油气井修井工作液

1、油气井修井工作液油气工程研究院油气井修井工作液第1页主要内容概 述1修井液储层伤害机理分析2修井液类型及适应性3修井液惯用处理剂4塔里木惯用修井液5油气井修井工作液第2页一、概述 油气井在采油、采气、注水、注气过程中，因为各种原因造成油气井发生故障，造成停产、停注，影响了油气井正常工作。修井作业就是经过采取人工办法，来排除井下故障，使油气井恢复正常工作。它是提升单井产量和采收率，延长生产周期一项主要办法，也是挖掘老井潜力，发觉新层位，扩大勘探结果主要伎俩。 修井作业主要包含：打捞、解卡、检泵、套管修复、套管开窗、冲砂、防砂、清蜡、解堵、补孔等工艺。油气井修井工作液第3页一、概述 修井作业所面临

2、问题。 油气田开发后期，地层能量不足，井底压力低于静水柱压力；或经长久注水开发形成多个压力层系； 修井作业造成储层伤害，造成产量大幅度降低； 确保施工安全，尤其是含H2S油气井和海洋油气井修井作业； 满足环境保护要求； 降低综合成本。修井液是处理修井问题关键。油气井修井工作液第4页一、概述 修井液是修井作业过程中所使用工作液。修井液主要功效修复油气井平衡地层压力保护油气层 修井液性能好坏关系到修井作业成功率，以及储层伤害程度。修井液主要性能密度抑制性造壁性流变性配伍性耐温性油气井修井工作液第5页概 述1修井液储层伤害机理分析2修井液类型及适应性3修井液惯用处理剂4塔里木惯用修井液5主要内容油气

3、井修井工作液第6页二、修井液储层伤害机理分析 修井过程中，造成油气层损害往往比钻井过程中损害更严重。所以，在修井作业过程中必须采取合理油气层保护办法。了解修井液储层伤害机理，是制订储层保护办法依据。油气井修井工作液第7页二、修井液储层伤害机理分析 1、固体颗粒侵入伤害 修井过程中，当液柱压力大于地层压力时，修井液轻易将固体悬浮颗粒带入储层孔道中，造成储层孔隙、孔吼发生机械堵塞。 固体颗粒对储层伤害程度与颗粒侵入深度相关。侵入深度影响原因：固相颗粒粒径和浓度；固相颗粒与孔吼直径匹配；施工作业参数（作业时间、施工排量、施工时间等）。粒径与孔径匹配关系堵塞类型 d粒 1/7 d孔深部堵塞2/3d孔

4、d粒 1/7 d孔浅部堵塞d粒 d孔无堵塞油气井修井工作液第8页二、修井液储层伤害机理分析 1、固体颗粒侵入伤害减小固体颗粒侵入伤害方法： 采取屏蔽暂堵方法，添加架桥颗粒，预防固相造成储层深部损害； 优化固相颗粒粒径级配，形成质量好内外泥饼； 确定合理修井液密度，保持最小正压差； 保持合理上返速度，减小修井液浸泡时间； 采取无固相修井液进行作业。油气井修井工作液第9页二、修井液储层伤害机理分析 2、与储层不配伍性伤害 修井液侵入储层后，引发储层中粘土矿物膨胀、分散、迁移，堵塞孔隙通道，从而造成储层渗透率下降。粘土矿物中蒙脱石和伊蒙混层水敏性最强。粘土水化SEM照片（1）水敏伤害油气井修井工作液

5、第10页二、修井液储层伤害机理分析 2、与储层不配伍性伤害 修井液侵入储层后，引发近井地带含水饱和度增加，在岩石孔隙中产生毛细管效益和贾敏效应，增大了原油流动附加阻力，造成了油井产量下降。毛细管效应贾敏效应（2）水锁伤害油气井修井工作液第11页二、修井液储层伤害机理分析 3、与地层流体不配伍性伤害 修井液侵入油层后，修井液中表面活性剂、细微颗粒与原油接触，轻易形成油包水乳化液。油包水乳化液粘度高、流动性差，在油层中渗流阻力增大，造成了油井产量下降。油包水乳液细微颗粒对乳液稳定作用（1）乳化堵塞油气井修井工作液第12页二、修井液储层伤害机理分析 3、与地层流体不配伍性伤害 修井液与地层水不配伍，

6、发生物理化学反应，产生无机垢（硫酸钙、硫酸钡、硫酸铭、硫酸镁、氢氧化铁等）、有机物沉淀（结蜡、沥青、胶质等）和细菌，堵塞储层孔道，降低储层渗透率，影响油井产量。（2）沉淀堵塞无机垢图片蜡样图片油气井修井工作液第13页二、修井液储层伤害机理分析 修井液储层伤害机理分析研究流程修井液储层伤害机理分析研究流程图修井液潜在伤害原因分析伤害原因结论伤害程度评价试验提出保护油层对应对策固含量及粒径分析含油量分析细菌分析离子类型分析防膨性能分析矿化度分析岩心流动试验岩心敏感性分析油气井修井工作液第14页概 述1修井液储层伤害机理分析2修井液类型及适应性3修井液惯用处理剂4塔里木惯用修井液5主要内容油气井修井

7、工作液第15页三、修井液类型及适应性 修井液分类按成份划分清洁盐水修井液暂堵型盐水修井液泡沫修井液纯油修井液隐形酸修井液水基修井液油基修井液气基修井液油包水修井液空气修井液充气修井液固化水修井液无固相聚合物修井液油气井修井工作液第16页三、修井液类型及适应性 1、无固相聚合物修井液 无固相聚合物修井液是采取水（联合站污水、海水或清水）、聚合物和其它处理剂配制而成胶液。经过添加聚合物来增加体系粘度，减缓修井液漏失速度，实现循环洗井目标。 不含固相，防止了固相颗粒对储层伤害，不过漏失量较大，而且聚合物会对储层造成吸附损害。 常压低渗砂岩油气层。修井液特点适应范围油气井修井工作液第17页三、修井液类

8、型及适应性 2、清洁盐水修井液 清洁盐水修井液是采取一个或各种盐类、水（联合站污水、海水或清水）和其它处理剂配制而成。经过加入不一样类型或数量可溶解性盐来调整密度，密度调整范围在1.062.3 g/cm3，是当前应用最广泛修井液。 不含固相，防止了固相颗粒对储层伤害；高矿化度体系，抑制性强，即使部分修井液浸入产层也不会引发粘土膨胀和运移。 小井眼、深井、水平井；水敏性油气藏；盐岩层和泥页岩层；高温高压油气井；因为体系中没有固相，漏失会比较严重，不适合用于高渗地层。修井液特点适应范围油气井修井工作液第18页三、修井液类型及适应性 2、清洁盐水修井液盐水体系最高密度 g/cm3 氯化钾 1.17氯

9、化钠 1.20氯化钙1.39溴化钠 1.50溴化钙 1.391.70溴化钙/氯化钙 1.331.80溴化锌/溴化钙/氯化钙 1.802.30无机盐盐水体系溴盐对环境污染性和身体伤害比较大；腐蚀性比较强；高密度溴盐必须经过充分过滤，严格控制固相颗粒，预防溴盐结晶；盐水密度受温度影响较大。KClNaBr2油气井修井工作液第19页三、修井液类型及适应性 清洁盐水修井液油气井修井工作液第20页三、修井液类型及适应性 2、清洁盐水修井液盐水体系最高密度 g/cm3 甲酸钠 1.35甲酸钾 1.60甲酸铯2.30weigh21.31weigh31.51有机盐盐水体系有机盐无毒、无害、可生物降解，满足环境保

10、护要求；有机盐与稠化剂配物性很好，不影响稠化剂增稠性能，同时能提升稠化剂耐温性能；与储层配伍性好、抑制性强，有利于保护油气层；能够有效抑制天然气水合物形成；耐温性能好，耐温能力可达180；对金属和橡胶无腐蚀。油气井修井工作液第21页三、修井液类型及适应性 2、清洁盐水修井液 清洁盐水中不含固相，不能形成有效滤饼，滤失量很大。为了降低盐水漏失和减小储层损害，有必要控制滤失量。控制方法是添加聚合物来提升水相粘度，并在井壁上形成粘膜，以降低滤失速率。另外，为了提升修井液携砂能力，也需要添加聚合物来提升修井液粘度。 能在高矿化度盐水中溶解，且不被高价金属离子置换而沉淀； 在盐水中有较强增粘能力； 对储

11、层没有显著损害，而且酸溶性好； 稳定性好，不易降解，在较高温度（100），依然有效。 惯用聚合物有羟乙基纤维素（HEC），生物聚合物（XC），羧甲基羟乙基纤维素（CMHEC），羟乙基淀粉等。专用聚合物特点油气井修井工作液第22页三、修井液类型及适应性 3、暂堵型盐水修井液 暂堵型修井液由盐水溶液和暂堵剂固相颗粒组成。暂堵剂既可起到加重作用，还可在井壁上形成后期能够去除内外泥饼，以减小滤失量。按暂堵颗粒溶解能力，能够分为酸溶性体系、油溶性体系和水溶性体系。高渗透或裂缝型漏失油气层适用范围油气井修井工作液第23页三、修井液类型及适应性 3、暂堵型盐水修井液 酸溶性修井液体系主要由盐水基液、聚合物、

12、酸溶性暂堵剂和其它处理剂组成。 酸溶性暂堵剂最惯用是超细碳酸钙和碳酸铁。碳酸钙适合用于密度为1.031.50g/cm3修井液，更高密度修井液惯用碳酸钙/碳酸铁复合加重。碳酸钙/碳酸铁粒径依据储层平均孔隙直径1/3标准确定。 酸溶性修井液在作业之后采取酸化方式，能够去除沉积在井壁内外暂堵颗粒和泥饼。（1）酸溶性修井液体系油气井修井工作液第24页三、修井液类型及适应性 3、暂堵型盐水修井液 水溶性修井液体系主要由饱和盐水、聚合物、盐粒和其它处理剂组成，密度范围为1.031.68g/cm3。它是把一定尺寸固相盐粒加入到聚合物饱和盐水中，盐粒在饱和盐水中不能溶液，悬浮分散在体系中。体系中盐粒和聚合物可

13、起到加重、桥堵和控制滤失作用。 水溶性修井液在作业之后，不需要进行酸化，只需采取淡水或非饱和盐水侵洗即可去除井壁内外暂堵颗粒和滤饼。（2）水溶性修井液体系油气井修井工作液第25页三、修井液类型及适应性 3、暂堵型盐水修井液 油溶性修井液体系主要由盐水基液、聚合物、油溶性树脂和其它处理剂组成。采取油溶性树脂作为桥堵材料，实现降滤失作用。 所用油溶性树脂包含两类：脆性油溶性树脂，它主要用作桥塞粒子；可塑性油溶性树脂，在压差下能够变形，主要作为充填粒子。 油溶性修井液在作业之后，井壁内外桥堵材料和滤饼，可由地层中产出原油或凝析油溶解，也可注入柴油和亲油表面活性剂加以溶解。（3）油溶性修井液体系油气井

14、修井工作液第26页三、修井液类型及适应性 4、隐形酸修井液 能够预防各种有机、无机沉淀产生； 能够去除已经形成有机或无机沉淀及井壁屏蔽暂堵层； 可与储层岩石中易酸溶矿物及胶结物产生溶蚀反应，扩大渗流通道。 隐形酸修井液是在常规（碱性）修井液基础上加入隐形酸螯合剂（HTA）。HTA本身不是酸，含有极强水溶性，在水溶液中能释放出H+离子，使溶液呈酸性，HTA浓度越高，酸性越强。隐形酸修井液能够改进储层渗透率，提升油井产能。盐水（无机或有机盐）+ 粘土稳定剂 + 隐形酸螯合剂HTA + 防腐杀菌剂隐形酸修井液特点基本组成油气井修井工作液第27页三、修井液类型及适应性 5、固化水修井液 利用高分子吸水

15、材料控制修井液体系中自由水，并经过物理脱水作用和化学反应在孔眼或井壁上形成暂堵层，有效地阻断了修井液在中低渗储层漏失。 井下大于120条件下，暂堵层化学反应，形成强度更高、渗透性更低胶质封堵层。 井温小于100条件下，高分子吸水材料在正压差下物理脱水形成暂堵层，阻断修井液渗漏井温小于100井温大于120油气井修井工作液第28页三、修井液类型及适应性 5、固化水修井液破胶油气井修井工作液第29页三、修井液类型及适应性 5、固化水修井液衰竭漏失型砂岩储层修井作业裂缝型储层修井作业不一样压力系数多层合采井 不能采取过高浓度二价阳离子液体配液 密度上限为1.20g/cm3 抗温上限为140 化学法破胶

16、和气举联作 酸液破胶氧化剂破胶不破胶诱喷方法破胶工艺适用范围不足油气井修井工作液第30页三、修井液类型及适应性 5、固化水修井液 油田已处于开发中后期，地层压力系数低于静水柱压力，当前地层压力梯度仅为0.79MPa/100m。假如修井过程中要建立循环或进行冲砂作业，将面临修井液大量漏失问题。即使是使用清水压井，对于5800m左右井来讲，也存在12.18MPa正压差，在如此大正压差下，修井液必定会发生大量漏失。 固化水修井液在东河塘油田应用 针对东河塘石炭系储层特点，采取了固化水进行了修井冲砂作用，取得了良好应用效果。塔中油田当前也存在修井液漏失严重问题，可将固化水修井液在塔中油田推广应用。油气

17、井修井工作液第31页三、修井液类型及适应性 6、油基修井液 油基修井液可分为油包水乳化液和纯油修井液。油基修井液含有稳定性好，密度范围大，流变性易于调整，能抗各种盐类污染，对泥、页岩有很强抑制性，井壁稳定和防腐优点。而且滤液为油相，防止了储层水敏作用。 油基修井液通常是由油基钻井液直接转换而来，专门配制油基修井液情况较少见。油基修井液配制和维护与油基钻井液相同。油井修井液轻易引发火灾，不利于环境保护，使用成本较高，施工不方便。油气井修井工作液第32页三、修井液类型及适应性 7、泡沫修井液 泡沫修井液是经过在液体中加入表面活性剂，并充入惰性气体形成泡沫体系。该体系最低密度可到达0.4g/cm3，

18、经过调整加气量来控制体系密度。 该体系能够大幅度降低修井液漏失，同时体系中无固相，能够很大程度地降低修井液对地层造成损害，是一个低压油气井中良好修井液。 泡沫稳定周期短 施工工艺比较复杂 施工成本比较高 对环境污染较大泡沫修井液缺点油气井修井工作液第33页三、修井液类型及适应性 惯用修井液优缺点对比表主要分类亚类配制适用情况优点缺点水基清洁盐水无固相盐水+处理剂普通油气层抑制性好，储层伤害小，密度可调整无固相、滤失较高暂堵型盐水无固相盐水+暂堵型桥堵剂+处理剂高渗透或裂缝性油气层封堵性好、抑制性强、岩心渗透率恢复值80-90%需有对应解堵方法改性钻井液原钻井液+各种处理剂简单、价格低固相含量、

19、地层伤害可能性大隐形酸盐水+隐形酸螯合剂+处理剂普通油气层能够改进储层渗透率无固相、滤失较高固化水清水+固化剂+处理剂低压衰竭砂岩或低压裂缝性油气层封堵性好、滤失量低；切力高，携砂能力强密度和耐温性能有限油基原油（柴油）油包水型乳状液低压层或水敏地层无水敏、储层伤害小成本高、环境污染大、易发生火灾气基泡沫类、氮气低压井密度低、不伤害储层、易返排需配套设备，泡沫类不稳定油气井修井工作液第34页概 述1修井液储层伤害机理分析2修井液类型及适应性3修井液惯用处理剂4塔里木惯用修井液5主要内容油气井修井工作液第35页四、修井液惯用处理剂通称或主要成份汉字名称或代号主要用途与说明NaCl氯化钠用于配制密

20、度1.2g/cm3以下修井液KCl氯化钾用于配制密度1.17g/cm3以下修井液CaCl2氯化钙用于配制密度1.39g/cm3以下修井液和高密度混合溴盐修井液CaBr2溴化钙用于配制1.40g/cm3以上修井液ZnBr2溴化锌用于配制1.80g/cm3以上修井液羟乙基纤维素HEC用于盐水修井液增粘生物聚合物黄原胶用于盐水修井液增粘有机胺类缓蚀剂CA101用于盐水修井液防腐氰基无机化合物缓蚀剂用于高密度盐水修井液防腐超细CaCO3QS-2 OCX-1酸溶性桥堵剂，用于配制酸溶性暂堵修井液油溶性树脂JHY PP-BPA油溶性桥堵剂，用于配制油溶性暂堵修井液修井液惯用处理剂主要用途油气井修井工作液第

21、36页四、修井液惯用处理剂通称或主要成份汉字名称或代号主要用途与说明微粒盐水溶性桥堵剂，用于配制水溶性暂堵修井液酸溶性加重剂碳酸钙粉 碳酸铁粉CaCO3粉可加重盐水密度1.68g/cm3FeCO3粉可加重盐水密度2.1g/cm3粘土稳定剂PTA TDC15用于水基修井液抑制粘土颗粒膨胀和分散NaOH氢氧化钠用于调整NaCl、KCl盐水修井液pH值pH缓冲剂PF-PTS用于调整CaCl盐水修井液pH值亚硫酸钠除氧剂PF-OSY用于预防盐水修井液氧腐蚀除硫剂碱式碳酸锌用于预防盐水修井液H2S杀菌剂有机酚 有机醛用于预防修井液细菌腐蚀消泡剂XBS-300 GB-300用于预防修井液起泡降滤失剂羟乙基

22、淀粉控制水基修井液滤失量修井液惯用处理剂主要用途油气井修井工作液第37页概 述1修井液储层伤害机理分析2修井液类型及适应性3修井液惯用处理剂4塔里木惯用修井液5主要内容油气井修井工作液第38页五、塔里木惯用修井液塔里木油田使用主要修井液类型： 地层水（污水）无固相聚合物修井液 清洁盐水修井液 固化水修井液塔里木油田修井液配方推荐及设计部门：塔里木油田修井液存在主要问题： 修井液选择不合理造成储层伤害 碳酸盐岩裂缝孔洞型储层和衰竭低压储层中修井液漏失问题严重 修井液对生产管柱和套管腐蚀 修井液配方推荐部门：生产单位；修井液设计部门：投产前作业（井筒工艺室）、油井作业（采油工艺室）、气井作业（采气

23、工艺室）。油气井修井工作液第39页五、塔里木惯用修井液东河塘、哈得、塔中油田惯用修井液无固相压井液：清水+0.4XH-ZC-5（增稠剂）+1%GNW-20（粘土稳定剂）+0.5%-1%XHY-8（破乳剂）+0.5%（缓蚀剂）清洁盐水压井液：清水+NaCl+1%SB-（粘土稳定剂）无固相洗井液：清水+1%SB-（粘土稳定剂）+0.8%ZCJ（增稠剂）清洁盐水压井液：清水+NaCl+0.5%XH-ZC-5（增稠剂）清洁盐水压井液：清水+NaCl+CaCl2+1%GNW-2（粘土稳定剂）+0.5%XH-WS-1（盐缓蚀剂）+ ZCJ（增稠剂）无固相洗井液：清水+0.7XH-ZC-5（增稠剂）油气井修井工作液第40页五、塔里木惯用修井液无固相洗井液：清水+0.7XH-ZC-5（增稠剂）+ 1%SB-（粘土稳定剂）无固相洗井液：清水+0.7SX-1（增稠剂）+ 1%TRF-2（粘土稳定剂）无固相冲砂液：清水+0.7XH-T3（提切剂）+ 1%XH-F3（粘土稳定剂）无固相洗井液：清水+0.7ZCJ（增稠剂）+ 1%BCS-851（粘土稳定剂）无固相洗井液：清水+ 0.7XH-ZC-5（增稠剂）+ 1%XH-F3（粘土稳定剂）固化水冲砂液：清水1.02.0%SW-13A固化剂0.20.5%固化引发剂0.10.2%胶