可循环微泡沫钻井液性能研究.pdf

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石油天然气学报(江汉石油学院学报)2011年9月第33卷第9期
Journal of Oil and Gas Technology ( J. JP])Sep 2011 Vol 33 No 9
可循环微泡沫钴井液性能研究
岳前升(长江大学化学与环境工程学院,湖北荆州434023)
王玺,张顺元(中石油钻井工程技术研究院,北京100195)
将光忠,胡友林(长江大学石油工程学院,湖北荆州434023)
匚摘要]伊朗MIS油田属裂缝性碳酸盐岩油藏,压力系数0.38~0.42,是典型的衰竭性油藏,目前以水平
井为主开发。为解决钻井过程漏失、井眼净化和储层保护等问题,开展了泡沫钻井液技术研究。以搅拌
法优选出发泡剂和稳泡剂,在此基础上优选出可循环泡沫钻井液配方:配浆水+0.2%Na2CO。+0.1%
除硫剂十1%~2%配浆土+0.4%稳泡剂ZNJ+0.3%发泡剂FOAM-2。性能测试结果表明,该泡沫钻并
液具有优异的稳定性和悬浮能カ,较强的防膨性、抗污衆和封堵能カ。相对于温度,压力对该泡沫钻井
液密度影响更大。
关键词]微泡沫钻井液;裂縫型油气藏;漏失;低压油气藏;储层保护;水平井
中图分类号]TE254
文献标识码]A[文章编号]1000-9752(2011)09-0123-04
伊朗MIS油田属于超低压、高含硫裂缝性油气藏。1908年开始钻探,经过100多年的开采,目前
的油气层压力已非常低。油藏上部的 Gachsaran层是以硬石膏为主的盐膏层, Asmari层则为异常超低
压裂缝性储层且存在高含硫化氢的气顶(含量为2.63mol%,H2S的重量为0.132%)。MIS油田开发
中井型以水平井为主,为防止出现钻进过程中的漏失及水平井井眼净化等复杂问题,需对打开储层的钻
井液体系进行研究。而可循环泡沫钴井液具有密度低、防漏失性能好及动塑比高等特点,已经在衰竭油
气藏中广泛应用。笔者针对伊朗MIS异常低压油田特性,研制出了一套可循环徴泡沫钻井液体系,
并对其性能进行了测试与评价。
1可循环微泡沫钴井液配方优选
根据有关文献资料的,泡沫钻井液主要由发泡剂、稳定剂等处理剂组成。下面通过试验对可循环微
泡沫钻井液配方进行优选
1.1发泡剂
发泡剂优选采用搅拌法,根据一定条件下生成泡沫的体积、半衰期和排液时间进行优选。
以100ml淡水(自来水)+0.2%Na2CO为基液,将发泡剂AES、ABS、OP-10、JLX、 Tween-80
等配成0.2%溶液。在6000r/min下高速搅拌1min,测定发泡体积和泡沫稳定情况,试验结果见表1
结果表明,发泡剂FOAM-2发泡体积及泡沫稳定性较好,可作为该泡沫钻井液的发泡剂
1.2稳泡剂
泡沫作为热力学不稳定体系,需添加稳泡剂使其在一定条件下保持稳定。稳泡剂多是一些水溶性聚
合物。
以100ml自来水+0.2%Na2CO3+0.3%FOAM-2为基液,加入0.5%不同种类的稳泡剂:聚阴离
子纤维素Hv-PAC、聚丙烯酰胺Plus、黄元胶XC、进口生物聚合物 Flowzen、羟乙基纤维素HEC、聚
丙烯酸钾KPAM、水解聚丙烯酰胺HPAM、植物胶JMY和JDJ等,在3000r/min下高速搅拌10min
[收稿日期]2011-08-20
[基金项目]中国石油天然气集团公司海外重大科技专项工程项目(2008E-1610)。
[作者简介]岳前升(1973-),男,1996年大学毕业,博士,副教授,现主要从事油田化学方面的研究工作。
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石油天然气学报(江汉石油学院学报)
2011年9月
表1发泡剂在淡水中的发泡情况
发泡剂种类
泡沫体积/ml
半衰期/s
排液时间/s
AES
P-10
520
FOAM-I
305
FOAM-2
320
450
l00
成泡,观察起泡情况及泡沫稳定情况,试验结果见表2。结果表明, Flowzen、XC、JMY稳泡效果较其
他聚合物好;考虑到成本因素,决定选用JDJ、Plus和XC复配为聚合物类稳泡剂ZNJ,并尝试与配浆
膨润土结合。
表2聚合物的稳泡效果
稳泡剂
起泡体积/ml
半衰期/h
排液时间/min
密度/g·cm3
HV-PA(
Plus
0.197
XC
Flowzen
HEC
KPAM
HPAM
0.302
JMY
JDJ
35
0,230
1.3土量优选
以自来水+0.3%ZNJ+0.4%FPJ为基浆,研究了不同膨润土加量对泡沫钻井液性能影响,试验结
果见表3。搅拌条件为在6000r/min下高速搅拌5min。结果表明,随土量增加,泡沫体积不断减少,泡
沫钻井液滤失量也不断减小,泡沫钻井液的稳定性也不断增强。土的合理加量为1%~2%
表3士加量对泡沫钴井液性能影响
土加量/%AV/mPa·sPV/mPa?sYP/Pa
46/43
P
G1/Pa密度/g?cm~3稳定时间/h
37.5
8
注:AV为表观粘度;PV为塑性粘度;YP为动切力;6/3为六速旋转粘度计6r/min和3r/min的读数:G为初切力;
为终切力
通过以上试验,并考虑到含有H2S,优选出的可循环徽泡沫钻井液的配方为:配浆水+0.2%
Na2CO)2+0.1%除硫剂+1%~2%配浆土+0.4%稳泡剂ZNJ+0.3%发泡剂FOAM2。
2可循环微泡沫钻井液性能评价
2.1稳定性
将该泡沫钴井液在80℃、16h老化并高速搅拌后,倒入量筒静置,发现其稳定时间均在12h以
完全可以满足钻井施工需要