大港油田以往修井过程中存在许多难题,如普遍采用卤水压井造成地层损害,以及板桥注水井压力高作业困难等,歧口深层高温高压均需要保护油层的高密度修井液以解决现场作业问题。目前针对中高压力井普遍采用1.4 g/cm
3液钙中密度修井液压井,不仅容易结晶不稳定,而且还会与地层水不配伍造成结垢损害地层导致减产。
研制新型加重剂
新型无固相加重剂是一种复合盐,因为单靠一种盐的溶解度不可能达到所配无固相压井液的密度要求,所以必须优选溶解度相对较高的两种以上的盐来复配组成复合盐。该加重剂是由无机盐和有机盐组成,但是如果靠这两种盐的自然溶解度来达到所配液体的密度是不可能的。
室内我们广泛选取廉价的无机盐与有机盐并通过取代反应对两种物质进行改性以及助溶技术
[9]增加了廉价的无机盐与有机盐的溶解度,形成可溶性分子间的络合物、缔合物或复盐等来增大其溶解度,例如:复盐是同晶型化合物,由两种以上的简单盐类组成, 因为晶格能较大,复盐晶体较之组成它的简单盐类更稳定。组成复盐的简单盐所电离出的离子与其在水中溶解所电离出的离子相同。复盐可以通过两种简单盐的混合溶液处于饱和状态下结晶制得,如硫酸铜铵[(NH
4)
2SO4·CuS0
4·6H
2O]可以通过CuSO
4和(NH
4)
2SO
4的溶液混合结晶而制得。通过该方法我们研制了新型无固相加重剂,该加重剂最高密度可达1.70 g/cm
3,减少了成本昂贵的甲酸盐的使用,成本较同级别的甲酸盐体系降低成本50%以上,按甲酸盐高密度压井液市场价计算单井可节约成本上百万元。
新型低成本防结垢无固相压井液
室内我们广泛选用廉价的工业盐为基液,以降低压井液体系的综合成本,同时添加少量的表面活性剂起增溶作用,使溶质进入胶束环境,增溶质进入胶束的位置和状态具体由表面活性剂类型和增溶质性质决定。在此基础上添加我们研制的新型加重剂,二者复配后新型加重剂加量由400g降到380克可进一步降低成本,同时配套研发新型阻垢技术,使体系具有一定的抗钙镁离子污染能力,研制了具有分散阻垢作用的复合药剂,形成高效防垢压井液。
由于全部采用廉价材料作为加重剂相比单一甲酸盐体系成本要低很多,可以大幅降低成本,而常规甲酸钾压井液最高密度只能达到1.57g/cm
3而且单方价格就要1.6万元,超过1.57g/cm
3的甲酸盐体系就要用到甲酸铯价格贵的离奇,溴盐和锌盐因为有毒有害且腐蚀严重成本也高、油层保护效果差易结垢,与国家新安全环保法不一致,应用受到局限性。总之,新型低成本复合增效压井液在各个指标方面都具备较大的优势,且外观清澈透明具备广阔的应用空间,见图1。
新型压井液性能高效
良好的稳定性,本新型压井液技术密度突破了1.40 g/cm
3的上限可达1.70 g/cm
3,具有良好的稳定性,在高温140℃以及-1℃下均较稳定无结晶与沉淀出现。该技术不含固相成分,不含钙镁等二价离子,全部采用一价盐材料。良好的抗温性,该技术抗温能达到180℃,在高温热滚后体系的密度未发生变化。良好的油层保护性能,该技术具有较强的抑制页岩膨胀的特性,较好的油层保护性能,岩心渗透率恢复率大于85%。良好的配伍性和无毒特性,该技术全部采用一价盐离子具有良好的配伍性,与碳酸氢钠型的地层水不同比例混合未出现沉淀结垢现象,见图2。
无固相复合增效高密度压井液对所用处理剂毒性进行了检测,结果证实所用处理剂无毒,满足环保要求。良好的流变性,该压井液粘度随着温度的升高,粘度降低且具有适宜的粘度,既能提高压井液的流变性,又不会影响现场的泵入难度,见图3。较低的腐蚀性,该压井液虽然具有较高的矿化度,但是具有低腐蚀的特性,腐蚀率控制在0.1mN/m以内,能够满足现场技术要求。
目前,该技术在大港油田西40-18井成功应用,该井之前采用重钙压井出现了大量的结垢现象,对地层以及管柱造成了堵塞。之后采用了1.60的该新型压井液体系现场顺利完成了作业,无结垢产生,作业后平均恢复期1天,平均恢复率100%,日产油6t,油层保护效果显著,目前该项技术已得到海上油田的青睐,市场应用空间广泛。