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

2020年  第37卷  第4期

目录
目录
2020, 37(4).
摘要:
专论
钻井过程中保护低渗特低渗油气层的必要性、重要性与发展趋势
蒋官澄, 程荣超, 谭宾, 董腾飞, 贾东民, 吕开河, 彭春耀, 白杨, 李斌
2020, 37(4): 405-411. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.001
摘要:
钻井过程中钻井液对低渗特低渗油气层的损害程度通常较中、高渗油气层大得多,但多年来部分人认为,需压裂投产的低渗特低渗油气藏,因压裂可解除油气层损害而勿需在钻井过程中采取保护油气层措施,因而对油气井产量和经济效益带来不利影响。阐述了低渗特低渗油气层损害机理的特殊性以及损害程度的严重性;依据现场实际产量数据,充分说明了钻井过程中采用效果优良的保护油气层钻井液技术有助于大幅度提高压裂后单井日产量;结合国际趋势和中国油气工业发展战略需求,阐述了将来的发展方向和趋势。不仅对提高保护油气层效果、单井产量以及油田总体经济效益具有适用价值,而且对钻井液技术的发展和中国模式“页岩革命”的建立也具有一定指导意义。
钻井液
基于形状记忆环氧树脂聚合物的温敏可膨胀型堵漏剂研制及性能评价
王照辉, 崔凯潇, 蒋官澄, 滑志超, 许朋琛, 郭玉锋, 孙昊
2020, 37(4): 412-420. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.002
摘要:
为避免当前常规惰性堵漏颗粒和吸水凝胶颗粒在堵漏应用过程中存在的问题,以热固性形状记忆环氧树脂作为基础材料,通过添加空心玻璃微珠改善了可压缩性能,形成了形状记忆环氧树脂复合泡沫,最后成功制备出具有不同响应温度和膨胀倍数的温敏可膨胀型智能堵漏剂SMP-LCM。通过控制形状记忆环氧树脂中交联组分含量,得到了不同响应温度区间(50~100℃)的形状记忆环氧树脂。通过控制体系中孔隙含量,得到了一系列不同膨胀率(5%~110%)的形状记忆环氧树脂泡沫及其颗粒。室内评价表明,SMP-LCM温敏堵漏剂可在温度激发下实现快速体积膨胀,且膨胀率不受介质种类影响,对大孔隙砂盘和砂床具有良好的封堵承压效果。所研发的形状记忆泡沫堵漏剂属于温敏膨胀型堵漏材料,能够以较小尺寸进入漏层深处并在地层温度下发生膨胀,通过自身因形状记忆效应产生的恢复应力有效加固井眼而又不致压裂地层,进而提高井筒薄弱地层承压能力,展现出了良好的应用前景。
抗温环保纳米纤维素降滤失剂的研制及特性
王伟吉
2020, 37(4): 421-426. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.003
摘要:
纤维素等天然高分子改性材料已大规模应用于钻井液中,但常规改性方法对其抗温性能进一步提升空间有限,抗温普遍低于150℃。借鉴纳米纤维素尺寸小、比表面积大、刚度强、表面活性强等优异特性,采用硫酸水解精制棉的方法制备了一种纳米纤维素晶体,进而采用氯乙酸对纳米纤维素表面功能化改性,制备了一种纳米纤维素降滤失剂CNCFL-1。采用取代度测试、红外光谱分析、透射电镜扫描对产物进行了表征。通过粒度及Zeta电位、流变性、抗温降滤失性、环保性测试,评价了其综合性能,探讨了其作用机理。结果表明,CNCFL-1表面富含羟基、羧基、磺酸基等极性集团,取代度高1.25,pH值在3~13内,Zeta电位绝对值均大于30 mV,分散稳定性好,粒径在50~80 nm左右,EC50值为31 600 mg/L,无毒,环保性能好。CNCFL-1可通过吸附、增黏、微纳米致密封堵等作用发挥优异的抗高温降滤失性能,加量仅为1%时,即能使4%盐水基浆160℃热滚16 h后的滤失量降低66.92%,性能优于聚阴离子纤维素PAC-LV和羧甲基纤维素钠CMC-LV。
一种环保型钻井液絮凝剂的研制与评价
赵俊, 孙泽宁, 王景, 亓银波, 祁健, 蒋官澄
2020, 37(4): 427-430. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.004
摘要:
固相含量对钻井液的性能影响很大,往往需要使用化学絮凝方法并结合固控设备来维持适宜的固相含量。为有效去除钻井液中的固相颗粒,研制出了一种高效环保的钻井液絮凝剂——阳离子明胶。并对其絮凝效果和作用机理进行了分析评价。评价过程及结果如下:①通过核磁氢谱和电位测量对合成的产物进行了化学表征;②通过浊度实验、粒度分析、电位测量等方法评价了该絮凝剂的絮凝效果,并对其絮凝机理进行了分析。结果表明:阳离子明胶对高岭土絮凝效果显著,在20 mg/L时可使高岭土分散液的剩余浊度百分率下降至4.0%,可有效包裹、桥联黏土颗粒,使高岭土粒径显著增大。同时,该絮凝剂也可使钻井液中固相颗粒显著增大,结合固控设备可使钻井液固相含量由22.5%降至12.6%,其絮凝效果优于常用的水解聚丙烯酰胺类絮凝剂。
抗240℃高密度复合有机盐钻井液在翼探1井的应用
张民立, 庄伟, 徐成金, 耿东士, 张创, 李广冀, 李树峰, 李保平
2020, 37(4): 431-437. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.005
摘要:
翼探1井是中油股份公司在青海油田柴达木盆地柴西北区南翼山构造较高部位部署的一口重点风险探井,设计井深6500 m,完钻井深6194.22 m,目的层E31、E1+2、基岩。钻探目的是探索南翼山构造E31和基岩含油气性,为下一步研究和勘探部署提供依据。南翼山地区E1+2下部地层以前无钻井史,钻遇地层条件复杂,高陡构造,存在3条断裂带、破碎带和膏泥岩。其E32、E31、E1+2地层裂缝发育,易漏易涌,多层高压盐水伴CO2酸性气体,盐水中Cl-含量达235 000 mg/L,CO2侵地面监测浓度高达75%以上,钻井液密度高达2.32 g/cm3,且存在多套硬脆性碳质泥岩破碎地层,极易发生垮塌掉块、井斜。该区域显示异常高温,因为测井公司高温仪器受限,无法实测井底温度,该区地温梯度在(3.80~4.30)℃/100 m之间,以及钻井液出口实测温度达到102℃,钻井液维护处理量达到井眼容积的10倍以上,从以上资料计算,以及钻井液材料与体系循环稳定周期等综合分析,预测该井井底温度在235~266℃之间,给钻井液工作提出了严峻挑战。为解决超高温、高密度、井壁稳定、酸性气体污染、窄窗口漏失等技术难题,优选采用了渤海钻探泥浆技术服务分公司的发明专利技术,即抗240℃高温的高密度复合有机盐钻井液。在此技术基础上,结合井下地质、工程实际情况,施工现场对配方进行了优化调整,引入抗240℃高温的滤失控制材料,引入刚性和塑性材料组配的随钻锲入封堵防漏材料,以及纳米类化学吸附护壁防塌材料,并提供良好的“非氧还原”钻井液环境,通过精心施工,取得了较好效果。全井施工顺利,钻井液高温流变性良好,高温高压滤失量控制在12 mL以内,较好地解决了高温流变性、沉降稳定性、漏失、破碎性地层垮塌、酸性气体污染等一系列钻井液技术难题。
基于地层性质与环空状态的钻井液流变参数优选
路保平
2020, 37(4): 438-443. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.006
摘要:
钻井液流变参数优化设计对安全、优质高效钻井有着十分重要的意义,目前国内外还没有系统、科学、定量的优化理论与方法。笔者论述了钻井液流变参数既要适应所钻地层,又要保持良好的环空状态的优选与设计原则。提出了针对不同钻井液体系选择的流变模式,用井壁冲蚀系数、环空岩屑输送比与环空动压系数来表征环空状态的理论,研究建立了基于地层与环空状态的钻井液流变参数优选的理论与方法,为钻井液流变参数定量优选设计及现场优化控制提供了一种新的理论与工艺技术。
低活度高钙聚胺钻井液在准北101井的应用
翟科军, 蓝强, 高伟, 郑成胜, 赵怀珍
2020, 37(4): 444-449. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.007
摘要:
针对准北区块地质构造复杂多变、存在多个破碎带且裂缝发育、容易引发严重井壁失稳问题,研制出低活度高钙聚胺钻井液体系,该体系容钙量可达3.0%,活度可调节至0.95以下,膜效率保持在0.2以上,起到了稳定泥页岩井壁的作用。在准北101井应用结果表明,从2000~4200 m开始,维持钻井液活度在0.95以下,Ca2+浓度维持在6000 mg/L以上,全井无漏失,无井壁失稳问题,二开平均井扩大率为6.96%,三开平均井扩大率为0.59%,取得了很好的井壁稳定效果。进一步优化固控设备,降低钻井液劣质固相含量,同时提高钻井液润滑性能,为准噶尔盆地北部地区油藏高效开发提供了可靠保障。
高温高矿化度高密度水基钻井液用润滑剂
单锴, 邱正松, 钟汉毅, 赵欣, 周柯任, 张民立, 张现斌, 王磊磊
2020, 37(4): 450-455. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.008
摘要:
复杂深层油气钻井工程中,超高温高矿化度高密度(简称“三高”)复杂条件对水基钻井液润滑剂性能提出了更高要求。笔者利用环保性能较好的改性基础油、极压耐磨成膜材料、复合表面活性剂以及复合抗氧化剂等,研制了一种高温高矿化度高密度钻井液润滑剂SDR-1。评价结果表明,润滑剂SDR-1抗温达200℃,在饱和盐水基浆及含6000 mg/L钙的饱和盐水基浆中润滑系数降低率均大于80%,其沉降稳定性好,荧光级别小于3级;与高密度钻井液配伍性良好,可有效降低高密度钻井液的循环流动压耗及动态摩阻。
超深井长裸眼井底放空井漏失返桥接堵漏工艺技术
周志世, 张震, 张欢庆, 王辉, 孙俊, 罗威, 杨川, 张宁
2020, 37(4): 456-464. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.009
摘要:
Wh-1X井φ215.9 mm井眼井底6828 m(裸眼长1178 m)处溢流压井压开的压裂缝、侧钻井眼井底7114.65 m(裸眼长1464.65 m)放空处的洞穴裂缝均导致钻井液失返井漏,需井底堵漏。研究认为,砂泥岩互层的长裸眼井底桥接堵漏,要消减钻具在裸眼段对井底实施桥堵压开上部薄弱地层造成的卡钻风险,就要建立全裸眼井筒承压理念。首先钻具在技术套管内对井底以上的薄弱地层进行桥堵提高承压,然后钻具再进裸眼对井底进行堵漏,并配合使用旋转控制头技术措施消减卡钻风险。研究认为,桥堵材料的级配及使用浓度存在严重的缺陷是导致原井眼多次桥堵失败的根本原因,裂缝及洞穴裂缝桥接堵漏要取得成功,桥堵浆堵漏材料的级配和浓度必须满足头等尺寸材料的大尺寸和高浓度、种类多样的次等尺寸材料梯度匹配及合理浓度、高的桥堵浆总浓度这3个条件,缺一不可。畅通的井眼通道对桥堵浆稠塞顺利到达漏层位置很重要。采用以上技术和原理,侧钻井眼通过2次钻具在套管内桥堵堵住了5650~5668 m、5830~5842 m、6279~6288 m三个漏层,一次钻具在裸眼内桥堵堵住了6644~6649 m及7114.54~7114.65 m井底放空段2个漏层,共计堵住了5个漏层,恢复了钻井作业并成功建井。
理想充填堵漏工艺在温储6井的应用
熊战, 李立昌, 王学龙, 巩建军, 常春来, 徐春章, 李海彪, 刘威
2020, 37(4): 465-468. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.010
摘要:
温储6井是吐哈油田XX储气库的一口先导试验井,该井三开储层段西山窑组属于超低压枯竭地层,地层压力系数只有0.25~0.27,并且受邻井井下压裂影响,砂岩裂缝明显,在钻进过程中极易发生钻井液失返性恶性漏失。为了实现在三开储层漏失井段的顺利取心,同时保证固井质量,根据储层裂缝宽度,基于理想充填理论优化架桥颗粒粒级分布,结合延迟水化膨胀颗粒、弹性石墨和高效刚性架桥颗粒等特殊堵漏材料,应用该套堵漏工艺在该井三开取心和固井前承压堵漏过程中开展了多次成功堵漏作业,在易漏地层累计取心4桶,长度为32.2 m,收获率为100%;三开固井前,筛除堵漏材料后,最高承压为5.8 MPa,常规密度水泥浆固井期间无漏失发生。理想充填堵漏工艺的成功,为解决类似砂岩低压裂缝漏失难题提供了新的思路,为后续该储气库的有效开发提供了技术保障。
玛湖区块易漏地层防漏堵漏技术
朱立鑫, 黄维安, 段文广, 李萧杰, 周双君, 郑克祥, 赵福豪, 董金哲
2020, 37(4): 469-475. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.011
摘要:
通过玛湖区块易漏地层的漏失量、地层孔隙度和裂缝发育以及漏失压力剖面,分析玛湖区块漏失特征和漏失机理,采用形貌分析和粒径匹配方法,筛选防漏堵漏材料,评价和优化区域防漏堵漏体系。研究发现,玛湖区块二、三开漏失量大且复杂时率高,其中八道湾组、白碱滩组、克拉玛依组和乌尔禾组等地层孔隙和裂缝发育,承压能力差,为漏失多发地层;针对现场使用的防漏堵漏材料,提出了新的形貌优化组合以及微米级、毫米级的粒径匹配原则;所构建的SDSZ防漏体系砂床滤失深度较现场体系降低50%左右,SDDL堵漏体系的承压封堵能力可达7 MPa以上,且堵漏剂土酸酸溶率达60%以上。现场应用效果显著,漏失易发井的防漏成功率高达75%,堵漏作业一次堵漏成功率可达80%。研究结果表明,该防漏堵漏体系,可有效解决玛湖油田易漏地层的井漏问题。
渤中19-6深部潜山高温气层保护钻井液技术
杨一凡, 邱正松, 李佳, 赵欣, 钟汉毅, 刘书杰, 邢希金, 冯桓榰
2020, 37(4): 476-481. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.012
摘要:
针对渤中19-6深部潜山高温气层特点,通过岩心分析和敏感性评价实验,分析了渤中19-6储层主要损害机理,并优化出了一套综合性能较好的抗高温水基钻井液配方。实验表明,该气层基质为典型的低孔低渗储层,黏土矿物含量较少,微裂缝较发育,具有强速敏性、中等偏弱应力敏感性,水敏性、盐敏性和碱敏性较弱,无酸敏性损害等。储层微裂缝发育易导致外来固相侵入损害,微裂缝内颗粒胶结疏松可促进速敏性损害,也存在水锁损害。优化钻井液的岩心渗透率恢复值达85.95%,水锁损害率为13.21%,其储层保护性能优异;可抗温210℃,也可抗10% NaCl、1% CaCl2和8%劣质土的污染,满足渤中19-6区块深部潜山气层钻井工程及储层保护技术要求。
水基安全高效钻井液技术在准中区块的应用
杨倩云, 王宝田, 肖林通, 邱春阳
2020, 37(4): 482-487. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.013
摘要:
准中区块地质构造复杂、储层埋藏较深,同一裸眼井段存在多套压力体系,中下部地层发育硬脆性泥岩,西山窑组及八道湾组地层煤层节理微裂缝发育,容易频发大量掉块、坍塌、卡钻等井壁严重失稳事故。在分析准中区块地层失稳因素及机理情况下,提出了深井井眼稳定原则和提速原则,研制出了适合准中区块的水基安全高效钻井液技术。该技术在准中1和准中4区块现场应用完钻6口井,复杂时效降低了86.74%,平均机械钻速相比同区块邻井分别提高了46.03%和25.39%;平均井眼扩大率相比同区块邻井分别降低了69.07%和45.18%,达到了稳定井壁、提高机械钻速的目的。
致密性气藏储层损害实验方法探讨与评价
胡进军, 肖伟伟, 邓义成, 徐同台, 陈忠华
2020, 37(4): 488-493. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.014
摘要:
致密性气藏具有低孔低渗、高含水饱和度、高应力敏感性和黏土矿物发育等特点,气体渗透率一般小于0.001mD,这使得气藏损害具有不同于油藏损害的特殊性。目前国内外尚未形成统一的针对致密性气藏储层损害评价方法,而常规储层敏感性评价方法采用液相为驱替介质,在评价致密储层时出现测试时间长、实验误差大、易发生应力敏感的局限。因此,通过对致密性气藏储层损害方法研究,制定了一套“致密性气藏储层损害评价方法,评价了BZ19-25区块储层岩心敏感性损害,并采用行业标准方法对其敏感性损害进行复测,结果表明新方法测试结果与行业标准方法测试结果一致,说明新研究的方法具有可靠性,适合致密性气藏储层损害评价。
张海39-39Z分支井钻井液技术
白殿刚, 陈秋睿, 安鹏, 王占厂, 张连水, 管叶平, 杨冀平
2020, 37(4): 494-497. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.015
摘要:
张海39-39Z分支井是大港油田第一口真正意上的四级分支井。根据该地区地层特性,综合考虑该井的井身结构、工艺特点、分支井眼工序复杂、保护油气层以及环境保护对钻井液的要求等,结合以往该地区钻井所用钻井液体系应用效果及其现场技术,张海39-39Z分支井在主井眼一开浅地层采用膨润土-聚合物钻井液钻进,二开明化镇组采用聚合物钻井液、进入馆陶组转化为硅基防塌钻井液钻进,主井眼三开及分支井眼均采用有机盐钻井液钻进,较好地满足了分支井不同阶段钻井与其它作业施工要求,钻井液性能稳定,效果明显。该井以合理的流变性能解决了井眼净化问题,以控制合理的有机盐含量和膨润土含量保证了钻井液抑制性、稳定性问题,运用合理的钻井液密度等解决了井壁稳定问题,为今后采用常规钻井液体系及其现场技术完成类似分支井作业提供了借鉴意义。
固井液
可固化树脂基固井材料及其固化剂的优选
曹成章, 步玉环, 田磊聚, 韩来聚
2020, 37(4): 498-506. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.016
摘要:
水泥基固井材料存在脆性大、抗腐蚀性差等缺点,在油气井长期生产过程中易发生脆性破坏导致环空带压、层间窜流等问题。可固化树脂基固井材料具有强度高、弹性模量低、弹塑性强等优点,具有作为固井材料的潜力。通过对几种主要可固化树脂基材料进行分析,在对适合固井需求的环氧树脂优选和固化剂初选的基础上,提出了一种使用黏度-时间曲线代替水泥浆研究中常用的稠化曲线来评价树脂基固井液稠化过程的方法,通过实验进行了树脂固化液体系的优选。结果表明,HSPT固化剂可操作时间较长,反应产物抗压强度超过70 MPa,弹性模量低于3 GPa,气测渗透率低,适合50~90℃下的油气井固井;聚醚胺固化剂的固化产物抗压强度超过75 MPa,弹性模量小于2 GPa,适合30~50℃下的油气井固井。
储气库注采井水泥环破坏机理实验研究
舒刚, 刘健, 冯逢, 张杨, 周浪, 陈浩, 汪传磊
2020, 37(4): 507-511,520. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.017
摘要:
储气库注采井的注气与采气、环空带压与泄压等情况使井筒反复承受加载卸载,水泥环因此受到不同程度的损害,严重时导致地层气体窜入环空。为了研究注采井水泥环的破坏机理,针对某储气库B环空上部水泥环的工况条件,开展了水泥环承受8.1 MPa和13.6 MPa循环内压的实验模拟,并对水泥环进行了密封性、渗透率、SEM电镜扫描、微CT扫描分析,探究水泥环微裂缝和孔隙的变化情况。实验表明,8.1 MPa的内压循环30次未造成水泥环气窜,13.6 MPa的内压循环23次则导致气窜,与某储气库出现浅层气窜入B环空的情况相符;循环载荷可导致水泥环产生微裂缝,随着循环载荷压力值的增加,取样渗透率逐渐小幅度增加,微裂缝产生越多,裂缝扩展越大,甚至出现贯穿缝;微环隙由水泥环微观结构破坏持续累积造成,对于固井质量良好的环空,水泥环发生微观结构破坏是气窜的本质原因;水泥环微观结构破坏和界面产生微环隙均可直接引起气窜,主导者受多种因素影响而变化。实验结果揭示了循环载荷下注采井水泥环的破坏机理以及与气窜的关联性,对储气库运行优化和新建储气库的井筒质量控制具有指导意义。
高温多功能防气窜水泥浆体系在四川盆地海相超深井中的成功应用
焦少卿, 何龙, 郭小阳, 李早元, 程小伟, 刘伟, 朱赫
2020, 37(4): 512-520. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.018
摘要:
针对四川盆地海相高温、高压、高含硫超深气井所面临的高温水泥浆沉降、气窜、水泥石强度衰退等主要固井技术难题,基于高温高压稠化仪模拟沉降稳定性评价方法、颗粒级配原理优选体系稳定材料,采用直接测定气窜和塑性态渗透率为辅助手段的防气窜评价方法优选防气窜材料,基于乌氏黏度计法的聚合物耐温能力评价方法来优选高温缓凝剂,采用正交法测试、热重法辅助分析180℃高温养护后水泥石抗压强度,优选高温稳定剂石英砂粒径和加量,研究出水泥浆和水泥石性能良好的胶乳弹韧性和低渗透防窜水泥浆体系。结果表明,①水泥浆体系在密度为1.90~2.30 g/cm3、温度为150~180℃范围内具有良好的工程性能和应用前景,为解决该类固井技术难题奠定了基础;②加砂可缓解水泥石强度衰退,高温下,加砂量与抗压强度呈正向关系,相同加砂量下,只加细砂强度表现更优,但长期强度增加幅度不如粗砂;建议150℃和180℃时,硅砂加量分别大于35%和45%;③基于乌氏黏度计法的聚合物耐温能力评价方法能有效评价降失水剂和缓凝剂的抗高温能力,是快速筛选高温井关键处理剂的重要辅助手段;④建议进一步开展H2S介质等酸性气体对水泥石的腐蚀评价,有利于合理设计防气窜防腐水泥浆体系。
大北X井盐膏层尾管精细控压固井技术
陈永衡, 冯少波, 邓强, 刘超, 屈凌霄, 张小建, 田宝振
2020, 37(4): 521-525. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.019
摘要:
大北X井是塔里木盆地库车坳陷克拉苏构造带克深区带的一口预探井,该井五开φ177.8+182 mm尾管固井存在纯盐层易发生蠕变、高低压互存,裸眼段长、环空间隙小、套管下入深、钻井液安全密度窗口只有0.03 g/cm3,极易出现上喷下漏、上漏下喷、漏涌交替发生等复杂,为了解决该井固井施工存在的技术难题,尝试实践了精细控压固井技术,通过精确控制井口压力,防止溢流、井漏的发生,采取正注精细控压固井+反挤平推水泥浆的方案,配套防窜压稳和防漏等固井技术措施,安全顺利完成了大北X井固井施工,经CBL/VDL测井,重叠段和裸眼段封固质量合格,管鞋以上200 m封固质量优质,六开降钻井液密度后钻进正常。该技术为窄密度窗口井段安全固井施工积累了经验,并对该区块类似复杂井固井施工提供了借鉴意义。
压裂液与酸化液
一种物理凝胶压裂液的耐温耐剪切评价与机理分析
蒋其辉, 杨向同, 王永红, 李会丽, 宁坤
2020, 37(4): 526-531. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.020
摘要:
研究了一种物理凝胶压裂液的耐温耐剪切机理,主要分为以下3个方面:使用透射电镜分析了溶液微观结构,解释了线性型高聚物(HPAM)和聚合物稠化剂(SMPT)在高剪切速率下的降解现象;通过测试耐温耐剪切实验前后样品的黏弹模量,对比分析了HPAM和SMPT耐温耐剪切降解的影响因素;通过测试物理凝胶0.6% HPAM+0.5% PHCA与0.6% SMPT+0.5% PHCA耐温耐剪切实验前后样品的黏弹模量与微观形貌,分析了物理凝胶耐温耐剪切降解的影响因素。实验结果显示,经过120℃,170 s-1的耐温耐剪切实验,物理凝胶0.6% HPAM+0.5% PHCA转变为黏性流体;相反,经过150℃的耐温耐剪切实验,物理凝胶0.6% SMPT+0.5% PHCA的弹性因子保持率为78.9%,说明该物理凝胶压裂液经受高温剪切可保持强弹性流体特征。阿伦尼乌斯方程η=A e(-Ea/RT活化能计算结果表明,PHCA可以降低SMPT溶液的活化能获得高稳定性流体,表明PHCA增强了SMPT溶液的结构稳定性。
压裂多级裂缝内流量分布规律
吴峙颖, 路保平, 胡亚斐, 蒋廷学, 眭世元
2020, 37(4): 532-535. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.021
摘要:
当前,以页岩油气为主的非常规油气藏开发力度日益加大,水力压裂是开发该类储层的核心技术。在该类储层的开发过程中,往往采用多级复杂裂缝压裂技术,但目前针对压裂过程中各级裂缝内流量分布规律研究甚少,而该规律对认识裂缝、指导压裂方案至关重要。为了研究压裂过程中多级裂缝内的流量分布规律,自主研制了多级裂缝系统有效输砂模拟实验装置,在模拟多级裂缝情况下,开展了不同压裂液黏度、支撑剂粒径、注入排量、砂比等因素对各级裂缝内流量的影响规律实验研究。研究结果表明,各级裂缝中流量占比逐级减小,主裂缝占比平均为64.63%,一级分支缝平均为22.14%,二级分支缝平均为13.23%;各级裂缝中流量分布比例主要受总流量大小影响,流量越大,主裂缝中流量占比越高,分支缝中流量占比越低,其次依次为支撑剂粒径、压裂液黏度和砂比。通过研究形成了一套多级裂缝内流量分布规律评价方法,揭示了各级裂缝内流量分布规律,为认识裂缝、优化压裂设计方案提供了依据。
渤海油田油井酸化返排液固悬物含量分析
邹剑, 黄利平, 赵鹏, 杨淼, 高尚
2020, 37(4): 536-540. doi: 10.3969/j.issn.1001-5620.2020.04.022
摘要:
针对渤海油田油井酸化返排液简易处理后回注造成的回注井堵塞问题,分析了渤海油田现场三口油井酸化返排液的固悬物含量,并通过改变酸碱环境,进一步分析了酸碱环境对酸化返排液中固悬物含量的影响。实验表明,不同单井、单井不同返排周期返排液中固悬物含量差异明显,酸碱环境对固悬物含量影响很大,加碱中和后的酸化返排液中会产生大量的Fe(OH)3沉淀。室内填砂管动态驱替实验表明,去浮油后的pH值为1~2的酸化返排液,不会对填砂管造成明显堵塞。现场施工过程中,酸化返排液应避免加碱中和,同时使用盐酸体系降低返排液pH值,可有效减少返排液中固悬物含量,降低回注井近井堵塞风险。