無固相壓井液體系介紹PPT學習教案

1、會計學1無固相壓井液體系介紹無固相壓井液體系介紹 一、常規(guī)壓井液存在問題一、常規(guī)壓井液存在問題 在鉆井、試油氣、修井等作業(yè)過程中經(jīng)常發(fā)生壓井液完井液漏失、氣侵和儲層敏感性傷害、井下腐蝕等情況，從而對儲層保護、井筒工具保護以及作業(yè)安全提出了更高的要求，目前常規(guī)壓井液在應用中主要存在以下問題：在鉆井、試油氣、修井等作業(yè)過程中經(jīng)常發(fā)生壓井液完井液漏失、氣侵和儲層敏感性傷害、井下腐蝕等情況，從而對儲層保護、井筒工具保護以及作業(yè)安全提出了更高的要求，目前常規(guī)壓井液在應用中主要存在以下問題： 高含高含 COCO2 2、H H2 2S S氣藏的強腐蝕性；氣藏的強腐蝕性； 針對儲層埋藏深、超高溫高壓地層沒有適

2、合的壓井液；針對儲層埋藏深、超高溫高壓地層沒有適合的壓井液； 熱穩(wěn)定性差、漏失嚴重，污染地層；熱穩(wěn)定性差、漏失嚴重，污染地層； 配伍性差、固相污染引入二次傷害；配伍性差、固相污染引入二次傷害； 常規(guī)使用常規(guī)使用ClCl- -、 CaCa2+2+、壓井液，造成壓井液，造成鹽腐蝕、儲層污染；鹽腐蝕、儲層污染； 冬季高寒地區(qū)壓井液的防凍問題；冬季高寒地區(qū)壓井液的防凍問題；第1頁/共29頁 一、常規(guī)壓井液存在問題一、常規(guī)壓井液存在問題 壓井液按照固相含量可分為泥漿壓井液、低固相壓井液、無固相壓井液三種，目前油田現(xiàn)場普遍使用的是泥漿壓井液、低固相壓井液，在應用中均不能有效的解決儲層污染的問題，在常規(guī)無固

3、相壓井液中的因加重劑引入了大量的壓井液按照固相含量可分為泥漿壓井液、低固相壓井液、無固相壓井液三種，目前油田現(xiàn)場普遍使用的是泥漿壓井液、低固相壓井液，在應用中均不能有效的解決儲層污染的問題，在常規(guī)無固相壓井液中的因加重劑引入了大量的ClCl- -、 CaCa2+2+從而造成壓井液在酸性環(huán)境下從而造成壓井液在酸性環(huán)境下腐蝕嚴重且高溫性能不穩(wěn)定、漏失量大腐蝕嚴重且高溫性能不穩(wěn)定、漏失量大的問題，同時也沒有更好的適用于超高溫高壓天然氣儲層的壓井液體系。的問題，同時也沒有更好的適用于超高溫高壓天然氣儲層的壓井液體系。第2頁/共29頁 二、體系研發(fā)依據(jù)二、體系研發(fā)依據(jù) 避免固相污染，研究應用新型無固相的

4、壓井液；避免固相污染，研究應用新型無固相的壓井液； 高溫高壓地層，研究應用耐溫達到高溫高壓地層，研究應用耐溫達到180 180 的壓井液；的壓井液； 高寒地區(qū)作業(yè)，研究應用適用于低溫環(huán)境下防凍的壓井液；高寒地區(qū)作業(yè)，研究應用適用于低溫環(huán)境下防凍的壓井液； 酸性氣藏，研究應用無酸性氣藏，研究應用無ClCl- -、 CaCa2+2+的壓井液，抗氣侵且避免設備腐蝕；的壓井液，抗氣侵且避免設備腐蝕；研發(fā)思路研發(fā)思路第3頁/共29頁 二、體系研發(fā)依據(jù)二、體系研發(fā)依據(jù) 適合高含適合高含 COCO2 2、H H2 2S S強腐蝕性氣體的酸性氣藏；強腐蝕性氣體的酸性氣藏； 與地層巖性配伍性好，滲透率恢復值達到

5、與地層巖性配伍性好，滲透率恢復值達到80%80%以上；以上； 與地層流體相容，抗甲烷、與地層流體相容，抗甲烷、 COCO2 2、H H2 2S S氣侵氣侵 低腐蝕，保護井下管柱和工具。低腐蝕，保護井下管柱和工具。 密度可調且快捷，密度在密度可調且快捷，密度在1.56g/cm1.56g/cm3 3內(nèi)可調；內(nèi)可調； 針對超高溫高壓地層，密度可達到針對超高溫高壓地層，密度可達到1.80g/cm31.80g/cm3 在高溫高壓下性能穩(wěn)定，耐溫達到在高溫高壓下性能穩(wěn)定，耐溫達到180 180 ； 濾失量小，不高于濾失量小，不高于20ml20ml；第4頁/共29頁三、測試實驗三、測試實驗體系評價-配伍性配

6、伍性評價水質水質粘度粘度mPa.mPa.s s外觀外觀備注備注蒸餾水蒸餾水2626清清 體系評價以比重為1.3g/cm3為準北京自來水北京自來水2626清清 大港配液水大港配液水2727清清 大港地層水大港地層水3131清清 3%3%氯化鈣溶液氯化鈣溶液2929清清 8%8%氯化鈣溶液氯化鈣溶液3131稍渾稍渾 第5頁/共29頁三、測試實驗三、測試實驗體系評價-腐蝕性第6頁/共29頁三、測試實驗三、測試實驗體系評價-腐蝕性腐蝕的成因：一、壓井液中Cl-、Ca2+可在金屬表面形成化學微電池反應，從而加速對金屬的點蝕，但反應較慢，持續(xù)多年才可見其危害。最終使井下工具使用壽命縮短，最后只能更新處理；

7、二、二氧化碳腐蝕（1）CO2分壓的影響：在氣井中，當CO2分壓大于0.21Mpa時將發(fā)生腐蝕，分壓小于0.021Mpa時腐蝕可忽略不計，在低流油井和凝析氣井環(huán)境中，當CO2分壓高0.1MPa，通常是腐蝕環(huán)境；（2）流速的影響：高速流動時流體導致CO2腐蝕產(chǎn)物FeCO3膜的破損，致使新鮮的金屬界面暴露在腐蝕介質中，遭受流體強烈的沖刷和腐蝕。高流速將影響緩蝕劑作用的發(fā)揮，當流速高于10m/s時，緩蝕劑不再起作用，因此，通常是流速增加，腐蝕率提高；第7頁/共29頁三、測試實驗三、測試實驗體系評價-腐蝕性腐蝕的成因：三、溫度的影響：在60以下時，碳鋼表面生成的是少量松軟且不致密的FeCO3膜，此時腐蝕

8、為均勻腐蝕；在100左右，腐蝕速率增大，腐蝕產(chǎn)物較厚但還很疏松，此時形成深坑狀或環(huán)狀腐蝕，在高于150的溫度條件下，由于生成致密且附著力極強的FeCO3膜，腐蝕基本能阻止。所以含CO2腐蝕，由于溫度的影響常常發(fā)生在井的某一深處；四、硫化氫腐蝕：介質中含有液相水和H2S，濃度越高，應力腐蝕引起的腐蝕越容易發(fā)生。一般發(fā)生在酸性溶液中，PH值小于6時，容易發(fā)生應力腐蝕破裂，腐蝕環(huán)境溫度為0-65度；第8頁/共29頁三、測試實驗三、測試實驗測試實驗-腐蝕性腐蝕速度g/m2.h備注N80現(xiàn)場水0.4524150條件下加緩蝕劑現(xiàn)場水與完井液對不同鋼材的腐蝕對比上排為完井液介質；下排為現(xiàn)場水介質壓井液0.0

9、332P110現(xiàn)場水0.3725壓井液0.0218超級13Cr現(xiàn)場水0.0008壓井液0.00063Cr現(xiàn)場水0.0753壓井液0.0178 N80 P110 13Cr 3Cr第9頁/共29頁三、測試實驗三、測試實驗對巖心傷害極低，滲透率恢復值可達到95第10頁/共29頁三、測試實驗三、測試實驗ADYJ無固相壓井液檢驗報告無固相壓井液檢驗報告該體系性能完善，熱穩(wěn)定性能良好，能夠很大程度的保護油氣儲層，是一種理想的壓井完井液體系。第11頁/共29頁 四、四、ADYJ無固相壓井液體系無固相壓井液體系第12頁/共29頁1、適用于高溫（、適用于高溫（180）高含）高含CO2氣藏的氣藏的ADYJ-壓井液

10、壓井液技術特點 u 密度在密度在1.56g/cm1.56g/cm3 3內(nèi)可調；內(nèi)可調；u 不含氯離子及重金屬離子，相溶性好且避免了鹽腐蝕；不含氯離子及重金屬離子，相溶性好且避免了鹽腐蝕；u 具有良好的流變性具有良好的流變性，摩阻和壓力損失低；，摩阻和壓力損失低；u 熱穩(wěn)定性能突出，且配伍性好，尤其適用于高溫、高礦化度地層；熱穩(wěn)定性能突出，且配伍性好，尤其適用于高溫、高礦化度地層；u 較低的濾失量與良好的抑制性能，能夠有效地防止膨脹，穩(wěn)定井壁；較低的濾失量與良好的抑制性能，能夠有效地防止膨脹，穩(wěn)定井壁；u 體系無固相，對地層傷害極小，避免對儲層的二次污染；體系無固相，對地層傷害極小，避免對儲層的

11、二次污染；u 良好的抗高溫緩蝕性能，良好的抗高溫緩蝕性能， 保護井下金屬工具。保護井下金屬工具。 四、四、ADYJ無固相壓井液體系無固相壓井液體系第13頁/共29頁四、四、ADYJ無固相壓井液體系無固相壓井液體系技術指標u 密度：密度： 1.00 g/cm1.00 g/cm3 31.56g/cm31.56g/cm3u 耐溫耐溫: 180 ;: 180 ;u pH pH值：值： 7 7 9 9；u 粘度：粘度： 10mPa.s 10mPa.s 50mPa.s; 50mPa.s; u 濾失：濾失： 10ml;10ml;u 巖芯滲透恢復率：巖芯滲透恢復率：80%80%；u 腐蝕速率：腐蝕速率： 0.

12、03g/m0.03g/m2 2h h；u 相對膨脹率：相對膨脹率：10%10%第14頁/共29頁四、四、ADYJ無固相壓井液體系無固相壓井液體系2、適用中高溫（、適用中高溫（140）油氣井的）油氣井的ADYJ-壓井液壓井液u 密度在密度在1.301.30內(nèi)可調；內(nèi)可調；u 常規(guī)無機鹽加重；常規(guī)無機鹽加重；u 與增粘、降濾和防膨劑配合后與增粘、降濾和防膨劑配合后具有良好的流變性具有良好的流變性和防濾失性和防濾失性u 配制工藝簡單，適用于低含配制工藝簡單，適用于低含CO2CO2油氣藏；油氣藏；技術特點 第15頁/共29頁四、四、ADYJ無固相壓井液體無固相壓井液體系系性能指標 u 密度：密度： 1

13、.00 1.00 1.30g/cm31.30g/cm3u 耐溫耐溫: 140 ;: 140 ;u pH pH值：值： 7 7 9 9；u 粘度：粘度： 10mPa.s 10mPa.s 30mPa.s; 30mPa.s; u 濾失：濾失： 30ml;30ml;u 巖芯滲透恢復率：巖芯滲透恢復率：80%80%；u 腐蝕速率：腐蝕速率：0.1g/m20.1g/m2h h；u 相對膨脹率：相對膨脹率：18%18%；第16頁/共29頁四、四、ADYJ無固相壓井液體無固相壓井液體系系3 3、適用于冬季高寒氣溫的、適用于冬季高寒氣溫的ADYJ-IIIADYJ-III壓井液壓井液采用多種有機鹽和無機采用多種有

14、機鹽和無機鹽復合加重，能夠使密鹽復合加重，能夠使密度為度為1.31.3壓井液在零下壓井液在零下3030度的氣溫下進行配液度的氣溫下進行配液、儲存和施工，適應高、儲存和施工，適應高寒地區(qū)壓井施工。本圖寒地區(qū)壓井施工。本圖表顯示了這三種鹽水的表顯示了這三種鹽水的冷凍和結晶溫度曲線。冷凍和結晶溫度曲線。有機有機ABCD第17頁/共29頁四、四、ADYJ無固相壓井液體系無固相壓井液體系有機鹽水加重劑屬于自然增重型，有機鹽水加重劑屬于自然增重型，單價液體，有機鹽單價液體，有機鹽A A的飽合密度可的飽合密度可達達1.30 g/cm1.30 g/cm3 3，有機鹽，有機鹽B B的密度可的密度可達達1.57

15、g/cm1.57 g/cm3 3，而有機鹽，而有機鹽C C的最大的最大密度可高達密度可高達2.3g/cm2.3g/cm3 3, ,且配伍性好且配伍性好，性能完善。，性能完善。4、高比重抗高溫無固相壓井液、高比重抗高溫無固相壓井液ADYJ-IV有機鹽A有機鹽B有機鹽D高比重有機鹽D溶液第18頁/共29頁配液日期施工井號密度（g/cm3）用量（m3）12月6日昌30井1.242404月6日長深1-31.172004月19日長深2井1.232305月15日長深6井1.241005月20日海44井1.07405月29日星121井1.22405月29日長深4井1.241006月1日長深6井1.24506

16、月7日長深2井1.24806月10日長深4井1.2206月28長深6井1.24507月1日昌34井1.21807月2日長深6井1.24508月4日長深8井1.21009月13日長深4井1.309010月2日紅M平1井1.082010月2日長深4井1.2130已在吉林油田應用近百井次已在吉林油田應用近百井次，包含深井、淺井、高含二，包含深井、淺井、高含二氧化碳氣井氧化碳氣井適用范圍：適用范圍：完完井、壓裂、射孔、試完完井、壓裂、射孔、試氣、修井。氣、修井。第19頁/共29頁五、現(xiàn)場應用五、現(xiàn)場應用 昌昌3030井位于伊通盆地岔井位于伊通盆地岔路河斷陷的梁家構造帶西南端路河斷陷的梁家構造帶西南端。

17、 永二段：永二段：a a 17%17%；K Ka a5858mDmD ，中孔，中孔高滲型儲層（地區(qū)）；高滲型儲層（地區(qū)）；奢嶺組：奢嶺組：a a 10.5%10.5%，K Ka a10.610.6mDmD ，中孔中孔高滲型儲層（地區(qū)）。高滲型儲層（地區(qū)）。 壓力系數(shù)壓力系數(shù) 1.06-1.141.06-1.14地層溫度地層溫度 70 70 d dr r0.73670.7367，CHCH4 475.94%75.94%， N N2 22.59%2.59%， COCO2 2 0.25%0.25%。昌昌30井井 第20頁/共29頁五、現(xiàn)場應用五、現(xiàn)場應用壓井目的：配合射孔聯(lián)作測試后作業(yè)投產(chǎn)壓井目的：配

18、合射孔聯(lián)作測試后作業(yè)投產(chǎn)壓井方式：反循環(huán)壓井方式：反循環(huán)壓井深度：壓井深度：2190.44m2190.44m。壓井液類型：壓井液類型：ADYJ-ADYJ-壓井液密度：壓井液密度：1.24 g/cm1.24 g/cm3 3備用壓井液：備用壓井液：159 m159 m3 3 實用壓井液：實用壓井液： 9090 m m3 3 施工過程：壓井、拆井口、全井試壓、封隔施工過程：壓井、拆井口、全井試壓、封隔器解封、起下射孔測試管柱、換井口、下投產(chǎn)管器解封、起下射孔測試管柱、換井口、下投產(chǎn)管柱、安裝井口。柱、安裝井口。 投產(chǎn)后抽吸出井內(nèi)壓井液體后，天然氣噴出投產(chǎn)后抽吸出井內(nèi)壓井液體后，天然氣噴出，日產(chǎn)氣，日

19、產(chǎn)氣8.38.3萬方，日產(chǎn)油萬方，日產(chǎn)油1212方，達到預計產(chǎn)方，達到預計產(chǎn)能。能。壓井液經(jīng)歷了起下管柱、試壓等環(huán)節(jié)，沒有漏失，在井下留存壓井液經(jīng)歷了起下管柱、試壓等環(huán)節(jié)，沒有漏失，在井下留存時間累計時間累計35天，性能穩(wěn)定，沒有漏失傷害地層，投產(chǎn)后達到預天，性能穩(wěn)定，沒有漏失傷害地層，投產(chǎn)后達到預計產(chǎn)能。計產(chǎn)能。振擊器振擊器下旁通接頭下旁通接頭油管油管托筒托筒RTTSRTTS封隔器封隔器伸縮短節(jié)伸縮短節(jié)減震器減震器起爆器起爆器射孔槍射孔槍上旁通接頭上旁通接頭油管油管配合接頭配合接頭LPR-NLPR-N閥閥RDRD安全循環(huán)閥安全循環(huán)閥放樣閥放樣閥RDRD循環(huán)閥循環(huán)閥RDRD取樣器取樣器液壓旁通

20、閥液壓旁通閥第21頁/共29頁五、現(xiàn)場應用五、現(xiàn)場應用 長深長深4 4井對井對185185層進行射孔和大型壓裂措施層進行射孔和大型壓裂措施 地層壓力系數(shù)：地層壓力系數(shù)：1.151.15； 地層溫度：地層溫度：140 140 ； 井底壓力：井底壓力：47.79MPa47.79MPa，4248.15m4248.15m； 該井產(chǎn)氣主要為二氧化碳，該井產(chǎn)氣主要為二氧化碳，其含量平均其含量平均98.9%98.9%； 長深長深4井井 第22頁/共29頁五、現(xiàn)場應用五、現(xiàn)場應用 壓井目的：配合起下壓裂管柱后完井投產(chǎn)壓井目的：配合起下壓裂管柱后完井投產(chǎn) 壓井方式：反循環(huán)壓井方式：反循環(huán) 壓井深度：壓井深度：4

21、320 m4320 m 壓井液類型：壓井液類型：ADYJ-ADYJ- 壓井液密度：壓井液密度：1.3 g/cm1.3 g/cm3 3 實用壓井液：實用壓井液：96 m96 m3 3 施工過程：壓井、起原井壓裂管柱、下刮削洗井管施工過程：壓井、起原井壓裂管柱、下刮削洗井管柱、下可取式完井管柱、裝井口、投球、座驗封封隔器柱、下可取式完井管柱、裝井口、投球、座驗封封隔器、拆鉆臺、裝采氣樹、用緩蝕劑替噴井內(nèi)壓井液、放噴、拆鉆臺、裝采氣樹、用緩蝕劑替噴井內(nèi)壓井液、放噴試采。試采。投產(chǎn)后抽吸出井內(nèi)壓井液體后，天然氣噴出，投產(chǎn)后抽吸出井內(nèi)壓井液體后，天然氣噴出，6mm6mm油油嘴油壓嘴油壓7MPa7MPa，

22、日產(chǎn)氣，日產(chǎn)氣1212萬方，達到預期產(chǎn)量。萬方，達到預期產(chǎn)量。 滑套封隔器S13CR油管2根變扣接頭剪切球座篩管坐落短節(jié)長深4井管柱示意圖長深長深4井井 第23頁/共29頁五、現(xiàn)場應用五、現(xiàn)場應用 該井為二氧化碳氣井，施工期間由于天氣、下測試工具、封隔器坐封、下連續(xù)油管、地面測試、關井等原因，壓井液長時間滯留井下該井為二氧化碳氣井，施工期間由于天氣、下測試工具、封隔器坐封、下連續(xù)油管、地面測試、關井等原因，壓井液長時間滯留井下3030余天，在余天，在140140度的溫度下，經(jīng)受住了二氧化碳氣侵，性能仍能保持穩(wěn)定，保證了作業(yè)安全和投產(chǎn)施工的順利進行。度的溫度下，經(jīng)受住了二氧化碳氣侵，性能仍能保持穩(wěn)定，保證了作業(yè)安全和投產(chǎn)施工的順利進行。長深長深4井井 第24頁/共29頁五、現(xiàn)場應用五、現(xiàn)場應用紅紅崗崗油油氣氣田田黑黑帝帝廟廟油油層層紅紅G G+ +7 7- -0 02 22 2紅紅1 13 3井井油油藏藏剖剖面面圖圖 紅崗構造為一典型的長軸背斜紅崗構造為一典型的長軸背斜，開發(fā)目的層主要為嫩江組黑帝廟，開發(fā)目的層主要為嫩江組黑帝廟油氣層和明