| PRD射孔液在渤海湾大斜度井的应用 |
随着渤海湾的油气资源的进一步开发,大斜度井越来越多,在大斜度井射孔作业中经常出现卡射孔枪的事故,不仅影响了作业的效率,还使得后续处理非常困难,从而造成巨大的经济损失。在旅大4—2平台的A1lh井完井中,首次采用PRD射孔液,使得卡枪的风险减少,安全顺利地完成作业;而后,通过后期破胶作业,解除对地层的封堵,油井投产后产液量可观,这为以后在大斜度井射孔作业中采用新的技术措施起到了示范作用。
1 PRD射孔液的使用要求、性能及其组成 1.1 常规PRD钻井液常规的PRD钻井液是无黏土相的,作为钻开液使用时,可以最大限度地降低固、液相对所钻开储层的损害。它是由聚合物增黏提切剂、降滤失剂和对储层孔喉具有暂堵作用的特殊粒子组成的胶体体系,克服了改型钻开液中黏土粒子对储层的损害口[1]。它能快速地形成弱凝胶结构,流变性独特,表观黏度低、低剪切速率黏度高,切力与时间无依赖性,具有良好的悬浮携砂能力,能够减少钻开液对井壁的冲蚀,还能有效地阻止固、液相侵入储层,起到稳定井壁、保护储集层的作用,适用于水平井的钻进和井眼清洁;对环境的适应能力较强;抗温、抗盐、抗剪切;即使在高温的情况下,也具有优异的悬浮性、润滑性和抑制性;失水小,形成的滤饼很薄,易于清除,对储层的损害小。这一体系的主要组成为:淡水或过滤海水+0.1%NaOH+0.3%Na2CO3+2%PF-FLO CAT+3%PF-JLX+1.0%PF—VIS。
1.2 PRD射孔液的组成作为射孔液其组成为:过滤海水+0.7%PF— VIS+2.0%PF-FLOCAT。利用PF—VIS及PF—FLOCAT在射孔段形成暂堵薄膜,加上它所形成的弱凝胶流变性独特:表观黏度低、动塑比高,低剪切速率黏度高,能稳定井壁、保护储集层,防止地层出砂及漏失,减少了卡枪的风险,在大斜度井射孔作业中保证了射孔枪顺利地起出。与常规PRD钻井液相比去掉了NaOH,Na2CO3,PF-JLX,降低了射孔液的pH值,减少了对储层的污染及使用成本。
1.3 PRD射孔液的破胶PRD射孔液封堵射孔段后,起到了较好的暂堵效果,可是,如果不进行破胶作业将降低储层的渗透率,影响油井的产能。通过岩心实验验证了破胶液对PRD射孔液的解堵效果。图 1为PRD射孔液经JPC破胶液破胶后的岩心渗透率曲线,图 2为PRD射孔液封堵后的岩心渗透率曲线,通过对比可以发现PRD射孔液较好地保护了储层[2]。
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| 图 1 经过JPC破胶后岩心的渗透率恢复曲线 |
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| 图 2 有经过破胶的岩心渗透率恢复曲线 |
从这两种曲线可以看出:不进行破胶而直接使用隐形酸完井液完井,测得的岩心渗透率恢复值只有30%左右,这是因为PRD射孔液的一些高分子聚合物,进入地层后会对地层产生一定的堵塞[3]。因此,只有通过JPC破胶液对PRD射孔液中的高分子材料进行降解,才能有效恢复地层的渗透率,达到保护储层的目的[4]。
2 旅大4—2油田概况旅大4—2油田位于渤海辽东湾海域辽西凹陷中段,东侧紧靠辽西低凸起,西侧呈缓坡向辽西凹陷过渡,主要含油层系为东营组东二下段。根据铸体薄片、扫描电镜及录井资料等分析,储层的岩石类型主要为细粒岩屑长石砂岩,储层储集空间以粒间孔为主。东二下段主要为湖相三角洲沉积,储层物性为高孔中渗,孔隙度一般分布在23%~31%,渗透率主要为(50~1 000)× 10-3μm2。油层的声波时差范围为104~109μm/ft,储层较为疏松,需要防砂。该油田A1lh井斜较大,油层段井斜80.4~87.7°,该井的套管程序如下:Φ508 mm隔水导管×108.92 m+Φ339.7 mm表层套管×300.7 m+Φ244.5 mm技术套管×1 533.5 m+Φ177.8 mm尾管(自1 383 m至2 249 m)。
3 现场完井施工工艺旅大4—2.A11h井Φ215.9 mm井眼为末层井段,其中下Φ177.8 mm套管固井,完井作业中下人Φ127 mm射孔枪射孔,射孔结束起枪过程中,无遇卡、遇阻现象,顺利地将射孔枪起出射孔段,保证了作业的安全;防砂管柱下入到位后顶替破胶液,将射孔段的PRD解堵,保证储层的高渗透率。
3.1 刮管并替入射孔液下人刮管洗井管柱:Φ152.4 mm牙轮钻头(不装水眼)+Φ 177.8 mm套管刮管器+Φ88.9 mm加重钻杆+Φ88.9 mm钻杆,在射孔段及上下外扩各30 m刮管三次,用海水大排量正循环洗井直至NTU小于80;反循环替入10 m3套管清洗剂在套管环空内上下顶替三遍,继续洗井直至NTU小于30。开始替人PRD射孔液,保证覆盖至射孔段以上100 m、以下20 m,排量控制在1 000 L/min以内,防止排量太大出现紊流,导致PRD射孔液混浆太多。将管柱起出,在射孔段控制起钻速度,保证PRD射孔液的稳定性。
3.2 射孔作业下入Φ127 mm射孔枪,校深以确定位置正确,环空加压点火,枪响后将射孔枪起出射孔段,期间无遇阻、遇卡显示,表明PRD射孔液对地层具有较好的封堵作用。然后,通过坐封RTTS封隔器,进行负压放喷作业,解除射孔对底层的污染,观察到井口返出大量气体,上提解封封隔器,反循环工作液压井至井口返出无原油及天然气,测得井筒漏失量为零,证明PRD射孔液有较好的封堵作用。
3.3 防砂作业下人浮鞋(Halliburton Float shoe)+Φ114.3 mm短盲管+Φ83 mm密封筒+Φ114.3 mm/ 20/40目梯级优质筛管,将防砂管柱下人到位,正循环1.03 g/cm3完井液将PRD射孔液顶替出井口,继续正循环隔离液+破胶液+隔离液,使破胶液覆盖射孔段,进行破胶作业。因破胶液具有较强的氧化性,对PRD射孔液具有很强的降解作用,可以去除封堵在井壁上的泥饼,保证地层的连通性,解除对地层孔喉的封堵口[5]。等待6 h完成破胶作业后(表 1所示为破胶时井内的漏失量),正循环完井液将破胶液顶替出井口,继续循环至井内返出干净。
| 表 1 破胶记录 |
3.4 下入生产管柱及返排状况
A11h井下人Lando井下压力计监测地层压力及温度,下人潜油电泵机组+Φ88.9 mm单流阀+Φ88.9 mm泄油阀+Φ88.9 mm油管+Halliburton “X”型坐落接头+过电缆封隔器十Φ88.9 mm油管+井下安全阀+Φ88.9 mm油管。在下生产管柱作业中,保持井筒液面,灌入井筒的工作液经过2μ过滤芯子过滤,以防止对地层的固相污染。
A11h井投产后产液量大大超过配产(表 2),产量十分可观,说明通过破胶作业,完全解除了射孔液对地层的封堵,实现了油流的正常流动。
| 表 2 投产时的相关数据 |
4 结论
(1) 大斜度井射孔作业一直是渤海油田作业的难点,采用普通隐形酸射孔液,卡枪的风险很高,一旦卡枪会招致后期的处理非常复杂,耽误正常的油井投产,造成巨大的经济损失。PRD射孔液所具备的低失水及对地层的暂堵作用,稳定了井壁,减少射孔作业中地层的出砂,保证射孔枪的顺利起出,对比投产后的生产数据,说明通过降解破胶很好地恢复了地层的流通性,PRD射孔液在旅大油田的成功应用,为以后大斜度井安全、顺畅地进行射孔作业提供示范作用。
(2) 因地层的胶结强度不同,在这些地层的完井作业中,可根据现场作业实际需要配置相应的PRD射孔液。
| [1] |
谢克姜, 胡文军, 方满宗. PRD储层钻井液技术研究与应用[J]. 石油钻采工艺, 2007, 29(6): 99-100. |
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马美娜, 许明标, 王昌军, 等. 有效降解PRD钻井液的低温破胶剂JPC室内研究[J]. 油田化学, 2005, 22(4): 289-291. |
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张钧, 余克让, 等. 海上油气田完井手册[M]. 北京: 石油工业出版社, 1998: 425-430.
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王斌, 王伟. 油水同层储层完井试油技术探讨[J]. 科技信息, 2007(23): 376-378. |
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程鑫桥, 舒福昌, 李蔚萍, 等. 一种用于PRD钻井液的缓释破胶剂[J]. 钻井液与完井液, 2010, 27(1): 33-34+37. |
2014, Vol. 34



