西江油田防砂筛管与钻井液配伍性研究.pdf

石油天然气 学报 江汉石油 学院学报2 0 1 3 年 1 o 月 第 3 5 卷 第 1 o 期 J o u r n a l o f Oi l a n d G a s T e c h n o l o g y J ． J P I O c t ． 2 0 1 3 V o 1 ． 3 5 N o ． 1 0 2 8 1 西江油 田防砂筛管与钻井液配伍性研究 金勇 ，许明标 ，王晓亮 ，陈毅 长江大学石油工程学院， 湖北武汉4 3 0 1 0 0 [ 摘要] 西江油田进 入 中后期开发 ，储层物性条件发 生变化 ，且 在完井过 程 中容易 出砂 ，必须要 下筛管进 行挡砂。针对西江油 田在下筛管 后的生 产过程 中 出现 油流受 阻，产量 下降，油层 出砂等 问题，研 究 了西 江油 田现有 的钻井液 以及钻 井液 与防砂筛管的配伍、 性 ，提 出了适合西江油 田的钻井液体 系和 防筛管 。 [ 关键词]钻井液 ；防筛 管；配伍 性 [ 中图分类号]T E 2 5 4 ． 1 [ 文献标志码]A [ 文章编号]1 0 0 0 9 7 5 2 2 0 1 3 1 0 0 2 8 1 0 4 在油田开发过程 中经常会遇到 出砂 的问题 ，油井 出砂会影响采油速度和油气采收率 ，严重时甚至造 成井壁坍塌 、套管损坏 ，乃至油井报废 。影响油层出砂的因素有地质因素和工程因素 ，地质因素是指砂 岩颗粒的大小及形状 、岩矿的组成 、沉积相 、构造应力、胶结物类型及胶结程度 、储层敏感性 、油层压 力 、润湿性 、压实情况、流体性质及分布等 ；工程因素包括开采因素和完井因素 ，这些因素在多数情况 下受工程活动控制，包括生产压差 、液体流动速度 、多相流动及相对渗透率 、毛细管作用力 、含水变 化 、完井 类 型 、井 深结 构 、生 产工艺 等口 ] 。在 开采 过程 中对 钻井 液 的选择 以及 防砂 筛管 的选 择是 影 响 出 砂和控制出砂的重要因素 ，因此有必要对钻井液与防砂筛管的配伍性进行研究。 西江油田开发现状 西江油 田群到 目前 已经有近 2 O年的生产历史 ，其开发采用的是水平井钻井技术 。水平延伸井和油 层钻井均采用麦克 巴的油基钻井液进行作业。 目前 ，在采用油基钻井液钻井并配合水平井裸 眼下筛管完 井后 ，出现了一些 问题 ，主要表现在两个方面一是油流受阻 ，产量下降；二是油井出砂较为严重 。 2 西江油田防砂筛管与钻井液配伍性室内研究 为了让试 验结果 更接 近现 场实 际情况 ， 室内采用地层散砂模型来模拟最恶劣情况下 的地层出砂规律 图 1 ，即生产后井眼垮塌 的情 况 ，根据 油 田生 产 实 际 ，该 试 验 的生 产 压差 选定 在 0 ． 5 MP a 左 右 。 2 ． 1室 内研 究装 置及 方法 室内首先 根据各层 位 的粒 径分析 结果 ， 配制模 拟 地 层 的 散 沙 模 型 ，装 入 试 验 装 置 的 缸 体 内 压 实 ，分 别 选 取 3 0 0 、 2 5 0 、 2 0 0 、 1 5 O m 规 格 的 筛 网，使 用 标 准 盐 水 模 拟 1 0 0 0 、2 0 0 0 、3 0 0 0 m。 ／ d的 流量 下进 行驱 替 图1 试验原理图 [ 收稿日期]2 0 1 3一O 9一 o 4 [ 作者简介] 、 金勇 1 9 8 7一 ，男 ，2 0 1 1年大学毕业 ，硕士生 ，现主要从事钻 完井方向的学 习与研究工作 。 缸体 流 量计 集砂桶 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油 天然 气工程 2 0 1 3 年 1 O 月 8 h ，将驱 替 出的沙子 烘干 后称重 并折 算为年 出砂 量 。 2 ． 2 P R D与 P R O - F L O钻 井液体 系 油基钻井液作为前期采用 的体系 ，已经取得了很好的应用效果 ，由于油基钻井液体系中含有沥青类 降滤失剂 ，封堵剂等一些颗粒性的封堵材料 ，一方面会对储层造成伤害，另外一方面在通过筛管时造成 影响 。无 固相钻 井液 体系作 为水 平井 的主要 钻井液 体 系 ，在 海上 油 田得到 了大量 的应 用 ，并 取得 了较 好 的效果 。室 内评 价 了 P R D和 P R O F L O这 2种无 固相 钻井 液体 系 。 2 ． 2 ． 1 P R D钻井液 体 系 P R D钻井液是一套具有优异悬浮携带性能的钻井液 ，由天然高分子 流型调节剂 协同构成 ] 。P R D 体 系 的特 点 1 表观黏 度低 、动塑 比高 、低 剪切速 率下 黏度 高 。 2 悬浮携 砂 能力较 强 。 3 具有优 异 的润滑性 和抑 制性 。 4 失水小 ，形成的滤饼很薄，裸眼完井时，通过破胶剂易于清除。 5 对储层的损害小 。 P R D钻井液体系的配方 1 0 0 ml 海水0 ． 1 5 g Na 2 C O 3 0 ． 2 g Na OH0 ． 7 g P F VI S 2 g P F F L O C AT3 ． 0 g P F J I X C 5 g J Q w Y 5 0 0目 氯化 钾 加重 到密 度为 1 ． 1 5 g ／ c m。 。基本 性 能测试 结 果如 表 l所示 。 ’ 表 1 P R D钻井液体系性能 注 为表观黏度 ； 为塑性黏度 ； V d 为动切力 ； N 、 N 3 分别为六速旋转黏度计 6 、3 r ／ rai n对应 的读值 ； 为初切力 ； “为终切力 VA P I 为 A P I 滤失量 ； Ra 。为动塑比。试验条件为 1 [ 】 ℃ ，热滚 1 6 h 。 2 ． 2 ． 2 P R O- F L O钻 井液体 系 P R O F I O钻井液体 系的配方 1 0 0 ml 海水 0 ． 2 g Na OH0 ． 1 5 g Na 2 C O3 0 ， 7 g F l o wz a n 2 ． O g MC S TAR CH 3 g J L X B 5 g J QwY 5 0 0目 氯化钾加重到密度为 1 ． 1 5 g ／ c m。 。基本性能测试结 果 如下表 2所 示 。 表 2 P R O - F L O钻井液体 系性能 注 试验条件 为 1 0 0 ℃ ，热滚 1 6 h 。 2 ． 3筛 网与钻 井液体 系配伍 性 室 内选 择 了 X J 2 4 3 2 X井 的 H1层 位 ，X J 2 4 1 1 X井 的 H1 1层 位 和 x J 3 o 一 2 2 X 井 的 HB层 位 的砂 样 ，分别与 P R D和 P RO ～ F L O钻井液体系进行配伍性研究 ，并研究 了对钻井液泥饼破胶后 的出砂规律 见 图 2 ～7 。 为 了能获取 较大 的流量 ，在 满足 出砂量 较小 的条件 下 ，应尽 量选择 孔径 较大 的筛 网 。由试 验结 果可 以看出X J 2 4 3 2 x井 H1层位选用 2 5 0 m筛 网时与 P RD钻井液体系配伍性最好；X J 2 4 1 1 X井 H1 1 层位选用 3 0 0 IT I 筛网时与 P RD钻井液体系配伍性最好 ；X J 3 0 2 2 x井 HB层位选用 1 5 0 m 筛网时与 P R D钻井液体系配伍性最好 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 5 卷第 1 O期 金勇 等 西江油 田防砂 筛管与 钻井液配伍性研究 2 8 3 e 3 0 0 -- 2 5 02 0 0 ttm 1 5 0 m l a I ． - ‘ 。 ‘ ／ ／ 一一 一 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 00 模拟水平井产量／ m d 。 ◆一3 O O m -一2 5 0 P ．．m J f b 2 0 0 岫 - * -1 5 o 岫l ， 一 ● ●， ／ ◆ ， r - _ 一 ●． _ _ 一一 -一■． _ - 1 0 00 2 0 0 0 3 0 0 0 模拟水平井产量／ m d 1 图 2 【 J 2 4 3 ‘ 2 X井 HI层加 P R D钻井液泥饼破胶前 a 与破胶后 b 模 拟产量与 出砂量的关系 『 3 0 0 帅 2 5 O l a - j A 2 0 0 P m_ * -1 5 0 P ．m J ， ／ ， ● 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 模拟水平井产量／ m d - 8 0 0 0 7 0 0 0 6 0 0 0 删5 0 0 0 鲁4 0 0 0 廿3 0 0 0 繁2 0 0 0 1 0 0 0 0 - j 3 0 0 IIm2 5 0 蛐1 ． b 1 ●一2 0 0 P m *一1 5 0 m J ／ ’ r l ／ ■一 一 I 一 、 ． 八 _ I 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 模拟水平井产量／ m d 图 3 X 3 2 4 - 3 2 X井 H1层加 P R O- F L O钻井液泥饼破胶 前 a 】与破胶后 b 】模拟产量与出砂量的关 系 2 0 0 0 1 5 0 0 删 鲁1 0 0 0 廿 辖5 0 0 0 I 二 l ／ ㈨ I 2 00 岫 一 15 0 IIm l／ ’ ／ 一 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 模拟水平井产量／ m d - I 3 0 0 I I m 2 5 0 II m l b I ■P 一 2 0 0 岫* 一 1 5 0 岫1 ． ／ ／ J 一 ／ _r _， 一 _ l O 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 模拟水平井产量／ m d 1 图 4 X J 2 4 - 1 - l X井 Hl l 层加 P R D钻 井液泥饼破胶前 a 与破胶后 b J模 拟产 量与出砂量 的关系 I _ ． ． 一3 o 0 帅2 5 O 岫 l a 】 l 1 卜2 0 fi u m - l一 1 5 0 t tm l ／ ／I 一 一 ． 一 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 模拟水平井产量／ m d 一 3 0 0 - 4 1 “ -- 2 1 5 0 1 u m 2ti ff 5 0 I／b 一 r_ 1 um I ／ ． l ／ l l | 一 ／ 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 模拟水平井产量／ m d 图 5 X J 2 4 - 1 1 X井 Hl l 层加 P R O - F L O钻 井液泥饼破胶前 a 与破胶后 b 模拟产量 与出砂量 的关 系 ∞∞∞∞∞∞∞0 ∞∞如∞加 暑 删豁丑廿琳辖 咖 咖 咖 咖 ㈣ ㈣ 0 7 6 5 4 3 a 暑 I／ 咖 丑 廿 鞲 ∞∞ ∞∞ ∞∞ ∞0 鲫 ∞蚰 ∞ 圳 删硷茁廿琳鞲 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 0 I， 哪桧钎 j 廿琳辖 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 0 咖诠习廿琳 ∞ ∞ ∞ ∞ ∞ 0 暑 删硷茸廿琳鞲 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 2 8 4 石 油天 然 气工程 2 0 1 3 年 1 O 月 6 0 0 0 5 0 0 0 4 0 0 0 3 0 0 0 2 0 0 0 1 0 0 0 0 l 。 ∞ 岫 2 。5 o , , I- I 2 0 0 n 1 一 ㈨ ● - ， 一 0 u 帅 l ，一 一／ r ／ r ／ l 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 模拟水平井产量／ m d I 3 0 0 蛐 2 5 0 帅 1 b l十 。 竺 J 0 r／ f／ r 一 、L一 ， 、 l O 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 模拟水平井产量／ f n l ，．d - 1 图 6 X J 3 0 2 - 2 X井 H B层加 P RD钻井液泥饼破胶前 a 与破胶后 b 模拟产量与 出砂量的关 系 l 3 0 0 1． _ ． - 2 5 o 胁 1 ． a l十 。 帅 。 岫。／ ／I 一 一 r ／ 一一一- 。 I ． 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 模拟水平井t l ／ m d I3 0 0 1 2 5 0 I Im l i i ▲ - b _ _ 1 一 。 。 坫 r／ -_ __ 一’ ， ‘ r ／ 1 0 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 模拟水平井产量／ m d 图 7 X ] 3 0 - 2 - 2 X井 HB层加 P R O - F L O钻 井液泥饼破胶前 a 与破胶后 b 模拟产量 与出砂量 的关 系 3 结论 1 西江油田采用 P R D无固相钻井液体系钻进效果更好 。 2 X J 2 4 3 2 X井 H1 层位选用 2 5 0 m筛网时与 P R D钻井液体 系配伍性最好 ；X J 2 4 1 1 X井 H1 1 层 位选用 3 0 0 m筛网时与 P R D钻井液体系配伍性最好；X J 3 O 一 2 2 X井 HB层位选用 1 5 0 m筛 网时与 P R D 钻井液 体 系配伍 性最好 。 [ 参考文献] [ 1 ]谭蓓 ．西江油田防砂筛 网与钻井液配伍性研究 [ D]．荆州 长江大学 ，2 0 1 2 ． [ 2 ]马美娜 ，许 明标 ，唐海雄 ，等 ．有效降解 P RD钻井液的低温破胶 剂 J P C室内研究 [ J ]．油 田化学 ，2 0 0 5 ，2 2 4 2 8 9 2 9 1 [ 3 ]徐守余 ，王宁 ．油层 出砂机理研究综述[ J ]．新疆地质 ，2 0 0 7 ，2 5 3 2 8 3 2 8 6 ． [ 编辑] 帅群 ∞∞∞∞∞∞∞0 ∞∞蚰∞ m ∞ 删 为廿琳鞲 嘲 蔼廿琳 ∞∞∞∞∞∞∞0 ∞∞∞∞∞m 暑 【／ 咖会田廿琳鞲 ∞∞∞∞ ∞∞∞0 加∞∞们 ∞ ∞ 删龠田廿琳 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m