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EZFLOW钻井液体系在南海超深水开发井的应用

发表时间：2021/6/28 来源：《基层建设》2021年第6期作者：刘元鹏龚成林

[导读] 摘要：超深水井钻井时存在易形成气体水合物、低温对钻井液性能产生严重影响、作业窗口窄致漏失风险大、储层保护要求高等问题。

        中海油田服务股份有限公司油田化学事业部广东湛江 524057
        摘要：超深水井钻井时存在易形成气体水合物、低温对钻井液性能产生严重影响、作业窗口窄致漏失风险大、储层保护要求高等问题。因此，为满足超深水储层段钻井作业的需要，通过对水合物抑制剂、钻井液恒流变、储层保护进行研究，研制了一套适合超深水开发井储层段钻井施工水基钻井液体系（EZFLOW钻井液体系），并对钻井液体系的综合性能进行了评价。钻进结果表明，该钻井液体系具有性能稳定，水合物防治，储层保护效果好。现场钻井施工过程顺利，无井下复杂情况出现，说明该钻井液体系能够满足超深水开发井钻井施工需求。
        关键词：EZFLOW钻井液、水合物抑制、恒流变、储层保护
        引言
        LS17-2气田位于中国南海西部海域，水深在1252m-1547m。LS17-2气田属于典型的高孔高渗透油藏，目的层温度约89℃左右，压力系数为1.19-1.22，属于正常的温度压力系统。超深水气田开采是国内首次作业，因此对储层段的开采提出了较大的挑战。水平井裸眼完井是一种最大限度提高储层开采能力的方式，但是如果钻开液污染储层，将无法采用其它工艺措施进行解除污染，因此，钻开液体系必须具有良好的保护储层的效果[1-2]。同时超深水井在泥线附近存在一个低温带，低温通常会对钻井液的流变性能产生影响，导致钻井液黏度增大、絮凝等情况的出现；另外，在低温高压环境下容易产生气体水合物，也会对钻井液体系的性能产生比较严重的影响[3-4]。因此，本文通过室内研究材料优选及小型实验，作业过程中监测钻井液性能，保证了本井作业顺利，也为后期类似井提供了作业支持。
        一、EZFLOW钻井液体系室内实验评价
        1.钻井液配方
        海水+0.1%NaOH+0.2%Na2CO3+1.5%PF-EZFLOW+0.4%PF-EZVIS+6% PF-EZCARB（200目：400目：800=95：3：2）+45%NaCOOH+KCOOH（约55%）加重至1.35g/cm3
        2.热稳定性评价
        室内通过热1，3，5，7天下的粘度变化情况来放映体系的热稳定性。

        图2-4 不同老化时间下的粘度变化情况
        3.水合物抑制性评价
        以LS17-2油田气体组分为例，计算不同压力下水合物的临界温度，如下图。

        图2-6 体系水合物P-T相图
        利用HydraFLASH软件对EZFLOW体系的水合物抑制性进行评价，发现45%NaCOOH和20%KCOOH复配已经达到了对水合物的有效预防，实际体系中出45%NaCOOH以外还有55%KCOOH，其水合物抑制性更强，在20MPa，4℃的条件下更不会形成水合物。
        4.储层保护效果评价
        ①选取渗透率550mD左右的人造岩心，抽真空饱和，备用；
        ②使用煤油分别正向测定人造岩心的初始渗透率Ko，驱替条件为90℃×0.3mL/min；
        ③将人造岩心分别使用EZFLOW体系反向进行污染120min，污染条件为90℃×3.5MPa，记录滤失量。
        ④继续使用煤油正向测定污染后人造岩心渗透率Kod，计算渗透率恢复值。

        二、现场应用情况
        1.应用情况及本井简介
        EZFLOW钻井液体系在LS17-2气田A3H、A4H、A5H、A9H、A10H、A11H这6口水平井进行了应用，下面将以A4H井为例进行介绍。
        A4H井水深1533.7m，9-5/8″套管下深3686.15m，8-1/2″井眼地层压力系数1.20，井底温度88℃，泥线温度3℃，完钻深度为4028m。
        2.钻井液维护处理措施
        2.1替浆
        单独顶替阻流、压井、增压管线。钻水泥塞及套管附件期间替入EZFLOW钻井液，混浆回收且尽量减少混浆对钻井液的影响。充分循环均匀，维持钻井液比重1.27 g/cm3，ECD1.33g/cm3，ECD附加值0.06 g/cm3，地漏试验的漏失当量为1.51g/m3。
        2.2钻井液维护
        ①钻进期间控制钻井液比重1.27-1.29s.g，尽量降低ECD值，降低漏失风险。
        ②同时通过补充同比重盐水与新浆配成的稀胶液来适当调整钻井液流变性。
        ③开启两台离心机，充分利用固控设备，降低低密度固相含量，防止低密度固相颗粒侵入地层，造成污染。
        ④钻进过程中，使用PF-LUBE/PF-HLUB增加泥浆的润滑性。
        ⑤钻进过程中，补充PF-UHIB提高钻井液的抑制性，减少泥岩的水化分散，同时可提高储层保护效果。
        2.3完钻处理
        钻进至TD后，将立管排量与增压泵的总排量开到5方以上，同时上下活动和转动钻具，待循环干净后短起下。为确保筛管顺利到位，短起时直接倒划眼起钻，以修整井壁。下钻至井底，循环干净，裸眼替入润滑性强的EZFLOW新浆垫满裸眼段。
        3.现场应用效果
        1）在LS17-2-A4H井应用过程中，水平段长335m，作业周期7天，作业过程顺利，未出现井下复杂，钻井液流变性和滤失性能较好；
        2）在LS17-2-A4H井在完井期间未发生漏失，在完井后返排期间，仅3h后，井口压力恢复至井底压力，返液良好，直接转入生产，体现了该体系具有良好的储层保护效果；
        三、结论
        该体系配方在超深水井储层段开发应用效果良好，性能稳定，值得借鉴推广。
        参考资料
        [1]袁进平，齐奉忠.国内完井技术现状及研究方向建议[J].钻采工艺，2007，30（3）：3-6.
        Yuan Jinping，Qi Fengzhong.Status quo and research direction of well completion technology in china[J].Drilling & Production Technology，2007，30（3）：3-6.
        [2]徐同台，赵敏，熊友明.保护油气层技术[M].北京石油工业出版社，2008，5.
        Xu Tongtai，Zhao Min，Xiong Youming.Technology in Protecting Hydrocarbon Reservoir[M].Bei Jing：Petroleum Industry Press，2008，5.
        ［3］郭豫辰，邢希金，赵锋等．南海ＬＨ油田深水钻井液体系研究［Ｊ］．西部探矿工程，２０１４，２６（１２）：４９－５２．
        ［4］徐加放，邱正松．水基钻井液低温流变特性研究［Ｊ］．石油钻采工艺，２０１１，３３（４）：４２－４４．