留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

适用于中低温条件的泥饼冲洗剂

涂思琦 孙富全 邹双 谢飞燕 沙林浩 赵红静 邵光辉

涂思琦,孙富全,邹双,等. 适用于中低温条件的泥饼冲洗剂[J]. 钻井液与完井液,2026,43(4):534-540 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.04.012
引用本文: 涂思琦,孙富全,邹双,等. 适用于中低温条件的泥饼冲洗剂[J]. 钻井液与完井液,2026,43(4):534-540 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.04.012
Tu Siqi, Sun Fuquan, Zou Shuang, et al.Mud-cake displacement agents for moderate to low temperature conditions[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(4):534-540 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.04.012
Citation: Tu Siqi, Sun Fuquan, Zou Shuang, et al.Mud-cake displacement agents for moderate to low temperature conditions[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(4):534-540 doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.04.012

适用于中低温条件的泥饼冲洗剂

doi: 10.12358/j.issn.1001-5620.2026.04.012
基金项目: 中国石油集团海洋工程公司项目“苏里南固井工程一体化方案及技术研究”(202505-03)。
详细信息
    作者简介:

    涂思琦,工程师,现在从事固井外加剂的研发与技术服务工作。电话 17612280948;E-mail:tusq@cnpc.com.cn

  • 中图分类号: TE256

Mud-Cake Displacement Agents for Moderate to Low Temperature Conditions

  • 摘要: 中低温油气井固井作业中,高黏度切力强吸附性水基钻井液形成的泥饼结构致密、附着力强,现有冲洗剂普遍存在渗透能力不足、冲洗效率低、低温适应性差等问题,易导致二界面胶结质量不合格,引发环空窜流等工程隐患。针对这一问题,研究基于冲洗剂的渗透、螯合、解絮凝、润湿及劈楔核心原理,通过配方优化,构建了FC-1、PA-2、二乙二醇丁醚与磷酸盐的多元协同体系,研制出一种可在中低温条件下快速清除泥饼、冲洗效率高的冲洗剂S-2。通过室内性能评价与现场试验对S-2的综合性能进行了系统表征,结果表明:①冲洗剂S-2适配性良好,可满足聚合物钻井液、聚磺钻井液、钾基钻井液等不同类型水基钻井液的作业需求;②在常温~80 ℃中低温区间内,S-2可在5~10 min内实现90%以上的泥饼清除率,相较于市售冲洗剂,冲洗效率提升190%以上,对高黏度切力强吸附性泥饼具备优异的快速剥离能力;③S-2倾点低至−18 ℃,在−10 ℃低温环境下仍保持良好流动性,满足低温环境下运输与储存要求;④S-2与钻井液、水泥浆相容性优异,可改善固井二界面胶结质量。目前该冲洗剂已成功应用于渤海油田xxx井Φ244.5 mm油层套管固井作业,固井质量评定为优,展现出良好的应用效果,为中低温油气井优质固井提供了新的技术支撑。

     

  • 图  1  冲洗剂S-2对不同密度钻井液泥饼冲洗效果图

    图  2  市售冲洗剂对不同钻井液滤饼冲洗效果图

    图  3  隔离液与水泥浆稠化相容性曲线

    图  4  水泥浆与冲洗液混浆稠化曲线(95∶5)

    表  1  单一表面活性剂性能评价

    表面活性剂 25 ℃
    溶解状态
    pH值
    (1%
    水溶液)
    25 ℃
    表面张力/
    mN/m
    冲洗
    效率/%
    25 ℃ 70 ℃
    磺酸盐SA-1 澄清透明 7.2 34.2 11.9 15.6
    脂肪酸酯FAE-1 澄清透明 6.5 29.5 18.5 22.4
    磷酸酯PA-1 微浑浊 3.0 36.8 12.5 18.7
    磷酸酯PA-2 澄清透明 3.0 30.1 26.5 28.9
    磷酸酯钾盐NS-2 澄清透明 7.2 33.2 11.5 15.6
    氟碳表面
    活性剂FC-1
    澄清透明 6.8 19.2 32.5 34.8
    聚氧乙烯醚PE-1 澄清透明 6.8 34 19.8 23.4
    下载: 导出CSV

    表  2  复配表面活性剂性能评价

    FC-1∶PA-2 接触角/
    (°)
    表面张力/
    mN·m −1
    冲洗效率/%
    25 ℃ 70 ℃
    0∶1 33.5 30.1 26.5 28.9
    1∶4 32.2 25.6 34.8 35.6
    1∶3 31.8 23.2 38.6 40.2
    1∶2 28.3 21.5 42.4 44.6
    1∶1 26.5 20.1 54.8 58.9
    2∶1 25.8 19.8 48.5 50.7
    4∶1 26.2 19.5 42.6 44.3
    1∶0 28.5 19.2 32.5 38.1
    下载: 导出CSV

    表  3  磷酸盐加量对冲洗剂体系性能的影响

    磷酸盐%25 ℃冲洗效率/%70 ℃冲洗效率/%
    068.572.4
    1.078.280.5
    2.085.686.8
    3.090.391.2
    4.092.893.5
    5.093.293.8
    下载: 导出CSV

    表  4  泥饼冲洗剂S-2对滤饼的冲洗效率(40 ℃)

    钻井液
    类型
    ρ钻井液/
    g/cm3
    冲洗时间/
    min
    滤纸和滤饼的
    质量m1/g
    冲洗液冲洗后
    滤饼和滤纸质量m2/g
    剩余的泥饼和
    滤纸质量m3/g
    冲洗效率/
    %
    平均值/
    %
    PEC 1.15 7 2.90 1.19 1.19 100 97.67
    7 2.87 1.23 1.21 98
    7 2.90 1.39 1.26 95
    PEC
    1.25
    10 3.21 1.74 1.57 90 92.33
    10 4.09 1.89 1.85 92
    10 3.82 2.06 1.96 95

    PEM

    1.14
    5 2.31 1.42 1.37 95 95.67
    5 2.78 1.26 1.21 96
    5 2.67 1.32 1.27 96
    PEM 1.52 5 4.33 1.71 1.68 95 97.33
    5 4.40 1.89 1.81 97
    5 4.53 1.72 1.72 100
     注:冲洗液配方:100 g水+30 g冲洗剂S-2+0.1 g G603。
    下载: 导出CSV

    表  5  市售泥饼冲洗剂对滤饼冲洗效率(40 ℃)

    钻井液类型 ρ/
    g/cm3
    冲洗时间/
    min
    滤纸和滤饼的
    质量m1/g
    冲洗液冲洗后滤饼和
    滤纸质量m2/g
    剩余的泥饼和
    滤纸质量m3/g
    冲洗效率/
    %
    PEC 1.25 10 3.25 2.98 1.57 17
    PEM 1.14 10 2.56 2.14 1.21 31
     注:冲洗液配方:100 g水+30 g市售冲洗剂+ 0.1g G603。
    下载: 导出CSV

    表  6  不同温度条件下冲洗剂对滤饼冲洗效率

    温度/℃冲洗效率/%温度/℃冲洗效率/%
    室温987097
    40998090
    6096
    下载: 导出CSV

    表  7  冲洗液倾点实验

    S-2/%倾点/℃S-2/%倾点/℃
    10−1530−15
    20−15100−18
    下载: 导出CSV
  • [1] Hashemzadeh S M, Hajidavalloo E. Numerical investigation of filter cake formation during concentric/eccentric drilling[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2016, 145: 161-167. doi: 10.1016/j.petrol.2016.03.024
    [2] Siddig O, Mahmoud A A, Elkatatny S. A review of different approaches for water-based drilling fluid filter cake removal[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2020, 192: 107346. doi: 10.1016/j.petrol.2020.107346
    [3] Bageri B S, Adebayo A R, Barri A, et al. Evaluation of secondary formation damage caused by the interaction of chelated barite with formation rocks during filter cake removal[J]. Journal of Petroleum Science and Engineering, 2019, 183: 106395. doi: 10.1016/j.petrol.2019.106395
    [4] 李丽, 刘伟, 刘徐慧. 川西低固相钻井完井液泥饼清除技术初探[J]. 钻井液与完井液, 2010, 27(6): 27-29.

    Li Li, Liu Wei, Liu Xuhui. Study on filter cake removal technology of low solid drilling and completion fluids in chuan Xi[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2010, 27(6): 27-29.
    [5] 黄盛. 提高固井质量的钻井液滤饼高效清除机理研究[D]. 成都: 西南石油大学, 2018.

    Huang Sheng. Research on mechanism of efficient removal of filter cake to improve cement zonal isolation[D]. Chengdu: Southwest Petroleum University, 2018.
    [6] 艾池, 王颍骅. 水基钻井液滤饼去除方法[J]. 化学工程师, 2021, 35(11): 67-70. doi: 10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20211167

    Ai Chi, Wang Yinghua. Review of filter cake removal methods for water-based drilling fluids[J]. Chemical Engineer, 2021, 35(11): 67-70. doi: 10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20211167
    [7] 陈二丁, 王成文, 孟仁洲. 一种高效清除井壁滤饼的新型固井冲洗液[J]. 天然气工业, 2015, 35(8): 69-74.

    Chen Erding, Wang Chengwen, Meng Renzhou. A new cementation flushing fluid for efficiently removing wellbore filter cake[J]. Natural Gas Industry, 2015, 35(8): 69-74.
    [8] 何斌斌, 柳华杰, 张汝涛, 等. 一种固井前置液冲洗效率的评价方法[J]. 钻井液与完井液, 2024, 41(6): 772-777.

    He Binbin, Liu Huajie, Zhang Rutao, et al. Method of evaluating flushing efficiency of cementing ahead fluids[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid, 2024, 41(6): 772-777.
    [9] 杨世杰, 何斌, 彭三兵, 等. 改进PEC钻井液在渤海某油田快速评价区的应用[J]. 石化技术, 2024, 31(10): 244-246. doi: 10.3969/j.issn.1006-0235.2024.10.084

    Yang Shijie, He Bin, Peng Sanbing, et al. Application of improved PEC drilling fluid in the rapid evaluation area of an oilfield in Bohai sea[J]. Petrochemical Industry Technology, 2024, 31(10): 244-246. doi: 10.3969/j.issn.1006-0235.2024.10.084
    [10] 刘赫.PEM钻井液的室内评价及在渤海油田的应用[J].石化技术, 2025, 32(09): 338-340.

    Liu He. Laboratory evaluation of PEM drilling fluid and its application in Bohai oilfield[J]. Petrochemical Technology,2025, 32(09): 338-340.
    [11] 王翀, 谢飞燕, 刘爱萍, 等. 油基钻井液用冲洗液BCS-020L研制及应用[J]. 石油钻采工艺, 2013, 35(6): 36-39. doi: 10.13639/j.odpt.2013.06.027

    Wang Chong, Xie Feiyan, Liu Aiping, et al. Research and application of flushing fluid BCS-020L for oil-based drilling fluid cleaning[J]. Oil Drilling & Production Technology, 2013, 35(6): 36-39. doi: 10.13639/j.odpt.2013.06.027
    [12] 张福铭, 赵琥, 张高雷, 等. 无固相一步式冲洗液对钻井液滤饼的清洗机理与性能[J]. 钻井液与完井液, 2026, 43(1): 80-88.

    Zhang Fuming, Zhao Hu, Zhang Gaolei, et al.Mechanism and performance of a solids-free one-step flushing fluid for drilling fluid filter cake[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2026, 43(1): 80-88.
    [13] 吴彦先, 赵增新, 巩加芹, 等. 清除井壁滤饼提高固井质量的冲洗液性能影响研究[J]. 钻井液与完井液, 2025, 42(3): 398-405.

    Wu Yanxian, Zhao Zengxin, Gong Jiaqin, et al.Study on factors affecting properties of flushing fluids for removing mud cakes to improve well cementing quality[J]. Drilling Fluid & Completion Fluid,2025, 42(3): 398-405.
  • 加载中
图(4) / 表(7)
计量
  • 文章访问数:  28
  • HTML全文浏览量:  7
  • PDF下载量:  7
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2026-02-12
  • 修回日期:  2026-04-13
  • 刊出日期:  2026-07-30

目录

    /

    返回文章
    返回

    尊敬的作者、读者:

    您好!

    为更好地服务于广大作者和读者,提升期刊编辑部的办公效率和服务质量,本刊编辑部办公地点及联系电话已进行变更。

    新办公地址:天津经济技术开发区第二大街83号中国石油天津大厦A517房间

    新联系电话:022-65278734

                         022-25275527

    我们衷心希望广大作者和读者能够继续支持我们的工作,共同推动期刊的发展和进步。

    再次感谢您对期刊的关注和支持!