无固相压井液体系介绍6-13.ppt

安东石油技术（集团）有限公司ADYJ无固相压井液体系• 常规压井液存在问题• 研发依据• 相关测试实验• ADYJ无固相压井液体系介绍 • 现场应用一、常规压井液存在问题在钻井、试油气、修井等作业过程中经常发生压井液完井液 漏失、气侵和储层敏感性伤害、井下腐蚀等情况，从而对储层 保护、井筒工具保护以及作业安全提出了更高的要求，目前常 规压井液在应用中主要存在以下问题： Ø 高含 CO2、H2S气藏的强腐蚀性； Ø 针对储层埋藏深、超高温高压地层没有适合的压井液； Ø 热稳定性差、漏失严重，污染地层； Ø 配伍性差、固相污染引入二次伤害； Ø 常规使用Cl-、 Ca2+、压井液，造成盐腐蚀、储层污染； Ø 冬季高寒地区压井液的防冻问题；一、常规压井液存在问题压井液按照固相含量可分为泥浆压井液、低固相 压井液、无固相压井液三种，目前油田现场普遍使用 的是泥浆压井液、低固相压井液，在应用中均不能有 效的解决储层污染的问题，在常规无固相压井液中的 因加重剂引入了大量的Cl-、 Ca2+从而造成压井液在酸 性环境下腐蚀严重且高温性能不稳定、漏失量大的问 题，同时也没有更好的适用于超高温高压天然气储层 的压井液体系。

二、体系研发依据Ø 避免固相污染，研究应用新型无固相的压井液； Ø 高温高压地层，研究应用耐温达到180 ℃的压井液； Ø 高寒地区作业，研究应用适用于低温环境下防冻的压 井液； Ø 酸性气藏，研究应用无Cl-、 Ca2+的压井液，抗气侵 且避免设备腐蚀；研发思路研发目标 二、体系研发依据Ø 适合高含 CO2、H2S强腐蚀性气体的酸性气藏； Ø 与地层岩性配伍性好，渗透率恢复值达到80%以上； Ø 与地层流体相容，抗甲烷、 CO2、H2S气侵 Ø 低腐蚀，保护井下管柱和工具 Ø 密度可调且快捷，密度在1.56g/cm3内可调； Ø 针对超高温高压地层，密度可达到1.80g/cm3 Ø 在高温高压下性能稳定，耐温达到180 ℃ ； Ø 滤失量小，不高于20ml；三、测试实验体系评价-配伍性配 伍 性 评 价水质质粘度 mPa.s外观观备备注蒸馏馏水26清 体系评价 以比重为 1.3g/cm3 为准北京自来水26清 大港配液水27清 大港地层层水31清 3%氯氯化钙钙溶液29清 8%氯氯化钙钙溶液31稍浑浑 三、测试实验体系评价-腐蚀性三、测试实验体系评价-腐蚀性 腐蚀的成因： 一、压井液中Cl-、Ca2+可在金属表面形成化学微电池反应，从而加速对金属 的点蚀，但反应较慢，持续多年才可见其危害。

最终使井下工具使用寿命缩 短，最后只能更新处理； 二、二氧化碳腐蚀（1）CO2分压的影响：在气井中，当CO2分压大 于0.21Mpa时将发生腐蚀，分压小于0.021Mpa时腐蚀可忽略不 计，在低流油井和凝析气井环境中，当CO2分压高0.1MPa，通常 是腐蚀环境；（2）流速的影响：高速流动时流体导致CO2腐蚀 产物FeCO3膜的破损，致使新鲜的金属界面暴露在腐蚀介质中， 遭受流体强烈的冲刷和腐蚀高流速将影响缓蚀剂作用的发 挥，当流速高于10m/s时，缓蚀剂不再起作用，因此，通常是流 速增加，腐蚀率提高；三、测试实验体系评价-腐蚀性 腐蚀的成因：三、温度的影响：在60℃以下时，碳钢表面生成的是少量松软且不致密的 FeCO3膜，此时腐蚀为均匀腐蚀；在100℃左右，腐蚀速率增大，腐蚀产 物较厚但还很疏松，此时形成深坑状或环状腐蚀，在高于150℃的温度条 件下，由于生成致密且附着力极强的FeCO3膜，腐蚀基本能阻止所以含 CO2腐蚀，由于温度的影响常常发生在井的某一深处； 四、硫化氢腐蚀：介质中含有液相水和H2S，浓度越高，应力腐蚀引起的腐 蚀越容易发生一般发生在酸性溶液中，PH值小于6时，容易发生应力腐 蚀破裂，腐蚀环境温度为0-65度；三、测试实验测试实验-腐蚀性腐蚀速 度 g/m2.h备注N80现场 水0.4524150℃条 件下加缓蚀 剂现场 水与 完井液对不 同钢材的腐 蚀对 比 上排为完 井液介质； 下排为现 场水介质压井液0.0332 P110现场 水0.3725 压井液0.0218 超级 13Cr现场 水0.0008 压井液0.00063Cr现场 水0.0753压井液0.0178N80 P110 13Cr 3Cr三、测试实验对岩心伤害极低，渗透率 恢复值可达到95％三、测试实验ADYJ无固相压井液检验报告该体系性能完善，热稳定性 能良好，能够很大程度的保护 油气储层，是一种理想的压井 完井液体系。

四、ADYJ无固相压井液体系ADYJ无固相压井液体系Ø ADYJ-I：适应于深层（180℃） 、高含CO2低渗酸性油气藏； Ø ADYJ-II：适用于中深层（140℃） 的低渗油气藏； Ø ADYJ-III：抗冻型无固相压井液，温度＜-30 ℃； Ø ADYJ-IV： 高比重抗高温无固相压井液，密度1.0～2.3g/cm3 可调；1、适用于高温（180℃）高含CO2气藏的ADYJ-Ⅰ压井液技术特点 u 密度在1.56g/cm3内可调； u 不含氯离子及重金属离子，相溶性好且避免了盐腐蚀； u 具有良好的流变性，摩阻和压力损失低； u 热稳定性能突出，且配伍性好，尤其适用于高温、高矿化度地层； u 较低的滤失量与良好的抑制性能，能够有效地防止膨胀，稳定井壁； u 体系无固相，对地层伤害极小，避免对储层的二次污染； u 良好的抗高温缓蚀性能， 保护井下金属工具四、ADYJ无固相压井液体系四、ADYJ无固相压井液体系技术指标u 密度： 1.00 g/cm3～1.56g/cm3 u 耐温: 180 ℃; u pH值： 7 ～9； u 粘度： 10mPa.s ～ 50mPa.s; u 滤失： ≤10ml; u 岩芯渗透恢复率：≥80%； u 腐蚀速率： ≤0.03g/m2•h； u 相对膨胀率：≤10%四、ADYJ无固相压井液体系2、适用中高温（140℃）油气井的ADYJ-Ⅱ压井液u 密度在1.30内可调； u 常规无机盐加重； u 与增粘、降滤和防膨剂配合后具有良好的流变性和防滤失性 u 配制工艺简单，适用于低含CO2油气藏；技术特点 四、ADYJ无固相压井液体系性能指标 u 密度： 1.00 ～1.30g/cm3 u 耐温: 140 ℃; u pH值： 7 ～9； u 粘度： 10mPa.s ～ 30mPa.s; u 滤失： ≤30ml; u 岩芯渗透恢复率：≥80%； u 腐蚀速率：≤0.1g/m2•h； u 相对膨胀率：≤18%；四、ADYJ无固相压井液体系3、适用于冬季高寒气温的ADYJ-III压井液采用多种有机盐和无机 盐复合加重，能够使密 度为1.3压井液在零下 30度的气温下进行配液 、储存和施工，适应高 寒地区压井施工。

本图 表显示了这三种盐水的 冷冻和结晶温度曲线有机ABCD四、ADYJ无固相压井液体系有机盐水加重剂属于自然增重型， 单价液体，有机盐A的饱合密度可达 1.30 g/cm3，有机盐B的密度可达 1.57 g/cm3，而有机盐C的最大密度 可高达2.3g/cm3,且配伍性好，性能 完善4、高比重抗高温无固相压井液ADYJ-IV有机盐A有机盐B有机盐D高比重有机盐D溶液五、现场应用配液日期施工井号密度（g/cm3）用量（m3）12月6日昌30井1.242404月6日长深1-31.172004月19日长深2井1.232305月15日长深6井1.241005月20日海44井1.07405月29日星121井1.22405月29日长深4井1.241006月1日长深6井1.24506月7日长深2井1.24806月10日长深4井1.2206月28长深6井1.24507月1日昌34井1.21807月2日长深6井1.24508月4日长深8井1.21009月13日长深4井1.309010月2日红M平1井1.082010月2日长深4井1.2130已在吉林油田应用近百井次 ，包含深井、浅井、高含二 氧化碳气井适用范围： 完完井、压裂、射孔、试 气、修井。

五、现场应用昌30井位于伊通盆地岔路 河断陷的梁家构造带西南端 永二段：Φa 17%；Ka58mD ，中孔— 高渗型储层（地区）； 奢岭组：Φa 10.5%，Ka10.6mD ，中 孔—高渗型储层（地区） 压力系数 1.06-1.14地层温度 70 ℃ dr0.7367，CH475.94%，N22.59%， CO2 0.25%昌30井 五、现场应用压井目的：配合射孔联作测试后作业投产 压井方式：反循环 压井深度：2190.44m 压井液类型：ADYJ-Ⅰ 压井液密度：1.24 g/cm3 备用压井液：159 m3 实用压井液： 90 m3 施工过程：压井、拆井口、全井试压、封隔器 解封、起下射孔测试管柱、换井口、下投产管柱、 安装井口投产后抽吸出井内压井液体后，天然气喷出， 日产气8.3万方，日产油12方，达到预计产能压井液经历了起下管柱、试压等环节，没有漏失，在井下留存时间累计35天，性能稳定，没有漏失伤害地层，投产后达到预计产能振击器下旁通接头油管托筒RTTS封隔器伸缩短节减震器 起爆器 射孔枪上旁通接头油管配合接头LPR-N阀RD安全循环阀放样阀RD循环阀RD取样器液压旁通阀五、现场应用长深4井对185层进行射孔和大型压裂措施地层压力系数：1.15； 地层温度：140 ℃ ；井底压力：47.79MPa，4248.15m；该井产气主要为二氧化碳，其含量平均98.9%；长深4井 五、现场应用压井目的：配合起下压裂管柱后完井投产压井方式：反循环压井深度：4320 m压井液类型：ADYJ-Ⅰ压井液密度：1.3 g/cm3实用压井液：96 m3 施工过程：压井、起原井压裂管柱、下刮削洗井管柱、下可取式完井管柱、装井口、投球、座验封封隔器、拆 钻台、装采气树、用缓蚀剂替喷井内压井液、放喷试采。

投产后抽吸出井内压井液体后，天然气喷出，6mm油嘴 油压7MPa，日产气12万方，达到预期产量滑套封隔器S13CR油管2根 变扣接头 剪切球座筛管坐落短节长深4井管柱示意图长深4井 五、现场应用该井为二氧化碳气井，施工期间由于天气、下 测试工具、封隔器坐封、下连续油管、地面测试、 关井等原因，压井液长时间滞留井下30余天，在 140度的温度下，经受住了二氧化碳气侵，性能仍 能保持稳定，保证了作业安全和投产施工的顺利进 行长深4井 五、现场应用红岗构造为一典型的长轴背斜 ，开发目的层主要为嫩江组黑帝庙 油气层和明水组明水气层 粉砂岩， H，900m Φa ，24％ Ka，72mD明水气藏：甲烷95%；N2，3.8% dr0.5776，P3.87 MPa，T26 ℃ 黑帝庙油层：甲烷94.2%，重烃 1.76%， N23.02%，CO21.18％ P8.09 MPa，T39.5℃，Pg0.92 红M平1井 五、现场应用压井目的：配合射孔后投产的压井压井方式：反循环压井深度：830m压井液类型：ADYJ-Ⅱ压井液密度：1.3 g/cm3备用压井液：20 m3 实用压井液：9 m3 施工过程：射孔、压井、起射孔管柱、下生产管柱、气举诱喷、点火求产。

经测试，油压1.0MPa，套压1.2MPa，日产气量 15.552km3红M平1井 五、现场应用本次施工是一次配合射孔后投产的压井作业，在射孔过程中 ，压井液经受了射孔施工瞬时高温高压的考验，性能保持稳定， 最后经过气举诱喷，点火求产红M平1井 汇报结束！敬请各位领导、专家批评指正。