废弃钻井泥浆调剖技术在高浅北区的应用研究.pdf

石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0 年 1 2 月第 3 2 卷第 6 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 D e c ． 2 0 1 0 V o 1 ． 3 2 N o ． 6 废 弃钻 井泥 浆调 剖技术在 高浅北 区的应 用研 究 曹亚 明 ，孙桂 玲 ，张瀚夷 ，赵海林 冀东油田 钻采工 艺研究院， 河北唐山0 6 3 0 0 0 薛 建兴 冀 东油田陆上作 业区， 河北唐山0 6 3 2 0 0 付治军 冀东油田 钻采工 艺研究院， 河北唐山0 6 3 0 0 0 [ 摘要]冀东油 田每年钻 井产 生废弃 泥浆约 2万吨，废 弃泥浆 中含 有多种有 害物质 ， 目前 处理废 弃泥浆主 要是掩埋 、焚烧 等方法，处理 费用高 ，而且 产 生的废物 也会污 染周 围环境。从 油 田需求 出发 ，以 降低 调 刮成本 和减 少环境污染为 目的，对废 弃泥 浆的组 成、粘度 、粒 径分布 等物性 进行测 定，通过 室 内试 验研 究调剖剂配方，经过加入适 当的添加 剂，制成 无机颗 粒型调 剖剂 ，具 有 良好 的封堵 能力 和悬浮 性，先后 在 高浅 北 区 2 口调 剖 井 上 进 行 了废 弃 泥 浆 调 剖 的先 导 性 试 验 ，有 4 口对 应 油 井 见 到 调 剖 效 果 ，含 水 9 8 降 至 9 6 ， 累 计增 产 原 油 3 6 2 t 。 [ 关键词]废 弃泥浆；钠土；调剖剂 ；大孔道 ；吸水剖 面 [ 中图分类号]TE 3 5 7 [ 文献标识码]A [ S t 章编号 ]l 0 0 0 9 7 5 2 2 o 1 o 0 6 0 2 9 1 一o 3 冀东 油 田经过 多轮 次调 剖 ，调剖 剂用 量越来 越 大 ，调剖 成本 也 随之增 加 。通过 室 内分 析 ，废 弃钻 井 泥浆 中 的粒度 组成 与油 田现用 的无机 调剖 剂 的颗粒 组成极 为 相似 ，经 过处 理后 ，其 物性 得 到改变 ，成 为 良好 的无 机颗粒 调 剖剂 ；既 可以 减轻对 周 周环境 的 污染 ，又 可用 于调 剖作业 ，降低 调剖 成本 。 1 废弃钻井泥浆物性分析 水基钻 井 泥浆 的成分 主要 有 大钾 、铵 盐 、 自由水 络 合 剂 、烧 碱 、聚 阴离 子纤 维 素 、成 膜 封 堵 剂 、 润湿反 转剂 、润 滑剂 、稀 释剂 等成 分_ 1 ] 。样 品取 自南 堡 油 田的 NP 1 1 - B 3 一 X 3 0 8井 ，外 观 为 灰 黑 色 乳状 液 ，p H 值 7 --8 ，密 度 1 ． 2 5 g ／ c m。 ，粘 度 9 0 0 mP aS 。室 内进 行 了组 分 分 析 ，平 均 含水 6 7 ． 6 ％ ，含 油 3 ． 7 ，固相 含量 2 8 ． 3 。 1 ． 1 室 内除杂质试 验 废 弃水基 钻井 泥浆 中的 固相 主要 有钙 土 、重 晶石 和大量 地层 岩 屑 。为 了满足 现场 注人 要求 ，将 废弃 钻井 泥浆 中 的重 晶石和 粒径 较大 的地层 岩 屑除 去 ， 以防止对 注入 泵造 成磨 损 。施 工现场 配 备 了旋 转 离心 机和 振动 筛 ，经过处 理 后 的废 弃 钻井 泥浆 ，能 够达 到 现场 调 剖 要求 。室 内试 验 用 8 0 0型 试 验用 离 心 机 ， 模拟 施T 现场 的泥 浆处 理系 统 ，转速设 定 为 3 0 0 0 r ／ mi n ，运 行 5 mi n ，比重 和粒 径 较 大 的重 晶石 、岩 屑 ， 通过 离心 力作 用 ，从 泥 浆 巾甩 出来 。去除 杂质后 的泥浆 ，测 定 固相含 量 为 1 0 左 右 。 1 ． 2粒 度分 析 去除杂 质后 的水 基 泥浆 用 激 光 粒 度 分 析 仪 测 得 固相 颗 粒 的 粒 度 分 布 j 。测 量 结 果 是 粒 径 中 值 1 1 ． 6 4 F m；粒 径峰 值 1 0 ～3 0 F m；粒 径小 于 2 0 0 F m 的 占 9 0 以上 。 1 ． 3 水 基 泥浆 粘度 分析 试 验表 明 ，水 基 泥浆具 有 触变性 ，静 止 2 h后 ，粘度 增 大到 1 2 5 0 mP a S ，现场 泵入 较 困难 ；但经 过 搅拌 器搅 拌后 ，粘 度会 随搅 拌 时 间延 长 而下 降 ，最 终 粘 度 为 8 5 0 mP as 左 右 时 不再 有 变 化 。施 _T粘 度应 满 足小 于 3 0 0 mP a S的要求 ，所 以施 工 时 ，应 加 水稀 释 ，以 降低粘 度 。 [ 收稿 日期]2 o 1 00 5 2 1 [ 作者简介]曹亚 明 1 9 7 2一 ，男 ，1 9 9 5 年西南石 油大学毕业 ，高级工程师 ，工程硕士 ，现主要从事三次采油方面的研究工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 石油天然气学报 江汉石油学院学报 2 0 1 0年 1 2 月 图 1为水 基 泥浆 与不 同 比例 的水 混合 后 的粘度 变化 曲线 。水 基 泥浆 与一定 量 的水混 合后 ，粘度 下 降很快 ，考虑到加水稀释后 ，会降低泥浆的固相含 量 ，施工 现场 一般 根据 实 际 需要 ，加入 0 ． 2 5 ～0 ． 5 倍体积的水。 1 ． 4泥浆造 壁性 分析 水基 泥浆 中一 些 聚阴离 子纤 维素 等添 加剂 ，能 够促 使 泥浆形 成泥 饼 ，防止 泥浆 进入 地层 ，这对 后 续调 剖施 工有 不利 影 响 ，会 产生 注入 压力 升高或 注 不进 的情 况 。 目前 采取 加水 稀释 的方 法来 抑制 泥浆 造壁 ，防止在 井壁 处形 成堵 塞 。 1 ． 5 水基泥浆的悬浮性 室 内 将 水 基 泥 浆 与 水 分 别 按 31 、21和 1 1 的比例混合 ，观察是否有沉淀发生。结果见表 1 。 由表 1 可 见 ， 由于水 基 泥 浆 与 水 混 合后 会 发 生 沉淀 ，所 以必须使用悬浮剂 。否则施工过程中，由 于沉 降速 度快 ，会 发生 埋死 油层 的危 险 。 ∞ 枢 2 废弃钻井泥浆调剖体系室内试验研究 泥浆与水比例 图互 水基泥浆与不同比例的水混合粘度变化曲线 表 1 与不同比例的水混合后完全沉淀的时间 泥浆与水 比例 完全沉淀时 间／ h 2 ． 1 废 弃钻 井 泥浆调 剖体 系 的研制 室 内试验 选择 了 3种悬 浮剂 ，分 别为 C MC 、聚丙 稀 酰 胺 和钠 土 ，来 验 证它 们 对 水 基泥 浆 的悬浮 能 力。室内分别配制钠土体系 钠土浓度 4 ～6 ，水基泥浆 5 0 ％ ；聚丙烯酰胺体系 聚丙烯酰胺浓 度 o ． 4 ，水 基 泥浆 5 o ；C MC体 系 C MC浓度 2 ～4 ，水基 泥 浆 5 0 。试验 结果 见表 2 。由表 2可见 ，C MC体系悬浮性差 ，2 h后体系明显分层 。钠土体系和聚丙烯酰胺体 系悬浮性较好 ，1 O h后体 系有 微 小分层 。虽然钠 土体 系 和聚丙 烯酰 胺体 系都 能满 足 条 件 ，但 考 虑 到 聚丙 烯 酰胺 的 固相 含量 较 低 ， 故选 择 钠土体 系作 为悬 浮 剂 ，即 4 ～6 的钠 土体 系 水 基泥 浆 5 O 。 表 2悬 浮 性 试 验 列 表 2 ． 2封堵 性能 试验 将 普通 白石 英粉 用分 析筛 分成 0 ． 1 2 ～0 ． 1 5 、0 ． 1 5 ～O ． 2 5 、0 ． 2 5 ～0 ． 3 5 mm 等 3个 粒 径 范 围 ，洗 净 、 烘干 ，按不 同配 比装 入 内径 2 5 mm、长 l O O mm 的 不锈 钢岩 心 筒 中 ，制 成 具 有 不 同 渗 透率 的人 造 岩 心 。 实验 室 内混 合 相 同体 积 的 固相 含 量 为 1 0 的水 基 泥浆 和 5 的钠 土 ，充 分 搅 拌 4 5 mi n ，制 成 泥 浆 调剖 剂 ，以进行 岩 心封堵 性 能评价 试验 6 ] 。试 验结 果见 表 3 。 表 3 改 性 水 基 泥 浆 调 剖 剂 岩 心 驱 替 试 验 数 据 岩心编号 堵前渗透率／ m 堵后渗透率／ m 堵塞率／ 突破压力／ MP a 9 5 ． 4 6 9 6 ． 6 O 9 6 ． 1 3 9 6 ． 2 2 8 ． 51 9 ．1 3 9 ． 8 9 1 O ． 2 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 3 2卷第 6期 曹亚 明等 废 弃钻井泥浆调剖技术在高浅北 区的应 用研 究 由表 3可看 出 ，改性 泥浆 调剖 剂封 堵率 均 大 于 9 5 ，突破 压 力较 高 、达 8 ． 5 MP a以上 ，能满 足 注 水 井调 剖 的需要 。 3 废弃钻井泥浆调剖剂现场试验 3 ． 1施 工 工 艺 用罐 车将 废弃 钻 井泥浆 从 钻井 现场 运 至处 理 厂 ，经 过振 动 筛和 离 心 机处 理 后 的 泥浆 运 至 施 工现 场 ， 卸入 1 5 m。 的搅拌 罐 中 ，按 配方 加入 钠 土等 添加 剂 。循环搅 拌 ，以 8 ～1 0 m。 ／ h速度 注入 地层 中 。 3 ． 2调 剖 效果分 析 2 0 0 9年 ，对高 浅北 2口水井 G1 1 5 9井 ，GX 7 ～ 3井 进行 了废 弃钻 井 泥 浆 调 剖 的现 场 试 验 。其 中 GX 7 3井是 冀东 油 田第 一 口废 弃钻井 泥 浆调 剖井 ，设 计处 理量 较 小 ，为 7 3 0 m。 。该 井 于 2 0 0 9年 8月 l 3 日施工 ，对 应油井 见 效不 明显 。 G1 1 5 9井设 计处 理量 为 1 2 8 0 m。 ，实 际注入 2 1 0 0 m。 ，设计 钠土 浓度 为 4 。在 施工 中 ，根据 实 际情 况 ，钠 土浓度 升 至 8 ％，施工 压力 上升 了 3 MP a ，吸水 剖 面得到 明显 的改 善 。结果 见 表 4 。 表 4 G1 1 5 - 9井 调 剖 前 后 吸 水 剖 面 变 化 由表 4可知 ，调剖 前后 G1 1 5 9 井 的 吸水剖 面发 生 了 明显 变化 ，一个 高 吸水 层 1 6号 相 对 吸水 量 得 到 了抑 制 ，低吸 水层 1 5 号 相 对 吸水量 得 到提 高 。有 4口对 应 油井 见 效 ，累计增 产 原 油 3 6 2 t ，其 中油 井 G1 0 4 5 C P 1 4井 ， 日产油 平均 由 5 ． 3 t 上 升至 7 t ，含水 由 9 8 ％下 降至 9 6 ％。 4 结 1 2 前 景 。 论 废 弃泥 浆经 过处 理后 作为 调剖 剂 ，用 于注水 井调 剖 ，在技 术上 是 可行 的 ，工艺上 是 成功 的 。 废 弃调 剖泥 浆技术 增 油降水 效 果 明显 ，并有 显 著 的经 济效 益 和 社会 效 益 ，具 有 广 泛 的推 广 应 用 3 体 系配 方还需 要不 断 完善 、优 化 ，进 一 步 的提 高各项 性 能 ，使 得成 本更 低 ，处理 泥 浆 的量 更 大 ， 对 高渗 层封 堵 的有效 期和 封堵 率进 一步 提高 ，调 剖效 果更 好 。 4 对废 弃泥 浆 的无害 化处 理 ，解决 了外 排造 成 的 环境 污染 问题 ，节 约 了处 理 费用 ，同 时起 到 提 高 采 收率 的作用 ，为油 田综 合治理 、降低 生产 成本 提供 了一 项新 的技 术措 施 ，对油 田环 保和 开发 均具 有较 为重要 的双 重意 义 。 [ 参 考文 献] [ 1 ]董仕 明，王平全 ，陈志勇 ，等 油气 田钻井废弃泥浆处理技 术 [ J ]．天然气工业，2 0 0 8 ，2 8 2 8 7 8 9 ． [ 2 ]毛飞跃 ，邓建 国 ．钻井废弃泥浆无害化处理及工艺要求 [ J ]．中国西部科技 ，2 0 0 8 ， 2 8 3 7 ． [ 3 ]孙 健 ．江汉油 田污泥调剖技术的试验研究 _ J ]．江汉石油学院学报 ，2 0 0 3 ，2 5 2 1 0 1 ～l O 2 ． [ 4 ]黄汉 仁，杨坤鹏 ，罗平亚 ．泥浆工艺原理 I M]．北京 石油工业出版社 ，1 9 9 0 ． [ 5 ]席凤岭 ，王东升 ，张艳辉 ，等 ．活性污泥调剖剂的研制及 在岔河 油田的应用[ J ]．油 田化学 ，1 9 9 8 ， 6 1 2 o ～1 2 3 ． [ 6 ]沈光伟 ．含油污泥深度调剖剂的研制及应用[ J ]．石油与天然气化工 ，2 0 0 3 ， 1 1 3 8 1 ～3 8 3 ． [ 编辑] 萧雨 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m