兩性離子聚合物泥漿的推廣應(yīng)用

1、兩性離子聚合物泥漿的推廣應(yīng)用1996年3月?lián)P爭(zhēng),口袖第10卷第2期兩性離子聚合物泥漿的推廣應(yīng)用?可一塑監(jiān)堂整趙善波李劍/(河南石油勘探局.k,摘要兩掛離子泉寺糟fa-367和xy一27是拈并液強(qiáng)押制性處理剝.經(jīng)在河南油田和塔王未油田的推廣應(yīng)月l表明,fa一367,xy一27蔓配體系抑制性強(qiáng),能有救地抑制芘頁(yè)巖米化膨脹和木化分散,且fa一367包被絮凝能力較強(qiáng),降游失艘果量著;xy一27剪切稀釋性好.試拈并液體系鼻有用藥量少,堆護(hù)處理簡(jiǎn)單,滿滑性好.無(wú)毒無(wú)污染等優(yōu).最.能夠提高機(jī)械鉆速,降低并輕擴(kuò)太前言聚臺(tái)物泥漿的使用,大大降低了泥漿中周相和亞微米顆粒的含量,為提高鉆速節(jié)約鉆井成本創(chuàng)造了良好的條

2、件.但還存在結(jié)構(gòu)力強(qiáng),泥餅質(zhì)量差,抑制泥頁(yè)巖地層膨脹分散和造漿能力較差等缺點(diǎn).后來(lái)使用的pac系列聚臺(tái)物泥漿體系,屬于陰離子聚合物,它在降低泥漿結(jié)構(gòu)力的同時(shí),又削弱了大分子主聚合物處理劑對(duì)泥頁(yè)巖鉆屑的包被抑制能力.為了克服這個(gè)矛盾,在年代末9o年代初研究,試驗(yàn),發(fā)展形成了一種新型聚臺(tái)物泥漿體系一兩性離子型聚合物泥漿體系.該體系由兩性離子聚合物包被劑fa-367和兩性離子聚臺(tái)物降粘切劑xy一27組成.fa一367抑制泥頁(yè)巖水化膨脹分散能力較強(qiáng),降濾失效果顯著;xy一27對(duì)泥頁(yè)巖分散性較弱,且降粘切效果較好.其作用機(jī)理是:兩性離子聚合物的分子鏈中含有有機(jī)陽(yáng)離子基團(tuán)和陰離子基團(tuán),陽(yáng)離子基團(tuán)以靜電方式

3、快速且強(qiáng)烈吸附于帶負(fù)電的粘土粒子表面,中和了粘土表面部分負(fù)電荷,并形成致密包被,從而有效地抑制粘土的水化分散.陰離子基團(tuán)水化形成水化基團(tuán),而大量水化基團(tuán)又形成致密水化膜,從而使包被膜增厚,同時(shí)又減弱粘土顆粒的絮凝趨勢(shì),增強(qiáng)體系的穩(wěn)定性.由于xy-27分子量小,被優(yōu)先吸附,因此xy一27在增強(qiáng)抑制性的同時(shí),又表現(xiàn)出高效降粘作用.兩性離子孳合物泥漿的推廣應(yīng)用1993年6月至1994年6月,我們應(yīng)用該泥漿體系在河南油田順利鉆完77口井,其中何撮童工程師.1959年生?1981年畢業(yè)于蘭州石油學(xué)撞化學(xué)分析專業(yè)-兩性復(fù)合離子絮臺(tái)物泥漿的研究1993年獲石油天然氣總公司科技進(jìn)步一等凳.發(fā)表論文兩篇,其中河

4、南油田三口大斜度多目拆井的泥裳技術(shù)杖黃目gpctroleumabatracts收錄.現(xiàn)任鉆井公司泥漿站站長(zhǎng).地址:河南南陽(yáng)郵編:473132電話:(0377)3835162一加哥,口20003000m的中深井12口;在塔里木油田順利鉆完5000泥漿性能全部達(dá)到設(shè)計(jì)要求.其泥漿性能見(jiàn)表1,2.表1兩性離子暴臺(tái)物泥漿性能匯總表!堡6500m的深井3口,全井施工井井探泥漿性能水眼密度漏牯失水塑粘屈服值初切終切粘度導(dǎo)(i-l1)(pa)(pa)(rnpa(窖crn3)(s)(ml1(rapa?s)(pa)t617721d8105112243860806154100520401o04.2101下2o21

5、951121,162850557.510206121.04.030s.0461】.f東i824701051.加3o645.57.012227153060501105010趙1821941101.2528455.0651425518103.02.0705.6】1:s131322581041.1722365.08.o716411052.040804.810eb24420021.091182868507.0822715205.03010.05.51】.!南4424101091243168456.010258182.070301204210b1263570113一】323270507.0122s920

6、30604013044l11b23325501041.192850456061651】i205.03.0805.4】12b236285010812025605.06582071620602.0i】o4.4i】.!南4724521081.1530656.580102581830604010.05810.c趙1922241311625454.06.08226161.5402o804311表2塔里木油田3口井泥漿性能匯總表井導(dǎo)y3dh446yh302備注井別預(yù)操井開(kāi)發(fā)井評(píng)價(jià)井井探(m)651)t)618o5370密度(m)1051231107125i1351.68y一英買力地區(qū)謂牯(s)557541

7、)684560dh一東河螬地區(qū)失水(ml)3.555305.0204.0y1一牙啃地區(qū)塑牯(mpa.s)163016321235泥漿組成包括:般土,fa一367,xy屈服值(pa)6156301025靜切力(pa)z05.0/61115.01.04.5/3516.0206.0/616.0一27,高溫穩(wěn)定劑ph值8108】091太丹十處埋刑同含r%1101510141014般舍(e幾)304532383545水眼粘度(mpas)4010.0441105.0120摩阻系數(shù)0050.100.040.06004008hthp失水(me)81091169a一含量(mg,l】50024000l50ol24

8、80】8oo30000由表1可以看出,泥漿密度都在116左右,這主要是因?yàn)閒a一367和xy一27具有很強(qiáng)的抑制性,能夠抑制鉆屑水化分散,同時(shí)對(duì)鉆屑具有絮凝,包被作用,因此能夠較好地控制泥漿密度的上升.由表2可以看出.在這三口深井的施工中,泥漿性能穩(wěn)定,且滿足了井下需要其中yh302墮堂第2塑-何輾奎常洪超等:兩性離子聚合物泥漿的推廣應(yīng)用.4井在施工中,上部地層24504500m井段有多段高壓鹽水層,泥漿采用高密度聚臺(tái)物泥漿以平衡地層壓力,下部白堊系地層易垮塌,漏失,大段砂巖易縮徑,泥漿采取了加潤(rùn)滑劑潤(rùn)滑井壁.用堵漏劑封堵微裂縫,增大降濾失劑加量以降低泥漿濾失量,改善泥餅質(zhì)量等措施.使用效果1

9、.水眼粘度和井徑擴(kuò)大率降低,有利于高壓噴射鉆井和提高機(jī)械鉆速表3是河南油田使用兩性離子聚合物泥漿的井與使用pac系列泥漿的井諸參數(shù)對(duì)比情況.表3兩種體系的對(duì)比情況編井井深井徑擴(kuò)大率水眼牯度平均機(jī)械鉆泥漿體系號(hào)(m)(%)(mpas】速(m/h)南442410343421055,27fa一367,xy一1南38281150.57.5】4642pacnaanb236285031.54411.3520fa一3印,xy一272b230282044.47215.9493pnahpi趙】922235464.3l14351fa一36)(y一273趙162l176296.214.2323pacna盼n東182

10、47043550105335fa一367,xy一274東l629005377,2164309pacnahpan下2o21954544611.62.89fa一3印,xy一275下1735005977.515,22.75pacnahpan通過(guò)對(duì)比表明,使用兩性離子聚臺(tái)物泥漿比使用pac系列泥漿其平均井徑擴(kuò)大率降低12.4%:平均機(jī)械鉆速提高7,42%;水眼粘度降低10%左右.不僅滿足了高壓噴射鉆井的要求,充分發(fā)揮了鉆頭的水力破碎作用,而且提高了機(jī)械鉆速.表4是塔里術(shù)油田3口深井各項(xiàng)指標(biāo)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù).表4塔里木油田3口井各項(xiàng)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)寰木眼牯度機(jī)械鉆速鉆頭直徑井段井徑擴(kuò)大辛井導(dǎo)rn1pas)(m/h)(

11、mm)(m)r%)2165300608415.00y340l0o5231526084650013503【】f80047966.62dh44644110504216479661802400,3l121434550815yi-i3022t645505370764塔里木油田3口深井在同一地區(qū)的所有井中,其平均機(jī)械鉆速較高,鉆井周期較短,其中dh446井只用82天即鉆完井深6180m水眼牯度較低,適合高壓噴射鉆井;井徑擴(kuò)大率較低.井身質(zhì)量良好.42?,口油1996ff上滿足長(zhǎng)裸眼,雙且標(biāo),大斜度定向并的要求自1993年以來(lái),河南油田已經(jīng)鉆成了3li雙目標(biāo),大斜度定向井.b215井,井深2320m,最大

12、井斜38.;南44井,井深2410m,最大井斜38.7;南46井.井深1380m,最大井斜48.其泥漿體系均選擇了兩性離子型聚合物泥漿.這3li大斜度定向井施工順利.泥漿性能良好,均未發(fā)生由于泥漿因素引起的井下塌,卡,漏事故.通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)使用表明.兩性離子型聚合物泥漿攜巖性好,抑制能力強(qiáng).在較好的固控設(shè)備和加入適量潤(rùn)滑劑條件下,完全可以滿足大斜度定向井對(duì)泥漿的要求.3.減少了泥漿排放量.有利于環(huán)境保護(hù)由于fa一367和xy一27處理劑中臺(tái)有有機(jī)陽(yáng)離子基團(tuán),對(duì)泥頁(yè)巖鉆屑具有較強(qiáng)的包被,抑制水化膨脹分散的作用,在鉆井過(guò)程中用清水稀釋或配新漿量減少.據(jù)現(xiàn)場(chǎng)統(tǒng)計(jì),在河南油田,泥漿排放量比原來(lái)減少了13.塔

13、里木油田3li深井在施工中均未排放泥漿,這樣不僅減少了泥漿處理劑的浪費(fèi).縮短了配漿停等時(shí)間,降低了勞動(dòng)強(qiáng)度,而且還有利于環(huán)境保護(hù).現(xiàn)場(chǎng)泥漿的配制和維護(hù)處理1.現(xiàn)場(chǎng)泥漿的配制現(xiàn)場(chǎng)泥漿的配制是在預(yù)水化好的4%加堿膨潤(rùn)土敲水漿中加入0.1%的fa-367和0030%的xy一27,同時(shí)攪拌,循環(huán),性能達(dá)到設(shè)計(jì)要求即可循環(huán)入井(定向井需加入潤(rùn)滑劑).2.鉆井過(guò)程中泥漿的維護(hù)處理鉆井過(guò)程中一般將fa一367和xy一27按3:1的比例,在配藥罐中配成1%左右的水溶液,邊鉆進(jìn)邊細(xì)水長(zhǎng)流地加入泥漿中.根據(jù)不同地層和泥漿粘切的高低可按需要調(diào)整fa一367和xy一27的比例.一般上部地層由于造漿嚴(yán)重.泥漿粘切容易升

14、高,可增加xy一27的用量,fa一367和xy一27的比例可配成2:1.中下部地層不易造漿,泥漿粘切不易升高,可將fa一367和xy一27的比例配成4:1.若下部地層泥頁(yè)巖造漿減弱,泥漿粘切偏低,也可單獨(dú)用fa一367處理.若在淡水漿中加鹽(kci),應(yīng)首先在泥漿中加入足夠量的fa-367和xy一27,以降低泥漿的粘切,然后逐漸加入kci,粘切將升高,再適量加入xy一27以控制泥漿的粘切和濾失量.當(dāng)kci加量超過(guò)3%時(shí),可主要用fa一367調(diào)整泥漿性能.鉆遇大倉(cāng)房臺(tái)石膏團(tuán)塊地層,也可按上述加入ka的情況進(jìn)行處理.經(jīng)濟(jì)效益和杜會(huì)效益分析1993年6月至1994年6月在12li井推廣使用情況與19

15、92年度同一區(qū)塊,相同井別.同等深度的井進(jìn)行對(duì)比表明:1.兩性離子聚合物泥漿單位成本較pac系列降低4元n,12li井(平均井深2440m)共節(jié)約泥漿成本為12口2400m4元/m=12萬(wàn)元.2.與1992年相比,平均每li井縮短鉆井周期3天(3200m鉆機(jī)每天作業(yè)費(fèi)為9000元),12口井共節(jié)約資金為12li3天/li9000元,天=32萬(wàn)元.塑_l量塑三塑一塑塑查:!堅(jiān)蘭墮絲王塞宣塑塑整盟堡亡生旦?璺:兩項(xiàng)合計(jì)共電經(jīng)濟(jì)效益為44萬(wàn)元陽(yáng)眢陷滾動(dòng)勘探開(kāi)發(fā)的新領(lǐng)域一白云巖最油最此外,1993年與1992年相比,萬(wàn)米卡鉆率降低1.48%(1992年萬(wàn)米卡鉆率為1.015次;1993年為1.000次

16、);測(cè)井一次成功率提高10.87%(1992年測(cè)井一次成功率為70%,1993年為80.87%);這些指標(biāo)所帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益也是非?？捎^的.結(jié)論通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)77口井的使用,可得出如下結(jié)論:1.fa一367是目前大分子主聚合物中抑制泥頁(yè)巖水化膨脹分散能力最強(qiáng)的絮凝劑;xy一27是目前小分子輔助聚合物中對(duì)泥頁(yè)巖分散性最弱,且分散性不隨藥量增加而增加的降粘切,降濾失劑.2.經(jīng)對(duì)比,使用該種泥漿體系,水眼粘度可降低10%左右;平均機(jī)械鉆速可提高5%lo%:井徑擴(kuò)大率可降低1o%左右.3.該泥漿體系簡(jiǎn)單,用藥量少,便于現(xiàn)場(chǎng)施工管理.4.藥品水溶性好,藥效發(fā)揮陜,配方簡(jiǎn)單,加藥量少,降低了工人的勞動(dòng)強(qiáng)

17、度.5.泥漿流變性好,性能易控制,且泥餅薄韌光滑,濾失量低,摩阻小,泥漿潤(rùn)滑性好.6與pac系列處理劑配伍性好,且維護(hù)處理較pac簡(jiǎn)便.7.無(wú)毒無(wú)污染,有利于環(huán)境保護(hù).8.經(jīng)濟(jì)效益可觀,應(yīng)用前景廣闊.9.存在問(wèn)題(1)固控設(shè)備使用不好,影響藥效發(fā)揮.(2)該泥漿體系抗高溫能力較差,應(yīng)用于5000m以下深井時(shí),需加入高溫穩(wěn)定劑,潤(rùn)滑劑等.(3)該體系雖然具有一定的抗鈣,抗鹽污染能力,但還不能滿足實(shí)際工作中的需要,有待進(jìn)一步研究,試驗(yàn),提高其抗鈣抗鹽污染能力.科技(收稿19940912)(編輯李水備)一南采油工藝研究所改進(jìn)分測(cè)儀效果好本刊訊小直徑,高精度的jls025分層測(cè)試儀.是目前油田企業(yè)高含水開(kāi)發(fā)階段測(cè)試產(chǎn)液面的國(guó)產(chǎn)儀器.但因其模擬信