完井液体系介绍

COPYRIGHT:泥浆塘沽基地20061泥浆塘沽基地系列培训教材完井液体系介绍完井液体系过滤海水NaCl盐水KCl盐水CaCl2盐水PDF-HTA完井液溴盐完井液甲酸盐完井液固化水堵漏压井液COPYRIGHT:泥浆塘沽基地20063隐形酸完井液体系PDF-HTACompletionFluidCOPYRIGHT:泥浆塘沽基地20064产生的背景在钻井、固井或压井、修井等作业过程中，在井筒液柱正压差的作用下，各种作业液中的固相微粒和液相不可避免会侵入储层。各种作业液之间，各种作业液与储层流体、矿物之间均存在一定的不配伍，容易造成储层损害，而且这种损害深度远远超过了射孔的深度，不可能用射孔的方法来解除，从而导致储层损害，降低油井产能。在长期的完井液和压井、修井液的实践中，基于腐蚀与防腐的工程技术出发，都是使用碱性pH值环境的完井液和修井液。这些工作液体系经过大量的研究可以做到储层的低损害，技术参数达到储层保护的要求，但是它不能解除和克服上述机理对储层已造成的损害，不能进一步的改善储层，达到油井增产的目的。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地20065隐型酸完井液国外各油公司在完井作业后，采用酸洗的方式来解除液相、处理剂和酸溶性暂堵剂对储层的损害。如果改变完井液和修井液的pH值环境为酸性，一方面改变了高价金属离子的存在环境，可以防止各种有机垢和无机沉淀的产生；另一方面，如果前期作业液中形成了有机垢和无机沉淀，可用酸性完井液和修井液来解除，而且对近井壁带的大分子、固相微粒和可酸溶性的储层矿物均可产生溶蚀作用，从而达到保护和改善储层的效果。实现了传统的保护储层的完井、修井液向改善储层的完井、修井液方向发展，达到投产增产的技术效果。隐型酸完井液体系是在传统的碱性完井液基础上发展起来的，是以工程性能为主，向以储层保护性能为主而研究完井液的认识观念的重大突破，也是从低伤害储层的完井液向改造储层的完井液发展的重大功能的突破。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地20066隐型酸完井液基本组成配制介质：过滤海水或过滤地热水。处理剂：粘土稳定剂（HCS）、隐型酸螯合剂（HTA）、缓蚀剂（CA101）、返排剂（PF-WD）密度调节剂：NaCl/KCl(1.01～1.20g/cm3)；PF-CONa/PF-COK(1.01～1.60g/cm3)；CaCl2(1.01～1.39g/cm3)；CaCl2/CaBr2(1.40～1.80g/cm3)；CaBr2/ZnBr2(1.81～2.30g/cm3)COPYRIGHT:泥浆塘沽基地20067粘土稳定剂的加量010203040506070809010001234HCS加量（%）防膨率（%）HCS在加量超过2%时防膨率趋于稳定，故粘土稳定剂HCS最佳加量为2%。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地20068粘土稳定剂的加量粘土稳定剂HCS在油砂上的饱和吸附浓度为1.5～2.0%，因此完井液中HCS的加量≥1.5%射孔液首次与储层接触，射孔液中HCS的加量≥2.0%压井液、充填液、工作液中的HCS的加量≥1.5%COPYRIGHT:泥浆塘沽基地20069隐型酸完井液的特点-----降低pH值01234567891000.10.20.30.40.50.6HTA加量（%）pH值溶液中HTA浓度增加，pH值下降，当HTA加量为0.5%时，钻井液滤液和水泥浆滤液的混合溶液pH值从9.0降到1.0COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200610隐型酸完井液的特点-----消除无机沉淀05010015020025000.10.20.30.40.50.6HTA加量（%）浊度（NTU）地层水与水泥浆滤液泥浆滤液与水泥浆滤液HTA改变了各种作业液的pH值环境，消除有机垢和无机垢沉淀，可使前期作业液的浊度值降到30NTU，满足现场施工要求对储层保护的要求。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200611隐型酸完井液的特点-----解除屏蔽暂堵02040608010012000.10.20.30.40.50.6HTA加量（%）溶解率（%）CaCO3垢，浓度1030.8mg/lMgCO3垢，浓度805.6mg/lHTA对碳酸盐类无机垢和屏蔽暂堵材料（CaCO3类）均具有很好的溶解作用，可以消除前期液不配伍产生的无机垢沉淀和酸溶性暂堵材料对储层造成的损害。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200612隐型酸完井液的特点-----解除有机堵塞HTA浓度（%）处理剂名称00.10.20.30.40.5粘度（s）824.4570.5408.9260.3151.774.20.6%HEC降解率%—30.850.468.481.690.0粘度（s）693.9464.2308.1190.1113.160.40.5%PF-plus降解率%—33.155.672.683.791.3粘度（s）610.6423.8304.7187.5113.662.90.3%Drispac-HV降解率%—30.650.169.381.489.7粘度（s）591.8349.2239.1149.181.132.01.0%DFD降解率%—41.059.674.886.394.6粘度（s）425.7292.0218.8160.1103.462.11.0%NaPAN降解率%—31.448.662.475.785.4HTA对钻井液、水泥浆、完井液中使用的有机大分子处理剂具有很好的酸溶作用，消除前期作业液中有机垢对储层的损害，有利于储层保护COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200613隐型酸完井液的特点-----溶蚀岩心012345601234HTA加量(%)溶蚀率(%)随HTA浓度增大，岩样溶蚀率增加，残酸PH值降低。但当HTA加量在1.0～1.5%时，此时岩样的溶蚀率基本不变，但HTA的合理加量还需用岩心流动实验来加以确认COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200614隐型酸完井液的特点-----改善储层50607080901001101201300.50.811.21.5HTA加量（%）渗透率恢复值（%）可见随HTA加量增加，岩心渗透率一直变大，说明HTA能溶解岩心胶结物和充填物，增大液体的渗流通道，故渗透率在不断增大，但当HTA加量大于1.0%以后，渗透率上升幅度较为缓慢，故认为HTA加量以1.0%为宜。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200615隐型酸完井液的腐蚀与防护00.511.522.500.511.522.533.5CA101缓蚀剂加量（%）腐蚀速度（mm/a）隐形酸完井液对钢材具有一定的腐蚀性，但加入缓蚀剂CA101后，腐蚀速率小于0.076mm/a，可满足完井作用要求COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200616隐形酸完井液与原油配伍性原油与隐形酸完井液的混合比例在100：0到50：50范围时粘度超过原油本身，说明有增粘现象。原油/完井液粘度值（mpa.s）原油/完井液粘度值（mpa•s）100/04506740/603032990/107306630/70——80/207168820/80——70/307030910/90——60/40672110/100——50/5060658COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200617PF-WD稀释剂的降粘作用0100002000030000400005000060000700008000000.511.522.53HXS稀释剂（%）粘度（mpa•s）原油∶完井液=90∶10当PF-WD加量增大，原油/完井液以90∶10的混合液粘度减小，当加量为1.5~2.5%时，混合物粘度小于原油本身粘度。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200618PDF-HTA完井液现场应用配方加量（kg）项目名称工作液封隔液射孔液堵漏液清洗液水填充液稠塞过滤海水1M31M31M31M31M31M31M3烧碱2~420氧化镁1PF-HCS20201515PF-BPA15PF-CA10120PF-HEC712PF-JWY30破胶剂0.2PF-HTA2332PF-OSY2~3说明：1）射孔液为第一次与油层接触的液体，所以PF-HCS和螯合剂加量相对较大，这样更有利于防止油层中粘土的水化膨胀、运移，以及消除前期作业中滤液产生的沉淀。2）封隔液为长期置于套管与油管之间的液体，应注意加烧碱将PH值调至9~10，并加入PF-CA101防腐杀菌剂。3）如果密度低时，用KCl等无机盐l调节。COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200619清洗管汇与井筒每口井射孔作业前，对泥浆池、套管及钻具用海水冲洗，用烧碱水(pH=12)浸泡2~5小时。再用海水+砂洗液+清洗液及过滤海水进行清洗，直至最后返出液的NTU值与出口基本接近(约26~29)，稳定半小时左右。检测过滤海水质量配制完井液的海水均用2μm过滤器过滤，过滤器出口的海水浊度值NTU≤30，粒径2μm。如果达不到要求，重新过滤。严格按照设计加药按照设计在过滤海水中加入药剂，搅拌均匀备用。检测pH值，凡与油层接触的作业液pH5。保证入井流体的清洁配好的完井液应静止2~3小时后再入井，入井时泥浆池搅拌器停开，以避免底部可能存在的悬浮物入井。泥浆池底残留完井液出现明显悬浮物时及时排放，并用过滤海水冲洗。作业时的返出液如果回收利用，须用地面罐回收，先用10μm过滤芯粗过滤后再用2μm精细过滤。PDF-HTA完井液现场应用COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200620海水过滤检测NTU值及固相粒径分布按设计加药NTU≤30合格粒径90%≤2μm不合格搅拌1小时后静置2小时以上入井返出液排放或用罐回收利用检测NTU值记录留存PDF-HTA完井液现场应用COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200621甲酸盐完井液体系FormateCompletionFluidCOPYRIGHT:泥浆塘沽基地200622甲酸盐完井液配制介质：过滤海水或过滤地热水处理剂：粘土稳定剂（HCS）、甲酸盐材料（PF-CONa或PF-COK）、缓蚀剂（CA101）应用：渤海地区的酸敏性油田，如:BZ25-1A油田产层压力较大的油田,如：JZ20-2油田COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200623具有溶解度高、密度高、粘度低、结晶点低的特点。质量百分比含量饱和密度（g/cm3）甲酸钠45％1.38甲酸钾76％1.60甲酸铯83％2.3720℃下测定甲酸盐物理性能COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200624甲酸盐水溶液的pH甲酸盐属于强碱弱酸盐,水溶液显弱碱性,随甲酸盐浓度的增加,碱性增强饱和溶液质量百分比含量PH甲酸钠45％9.4甲酸钾76％10.6甲酸铯83％9.0对于碱敏性储层，生产甲酸盐时可同时用甲酸来降低PH值COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200625甲酸盐不需固体加重材料就能达到高密度溶液中无悬浮颗粒，高密度时仍保持低粘1.2ｇ／ｃｍ3甲酸钠溶液粘度稍高于3cp1.48ｇ／ｃｍ3甲酸钾溶液粘度约为3cp2.3ｇ／ｃｍ3甲酸铯塑性粘度仍低于4ｃp甲酸盐水溶液的特性COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200626甲酸盐的实际结晶温度与密度的关系COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200627对金属：甲酸盐不是卤化物，腐蚀速度比卤化物盐水降低90%•实例：墨西哥湾的四口高温井完井作业•选择：密度、与地层的配伍性和腐蚀控制•现状：常用盐水完井液都可造成地层伤害，或井内管材的腐蚀Chevron公司的完井液：用NaCOOH代替NaCl/KCl完井液成本增加20~30%效果：不用昂贵的高合金不锈钢管材在320℉高温下，腐蚀速率非常小防止不锈钢发生应力开裂溶解已经形成的碳酸钙结垢物腐蚀COPYRIGHT:泥浆塘沽基地200628对甲酸盐做了大量的环境测试，所有的甲酸盐都可以生物降解并且基本上无毒对眼睛和皮肤无刺激作用同用于钻井/完井液的其他在密度高于1.04的甲酸盐盐水中，各种微生物都不能生长同其他高比重盐水相比，可生物降解和环境可接受是一大优点健康安全与环境问题：Shell公司的结论“…甲酸的碱金属盐无论是对使用者还是对环境几乎没有什么危害。