水基钻井液泥饼增强剂及作用机理研究_李忠诚.pdf
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1、202302精细化工81Modern Chemical Research当代化工研究202302精细化工81Modern Chemical Research当代化工研究水基钻井液泥饼增强剂及作用机理研究李忠诚1 陈栗1 何宇1 徐小红1 梁梦娜2*(1.中国石油吉林油田勘探开发研究院 吉林 1380002.东北石油大学石油工程学院 黑龙江 163318)摘要:非常规致密油藏的开采,一般采用水平井固井后,射孔加大型压裂的完井工艺。其中,固井质量至关重要,直接影响到后期压裂的效果。目前,水平井的固井质量普遍不高,主要原因之一就是存在固井弱界面现象。针对上述问题,本文研发了一种泥饼增强剂,利用冲击试
2、验评价了泥饼增强剂对聚合物钻井液的泥饼增强效果,分析了其作用机理。结果表明,在钻井液中加入0.7%1.0%的泥饼增强剂后,泥饼强度增大到原强度的2933倍、厚度减小37%39%、韧性增加15%17%。现场试验表明,使用泥饼增强剂后,固井界面胶结质量中等以上占比提升32%,泥饼增强剂具有良好的泥饼性能改善效果,可有效提高水平井固井质量。关键词:泥饼强度;固井弱界面;水平井;固井质量中图分类号:TE26 文献标识码:A An Additive of Water Based Drilling Fluild for Enhancing Mud Cake Quality and Its Mechanis
3、iamLi Zhongcheng1,Chen Li1,He Yu1,Xu Xiaohong1,Liang Mengna2*(1.Research Institute of Exploration and Development of Jilin Oil-fi eld,Jilin,1380002.School of Petroleum Engineering,Northeast Petroleum University,Heilongjiang,163318)Abstract:For the exploitation of unconventional tight oil reservoirs,
4、the completion technology of perforation and large-scale fracturing are generally adopted after well cementing,and the cementing quality is a crucial factor,which directly affects the effect of later fracturing.At present,weak cementing interface is the main reasons to decrease the cementing quality
5、 of horizontal wells.A mud cake strengthening additive was developed in this paper.The strengthening effect of mud cake strengthening agent on polymer drilling fluid was evaluated,besides the effect on the main properties of polymer drilling fluid was investigated and its mechanism was analyzed.The
6、results show that the mud cake strength increases to 29 33 times,the thickness decreases by 37%39%and the toughness increases by 15%17%after adding 0.7%1.0%mud cake strengthening additive into drilling fluid.Field tests show that the proportion of cementing quality above medium increases by 32%after
7、 using the mud cake strengthening additive.The mud cake strengthening additive could enhancing mud cake performance excellently and can effectively improve the cementing quality of horizontal wells.Key words:mud cake;cracks in cement-formation interfaces;horizontal wells;cementing quality随着勘探开发的逐步深入
8、,非常规致密油藏逐渐成为开发的热点。对于这些油藏的开采,一般采用水平井固井后,射孔加大型压裂的完井工艺1-4,而固井质量又是其中至关重要的因素,直接影响到后期压裂的效果。吉林油田水平井裸眼段和水平段越来越长,出现顶替效率差、二界面泥饼厚且胶结强度低、固井弱界面严重等问题,严重影响固井质量评价5-6。目前,针对固井弱界面问题,已经出现了泥浆转化水泥浆技术7、泥饼仿地成凝饼技术(MTA)8、泥饼固化技术(MCS)9等。其中,MTA和MCS技术在众多油田得到了广泛的应用,解决了泥饼无法固化引起的固井弱界面问题,提高了界面胶结强度。但上述两种技术仅报道应用于中浅直井,未见其在垂深3000m以上水平井中
9、应用。本文针对吉林油田水平井水平段顶替效率差、二界面泥饼厚且胶结强度低的问题,研制了一种新型的泥饼增强剂,该泥饼增强剂基于火山灰反应、骨架变形及纳米填充作用,可以提高泥饼的强度、降低泥饼的厚度、提高泥饼的致密性,进而改善泥饼的性质,减少固井弱界面问题,提高固井界面胶结强度,为后续的压裂提供良好的井筒环境。1.实验(1)实验材料所研制的界面增强剂由硅酸盐矿物颗粒、无机纳米颗粒和高分子聚合物组成,各组分的比例为:硅酸盐矿物80%90%,无机纳米颗粒20%40%,高分子聚合物10%20%,其中硅酸盐矿物自加工,无机纳米颗粒和高分子聚合物购自上海凯茵化工有限公司。实验所用钻井液为聚合物钻井液,水泥为G
10、级油井固井水泥,均取自吉林油田。(2)实验方法泥饼制备及性能测试。在钻井液中加入泥饼增强剂,充分搅拌混合后,利用高温高压滤失仪制备出202302精细化工82Modern Chemical Research当代化工研究202302精细化工82Modern Chemical Research当代化工研究泥饼。清水冲洗去除表面的虚泥饼,然后将其置于200mL水泥滤液中,90下常压养护7天。利用冲刷法测定泥饼的强度,利用针入度法测定泥饼的厚度,利用压缩系数法评价泥饼的韧性,压缩系数越小泥饼的韧性越好10。钻井液性能测定。在钻井液中加入泥饼增强剂,充分混合后,利用YM-2密度计、MN-4型马氏漏斗黏度计
11、、ZNN-D6B型六速旋转黏度计分别测定钻井液的密度、漏斗黏度和流变参数,考察泥饼增强剂对钻井液基本性能的影响。2.结果与讨论(1)泥饼增强剂对泥饼性能的影响将泥饼增强剂以一定的比例加入到钻井液中,高温高压滤失制备泥饼,测定泥饼的强度、厚度和压缩性能,结果见图1。0.00.20.40.60.81.01.21.41.61.01.21.41.61.82.02.2 Thickness(mm)Strength(s/mm)R加量(wt%)0500100015002000250030003500400045001.251.301.351.401.451.501.55图1 泥饼增强剂对聚合物钻井液泥饼性能的
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