CN102533232A

CN102533232A - 无固相多功能完井工作液

Info

Publication number: CN102533232A
Application number: CN2010106021056A
Authority: CN
Inventors: 袁鹏; 窦家银; 刘欢; 刘德铸; 刘向明; 王宝兴; 张波; 齐海鹰; 刘占广; 张本芳; 万桂锋; 唐广杰; 芮松霞; 王萍
Original assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Current assignee: China Petroleum and Natural Gas Co Ltd
Priority date: 2010-12-13
Filing date: 2010-12-13
Publication date: 2012-07-04
Anticipated expiration: 2030-12-13
Also published as: CN102533232B

Abstract

本发明公开了一种无固相多功能完井工作液，属于油田化工领域。所述无固相多功能完井工作液所用原料是按以下重量份配比的：无机盐1-60份、防膨剂0.2-20份、增粘剂0.2-5份、降滤失剂0.2-5份、阻垢缓蚀剂0.2-2份、杀菌剂0.2-5份。本发明提供的一种无固相多功能完井工作液，同时具有压井、洗井、油气层保护以及套管防腐缓蚀的作用，满足了海上油气田作业对完井工作液多功能性的要求。

Description

无固相多功能完井工作液

技术领域

本发明涉及油田化工领域，特别涉及一种新型无固相多功能完井工作液。

背景技术

油气井钻井过程中，钻进时会对地层造成一定的损害，这些损害主要表现为钻井液侵入地层，泥浆滤液渗入，使生产层中的粘土成分产生膨胀或形成水锁效应；滤液中的化学处理剂与生产层的矿物成分产生胶状物或沉淀物；泥浆中的粘土的侵入，这些都会堵塞生产层的孔隙影响产量。因此，为了保证油气井获得最高的产量，在钻开低压或某些不明情况的生产层以前，必须更换钻完井液，使用保护生产层的专用钻完井液。

目前，钻完井液的种类较多，常用的钻完井液主要有三种：一种是清水或可溶性盐溶液，适用于一般裂隙性油气层；第二种是防塌性强的水基泥浆或油包水乳化泥浆，适用于水敏性易塌的油气层；第三种是油基泥浆，适用于对低压油气层。在油气田作业中，针对不同的油气层的特点选择适合的完井液。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：海上油田作业受场地、排污等条件的限制急需一种能满足钻完井、修井、射孔等多个生产工序，具有压井、洗井、并兼顾油气层保护的多功能完井工作液。现有完井液种类虽然很多，但大多功能单一，无法满足海上油气田作业对完井工作液多功能性的要求。

发明内容

本发明实施例的目的是针对上述现有技术的缺陷，提供一种无固相多功能完井工作液，该工作液同时具有压井、洗井、油气层保护以及套管防腐缓蚀的作用，满足了海上油气田作业对完井工作液多功能性的要求。

为了实现上述目的本发明采取的技术方案是：

一种无固相多功能完井工作液，所用原料是按以下重量份配比的：无机盐1-60份、防膨剂0.2-20份、增粘剂0.2-5份、降滤失剂0.2-5份、阻垢缓蚀剂0.2-2份、杀菌剂0.2-5份。

所述无机盐选自氯化钠、氯化钙以及氯化铯中的至少一种。

所述防膨剂选自氯化钾、聚季胺盐中的至少一种。

所述增粘剂选自黄原胶(XC)、羟乙基纤维素(HEC)以及羧甲基纤维素钠(CMC)中的至少一种。

所述降滤失剂选自聚阴离子纤维素(PAC)、改性淀粉以及羧甲基淀粉中的至少一种。

所述阻垢缓蚀剂为羟基亚乙基二膦酸类化合物配合咪唑啉类化合物。

所述杀菌剂选自季铵盐类杀菌剂。

所用原料是按以下重量份配比的：氯化钠1-20份、氯化钾0.2-2份、羧甲基纤维素钠(CMC)0.2-1.5份、聚阴离子纤维素(PAC)0.2-5份、阻垢缓蚀剂0.2-2份、季铵盐类杀菌剂0.2-5份。

所用原料是按以下重量份配比的：氯化钙10-60份、氯化钾0.2-2份、黄原胶(XC)0.5-2份、聚阴离子纤维素(PAC)0.2-5份、阻垢缓蚀剂0.2-2份、季铵盐类杀菌剂0.2-5份。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过改进完井工作液的配方，使完井工作液更适合海上油气田储层的特性，能够同时满足完井、射孔、修井等各类作业的工艺要求，并对作业过程中的油层起到保护作用，同时避免了管柱与工作液长期接触过程中所发生的管柱早期腐蚀。

附图说明

图1是本发明实施例1中提供的装置图。

图中：

1、清水罐，2、泵A，3、加药漏斗，4、泵B，5、搅拌器，6、泥浆罐，7、阀门，8、泵C。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

实施例1

1、多功能完井工作液的配制方法：

按原料配方称取无机盐1-60吨、防膨剂0.2-20吨、增粘剂0.2-5吨、降滤失剂0.2-5吨、阻垢缓蚀剂0.2-2吨、杀菌剂0.2-5吨；

参照图1，从清水罐1中抽清水100-300m³经过滤器过滤后，通过泵A2泵入到泥浆罐6中，在泵入清水的同时，通过加药漏斗3依次加入称取的无机盐1-60吨、防膨剂0.2-20吨、增粘剂0.2-5吨、降滤失剂0.2-5吨、阻垢缓蚀剂0.2-2吨、杀菌剂0.2-5吨，泥浆罐6中的搅拌器5对清水及加药漏斗3加入的药品进行充分搅拌，同时通过泵B 4进行循环，循环、搅拌4h后形成工作液，打开阀门7，将工作液通过泵C 8泵出，用于打捞、冲砂、射孔等多个工序。

2、典型原料配方的组成及性能、效果测试

表中数据为各配方原料与100份的清水混合后形成的工作液的性能参数；

表中API失水为美国石油协会制定的失水试验标准；

本发明实施例中的阻垢缓蚀剂为LH-I，是一种羟基亚乙基二膦酸类化合物配合咪唑啉类化合物，购买自盘锦秦隆科工贸有限公司，本发明实施例中的阻垢缓蚀剂也可以是其它阻垢缓蚀剂成品；本发明实施例中原料配方中的其它组成部分购买均购自盘锦泰隆科工贸有限公司。

(一)两组典型原料配方组成及其常规性能测定参数，详见表1。

表1典型工作液原料配方组成与性能表

(二)两组典型工作液体系即配方I、配方II的各种性能测试：

(1)、主要组分的高温稳定性，参照表2

表2高温稳定性测试数据

(2)、主要组分的高温腐蚀情况，参照表3

表3高温腐蚀测试结果

两例典型工作液的原料体系加入阻垢缓蚀剂后，对N80钢片的年腐蚀率均小于管材腐蚀率的部颁标0.076mm/a这个值。温度越高其腐蚀率越大，因此随着温度的升高，要相应增加阻垢缓蚀剂的用量。通常套管阻垢缓蚀剂的加量为0.5％～1.0％。

(3)、配伍性评价实验

入井流体	损害前渗透率10^-3μm²	损害后渗透率10^-3μm²	损害率％
				淡水	22.46	11.42	49.15
天然海水	19.38	6.21	67.96
				工作液	21.32	17.76	16.7

表4入井流体岩心伤害测试结果

通过实验计算得出，淡水对岩样的损害率为49.15％，天然海水对岩样的损害率为67.96％，本发明实施例的工作液对岩样的损害率16.7％，明显降低了对岩样的损害。

(4)、粘土膨胀实验

入并流体	岩心长度mm	膨胀值mm	膨胀率％
				淡水	11.5	1.37	11.91
天然海水	11.4	1.59	13.95
				工作液	11.5	0.26	2.26

表5入井流体与储层岩石膨胀测试数据表

通过实验得出本发明实施例的工作液的膨胀率均小于淡水和天然海水的膨胀率，说明本发明实施例的工作液具有较好的粘土膨胀抑制作用，即具有较好的油层保护作用。

(5)、工作液与原油乳化性能实验

配方I、配方II几乎没有乳化现象产生，因此本发明实施例的这两种工作液均可充当射孔液使用。本发明实施例的其他配方的工作液也具有该特性，配方I、配方II只是本发明实施例的两个示例配方，并不用于限制本发明。

(6)、毒性评价实验

该评价实验参照美国石油协会推荐的钻井液生物试验程序，以及美国材料与试验协会推荐的生物试验标准方法。实验液采用了配方I，把配方I工作液和海水配制成各种浓度的实验液。试验用生物选用北方海区及虾池中常见的甲壳类动物锯齿长臂虾，生物采回育养二周后，挑选体长3cm左右，健康活泼个体作为实验生物。实验时间为96小时。

实验结果表明，这种虾在工作液比例0.1～50.0％的水体中，四天存活率＞＞50％，说明工作液对锯齿长臂虾的96小时半致死浓度(96hLC50)大于500000ppm。根据国际公认96hLC50＞10000ppm属“实际无毒”的判断标准，可以初步认为这种工作液实际无毒，满足海洋毒性排放要求。

以上只列举了本发明实施例典型配方的性能、效果测试，但并不用于限制本发明，本发明实施例的其他配方同样具有类似测试结果。

本发明实施例提供的一种无固相多功能完井工作液，能够同时满足完井、射孔、修井等各类作业的工艺要求，并对作业过程中的油层起到保护作用，同时避免了管柱与工作液长期接触过程中所发生的管柱早期腐蚀。

对于海上油气田作业，目前，完井液的种类虽然多，但大多功能单一，在不同的工序需要重新配置不同的工作液，需要平台有大量的储存设施；大量的用后废液需要无害化处理后排海或船运陆地深度处理，增加了废液处理的难度，同时也加大了海上油气田的开发成本；常规的工作液固相含量高，与地层配伍性差，受海上油田储层地质条件的影响(水敏、盐敏等现象严重)，又易造成储层的二次伤害，直接影响油气井的正常开采。本发明实施例提供的无固相多功能完井工作液功能全面，实现了一液多用的目的，无需占用大量存储设施；无毒害，达到了海洋毒性排放要求，可以直接排放，节约了海上油气田开发的成本；无固相含量，与地层配伍性强，不会对储层造成二次伤害或者伤害极小，有利于油气井的正常开采。

实施例2

葵东103井于2006年8月完钻，第一次防砂时，封隔器卡瓦未座封，丢手后防砂管柱下落，造成井底落物。2007年5月葵东103井进行大修作业，作业周期为38天。

在泥浆舱中注入清水150m³，搅拌状态下加入NaCl6.5吨、KCl 3.2吨。在高速搅拌状态下，通过加药漏斗依次加入PAC 0.8吨、CMC 0.8吨、杀菌剂12470.8吨、阻垢缓蚀剂0.8吨。搅拌4h后，用于打捞、冲砂、射孔等多个工序。

在钻塞、冲砂过程中，工作液在井筒内多次停留在72h以上，循环出井筒时测量其温度在36℃，密度仍保持1.06g/cm³、粘度28mpa·s。射孔投产后，日产液80m³，含油20t，达到了预期目标。工作液体现了良好的稳定性和流变性，具有良好的油层保护效果。

实施例3

葵东1-H1井是辽河海上葵东区块第一口水平井，2007年完钻。该井地层压力较高，采用的是筛管完井方式，水平段筛管部位存有大量高粘度油层保护剂。2008年8月进行完井施工，完井过程中新型无固相多功能完井工作液表现出良好的性能。开始替泥浆时，遇井内高压气体，并伴有地渗显现。配制高密度、高性能工作液，边压井、边放喷。控制住了放喷过程。

整个完井施工，设计使用密度1.20g/cm³的工作液280m³。其作用于替钻井泥浆，压井，射孔等各环节中。经过反复循环洗井，将水平段的油层保护剂成功替出。

共计使用清水280m³、CaCl₂ 56吨、KCl 6.7吨、XC 1.7吨、PAC 1.7吨、阻垢缓蚀剂1.7吨、杀菌剂1227 1.7吨，完井工作液的具体配置方法参照实施例1。完井后试油，日产液245m³，达到了预期目标。

实施例4

P1井采用的是射孔完井方式。

整个完井施工，设计使用密度1.12g/cm³的工作液180m³。其作用于替钻井泥浆，压井，射孔等各环节中。

共计使用清水180m³、NaCl 20吨、KCl 1吨、CMC 1.5吨、PAC 2吨、阻垢缓蚀剂2吨、杀菌剂1427 3吨。投产后，日产液90m³，含油26t，达到了预期目标。工作液体现了良好的稳定性和流变性，具有良好的油层保护效果。

实施例5

P2井采用的是射孔完井方式。

整个完井施工，设计使用密度1.11g/cm³的工作液160m³。其作用于替钻井泥浆，压井，射孔等各环节中。

共计使用清水160m³、CaCl₂ 15吨、KCl 10吨、XC 2吨、PAC 5吨、阻垢缓蚀剂0.5吨、杀菌剂1227 4吨、杀菌剂1247 1吨。投产后，日产液80m³，含油25t，达到了预期目标。工作液体现了良好的稳定性和流变性，具有良好的油层保护效果。

实施例6

H2井采用的是防砂完井方式。

整个完井施工，设计使用密度1.21g/cm³的工作液300m³。其作用于替钻井泥浆，压井，射孔等各环节中。

共计使用清水300m³、CaCl₂ 60吨、KCl 20吨、XC 1吨、PAC 2.5吨、阻垢缓蚀剂2吨、杀菌剂1227 2.5吨。投产后，日产液90m³，含油32t，达到了预期目标。工作液体现了良好的稳定性和流变性，具有良好的油层保护效果。

实施例7

H3井采用的是防砂完井方式。

整个完井施工，设计使用密度1.09g/cm³的工作液150m³。其作用于替钻井泥浆，压井，射孔等各环节中。

共计使用清水150m³、NaCl 10吨、KCl 2吨、CMC 1吨、PAC 5吨、阻垢缓蚀剂1吨、杀菌剂1427 5吨。投产后，日产液87m³，含油30t，达到了预期目标。工作液体现了良好的稳定性和流变性，具有良好的油层保护效果。

实施例8

N3采用的是裸眼完井方式。

整个完井施工，设计使用密度1.05g/cm³的工作液100m³。其作用于替钻井泥浆，压井，射孔等各环节中。

共计使用清水100m³、NaCl 5吨、KCl 0.2吨、CMC 0.2吨、PAC 0.2吨、阻垢缓蚀剂0.2吨、杀菌剂1227 0.2吨。投产后，日产液87m³，含油30t，达到了预期目标。工作液体现了良好的稳定性和流变性，具有良好的油层保护效果。

实施例9

N4井采用的是裸眼完井方式。

整个完井施工，设计使用密度1.04g/cm³的工作液120m³。其作用于替钻井泥浆，压井，射孔等各环节中。

共计使用清水120m³、CaCl₂ 5吨、KCl 0.2吨、XC 0.5吨、PAC 0.2吨、阻垢缓蚀剂0.2吨、杀菌剂1427 0.2吨。投产后，日产液89m³，含油28t，达到了预期目标。工作液体现了良好的稳定性和流变性，具有良好的油层保护效果。

实施例10

Z1井采用的是射孔完井方式。

整个完井施工，设计使用密度1.08g/cm³的工作液210m³。其作用于替钻井泥浆，压井，射孔等各环节中。

共计使用清水210m³、CsCl 5吨、聚季胺盐-7 8吨、HEC 5吨、改性淀粉3吨、阻垢缓蚀剂1.5吨、杀菌剂1227 0.3吨、杀菌剂1427 0.2吨。投产后，日产液88m³，含油27t，达到了预期目标。工作液体现了良好的稳定性和流变性，具有良好的油层保护效果。

实施例11

Z2井采用的是射孔完井方式。

整个完井施工，设计使用密度1.07g/cm³的工作液180m³。其作用于替钻井泥浆，压井，射孔等各环节中。

共计使用清水180m³、CsCl 3吨、NaCl 5吨、聚季胺盐-39 5吨、HEC 2吨、CMC 1吨、羧甲基淀粉1吨、阻垢缓蚀剂0.5吨、杀菌剂1227 2吨。投产后，日产液85m³，含油27t，达到了预期目标。工作液体现了良好的稳定性和流变性，具有良好的油层保护效果。

实施例12

Z3井采用的是防砂完井方式。

整个完井施工，设计使用密度1.09g/cm³的工作液210m³。其作用于替钻井泥浆，压井，射孔等各环节中。

共计使用清水210m³、CaCl₂ 4吨、NaCl 3吨、KCl 5吨、聚季胺盐-22 4吨、XC 2吨、CMC 2吨、羧甲基淀粉2吨、PAC 2吨、阻垢缓蚀剂0.5吨、杀菌剂1427 2吨。投产后，日产液88m³，含油28t，达到了预期目标。工作液体现了良好的稳定性和流变性，具有良好的油层保护效果。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种无固相多功能完井工作液，其特征在于，所用原料是按以下重量份配比的：无机盐1-60份、防膨剂0.2-20份、增粘剂0.2-5份、降滤失剂0.2-5份、阻垢缓蚀剂0.2-2份、杀菌剂0.2-5份。

2.根据权利要求1所述的无固相多功能完井工作液，其特征在于，所述无机盐选自氯化钠、氯化钙以及氯化铯中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的无固相多功能完井工作液，其特征在于，所述防膨剂选自氯化钾、聚季胺盐中的至少一种。

4.根据权利要求1所述的无固相多功能完井工作液，其特征在于，所述增粘剂选自黄原胶、羟乙基纤维素以及羧甲基纤维素钠中的至少一种。

5.根据权利要求1所述的无固相多功能完井工作液，其特征在于，所述降滤失剂选自聚阴离子纤维素、改性淀粉以及羧甲基淀粉中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的无固相多功能完井工作液，其特征在于，所述阻垢缓蚀剂为羟基亚乙基二膦酸类化合物配合咪唑啉类化合物。

7.根据权利要求1所述的无固相多功能完井工作液，其特征在于，所述杀菌剂选自季铵盐类杀菌剂。

8.根据权利要求1所述的无固相多功能完井工作液，其特征在于，所用原料是按以下重量份配比的：氯化钠1-20份、氯化钾0.2-2份、羧甲基纤维素钠0.2-1.5份、聚阴离子纤维素0.2-5份、阻垢缓蚀剂0.2-2份、季铵盐类杀菌剂0.2-5份。

9.根据权利要求1所述的无固相多功能完井工作液，其特征在于，所用原料是按以下重量份配比的：氯化钙10-60份、氯化钾0.2-2份、黄原胶0.5-2份、聚阴离子纤维素0.2-5份、阻垢缓蚀剂0.2-2份、季铵盐类杀菌剂0.2-5份。