井液消耗量降低至0.2~0.3 m3/h;无掉块现象 |
SY2-4HF | 0.5 %聚硅纤维+ 0.2 %纳米封堵剂 | 3 512 | 钻井液消耗量1.3 m3/h;高温高压滤失量2.4 mL | 钻井液消耗量降低至0.8 m3/h;后期密度由1.50 g/cm3缓慢提至1.53 g/cm3,至完井消耗量未出现明显上升的情况;高温高压滤失量降低至1.8 mL;无掉块现象 |
LY1-4HF | 0.25 %聚硅纤维+ 0.2 %纳米封堵剂 | 3 672 | 高温高压滤失量5.2 mL;钻井液消耗量0.5 m3/h;密度1.42 g/cm3 | 高温高压滤失量降低至2.0 mL;钻井液消耗量降低至0.4 m3/h;无掉块现象 |
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