加重冲洗液设计与应用

论文摘要

冲洗液和隔离液统称为前置液,是在固井注水泥浆前预先泵入的一段流体,用以清洗井眼,改变套管表面的润湿性,使之易于与水泥浆胶结,改善水泥浆的流变性,防止水泥浆的污染和钻井液的絮凝。具有隔离、冲洗、稀释、缓冲等多重作用。随着油田勘探开发力度的逐年增加,目前固井施工中普遍存在温度高,封固段长,井径不规则,泥浆和水泥浆易相互污染,冲洗效率低,隔离效果差,顶替效率低等问题。严重地制约固井质量的提高。而固井质量的好坏直接关系到后续的钻井、完井、开发、提高采收率等措施能否顺利实施,关系到油田勘探开发的进程。从目前固井技术配套技术层面和固井质量分析认为,冲洗隔离液是目前固井技术中的薄弱环节,未能充分发挥其提高固井质量的作用。本文详细介绍了冲洗液、隔离液的作用机理,分析了国内外冲洗隔离液技术发展的现状和发展趋势。总结介绍了冲洗效率评价试验方法,隔离液顶替效率评价方法,流变性评价方法,稳定性评价方法,混合物的配伍性评价方法,和界面胶结强度试验评价方法。对比评价了表面活性剂、悬浮稳定剂、分散剂、降失水剂、加重剂、消泡剂等各种外加剂的性能,筛选合适的外加剂材料,利用理论分析与试验相结合的方法,研制开发了加重冲洗隔离液体系,并进行了流变性计算,给出了紊流顶替的临界排量和临界上返速度。在大庆油田调整井和深井开发井中进行了现场应用,现场应用结果表明,研制的加重冲洗隔离液体系冲洗效率高,隔离效果好,密度调解范围宽,可在1.05-1.85 g/cm3之间自由调节,API失水量小于50毫升;与钻井液、水泥浆相容性良好,有利于改善界面胶结强度,密度均匀,无发泡现象,容易泵送,施工工艺简单。返出的钻井液、冲洗液、隔离液界面清楚,混浆段短。有利于提高固井顶替效率,改善固井质量,延长油井寿命,提高油气田开发效益。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 创新点摘要
• 前言
• 第一章 概述
• 1.1 冲洗隔离液的作用
• 1.2 冲洗隔离液的发展现状
• 1.3 冲洗隔离液的性能及评价方法
• 1.3.1 冲洗效率的评价方法
• 1.3.2 界面胶结强度评价方法
• 1.3.3 液体混合物的配伍性评价方法
• 1.3.4 稳定性评价方法
• 1.3.5 隔离液顶替效率的方法
• 1.4 本文研究的目的及意义
• 第二章 隔离液原料的优选
• 2.1 加重剂的品种和优选
• 2.1.1 钛铁矿和赤铁矿
• 2.1.2 石灰石
• 2.1.3 重晶石
• 2.1.4 加重剂的筛选试验
• 2.2 悬浮稳定剂的优选
• 2.2.1 聚丙烯酰胺（PAM）
• 2.2.2 羟甲基纤维素（CMC）
• 2.2.3 正电胶（MMH）
• 2.2.4 羟乙基纤维素（HEC）
• 2.2.5 悬浮稳定剂的筛选试验
• 2.3 表面活性剂的优选
• 2.3.1 表面活性剂的种类
• 2.3.2 表面活性剂的筛选和加量的确定
• 第三章 隔离液的评价
• 3.1 稳定性试验
• 3.2 冲洗率试验
• 3.3 失水试验
• 3.4 界面胶结强度试验
• 3.5 相容性试验
• 3.6 抗温性能试验
• 3.7 与国外冲洗隔离液体系性能对比试验
• 3.8 流变性试验
• 3.9 流变模型的确定
• 3.10 临界返速和最小紊流排量
• 第四章 现场应用
• 4.1 调整井现场试验
• 4.2 特殊井现场试验
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 详细摘要