鄂尔多斯盆地产层段冲洗液有效冲洗技术研究

侯彬彬，董丽娜，高利军，刘海峰，乐 雷，冯剑楠

(陕西延长石油(集团)有限责任公司延长气田采气二厂,陕西 靖边 718500)

鄂尔多斯盆地油气井由于成本原因，多采用简单的井身结构，造成长裸眼段穿越多个地层、多套压力体系可能还有不同的钻井液体系的浸泡，井径变化不规则，形成"大肚子"井眼。为了提高低易漏段固井顶替效率，使用防塌冲洗液作为固井前置液体系。冲洗液主要用于冲洗井壁和套管壁上的钻井液胶凝物质，通过润湿、渗透、乳化作用而使泥饼疏松脱落，并改善界面亲水性，提高界面与固井水泥环的胶结强度[1]；二是能够很好改善钻井液的流变性能，降低钻井液粘切和触变性，提高注水泥顶替效率[2]。对冲洗液的评价方法主要有流变性能、相容性、油溶性、清洗效率[3-8]等。

本文主要通过测试冲洗液与泥浆及水泥浆的适配性、冲洗液对原油的溶解性，冲洗液的清洗效率，研究了选配冲洗液的性能。

1 材料与方法

1.1 实验药品及仪器

主要原料: 稀释剂(HCB-XS)、清洗剂(HCB-QX)、氯化钠、氯化钾。

主要仪器：六速旋转黏度计(ZNN-D6)、高温高压滤失仪(42型)、密度计(XYM-1)、常压稠化(WC-2250)。

1.2 冲洗液配方

配方组成：清水+1%稀释剂HCB-XS +3%HCB-QX+2%NaCl +2% KCl

1.3 泥浆相容性性能测试

参照石油天然气行业标准SY/T5374-2000，将配置好的冲洗液分别与密度为 1.10g/cm3的钻井泥浆和密度为 1.89 g /cm3的水泥浆按照体积比为 100∶0、95∶5、75∶25、50∶50、 25∶75、5∶95、0∶100的比例高速搅拌混合，用常压稠化仪搅拌30min 后， 用6 速旋转黏度仪分别测量转速为 600、300、200、100、6、3r /min 时的读数值，计算塑性黏度与动切力。

1.4 泥饼清除实验

首先将泥浆做高温高压静失水，制得泥饼(分成两半)，冲去表面浮泥,晾干后称重，设重量为M1；再将半块泥饼固定在六速旋转黏度计的外桶上，开动黏度计开关在不同转速清洗8min，取出泥饼，晾干后称重，设重量为M2。设滤纸重M0，则可以计算出泥饼清除效率P，其中P=[1-(M2-M0)/(M1-M0)]×100%。

2 结果与讨论

2.1 冲洗液与钻井泥浆及固井水泥浆配伍性研究

2.1.1 对钻井泥浆的稀释效果

参照天然气行业标准SY/T5374-2000，将冲洗液与钻井泥浆(泥浆密度1.10g/cm3)以不同比例混合，高速搅拌后测定其流变性，结果见表1。

表1 冲洗液对钻井泥浆的稀释作用

表1(续)

由表1可见，随着冲洗液比例的提高，稠度指数、塑性黏度及动切力呈现明显的下降趋势，说明冲洗液对泥浆具有良好的稀释作用。随着冲洗液的增加冲洗液占混液25%时就可以很好的降低钻井液动切力，提高了钻井液的流型指数，从经济上考虑，选择泥浆：冲洗液的比例为75∶25。

2.1.2 与水泥浆的相容性

参照SY/T5374-2000，将冲洗液与水泥浆(水泥浆密度1.89g/cm3)以不同比例混合，高速搅拌后测定其流变性，结果见表2。

表2 冲洗液与水泥浆相容性评价

由表2可以看出，随着冲洗液比例的增加，稠度指数、塑性黏度及动切力开始下降，说明冲洗液与水泥浆相混，没有出现闪凝、增稠现象，证明冲洗液与水泥浆具有良好的相容性。

2.2 冲洗液冲洗能力评价

2.2.1 冲洗液油溶性评价

配制固井前置液50 mL，向前置液逐步滴入原油1～19 mL，记录原油的溶解能力及溶解速率实验结果如表3。

表3 冲洗液原油溶解速率

从表3可知，随着原油的滴入，溶解速率呈现先增加后减小的趋势，滴加的原油在1～7.5 min时均能完全溶解，溶解速率大于1.0mL/min，表明固井前置液具备高效快速溶解原油的能力，能够有效清除井壁原油，提高顶替效率，提升固井胶结质量。

2.2.2 冲洗液的清洗效率

在钻井过程中，必然会在井壁上形成一层泥饼，冲洗液对泥饼清除效果的好坏对固井质量起着至关重要的作用。

此为利用钻井液完全侵润的六速旋转黏度仪模拟钻井液在井下泥饼的状态，如图1所示。

图1 清洗前后效果图(左为清洗前，中为清洗5秒，右为清洗10秒效果)

分别测定冲洗液在不同转速和不同清洗时间下的泥饼清除效率，结果见图2与图3。

图2 转速对泥饼清除效率的影响

由图2可知，随着清洗时转速的增加，泥饼清除效率逐渐增加，因此冲洗液达到紊流顶替，可以明显提高泥饼清除效率。

图3 清洗时间对泥饼清除效率的影响(转速为300 r/min)

由图3可知，在相同的转速下，随着清洗时间的增加，泥饼清除效率逐渐增加，因此延长冲洗液的紊流时间，可以明显提高泥饼清除效率。

3 结论

(1)固井冲洗液对井泥浆、水泥浆未造成增稠絮凝现象。随着前置液比例增大，流体的塑性黏度和屈服值降低，该前置液可改善流动性，在较低临界流速下达到紊流顶替。

(2)该冲洗液的原油溶解能力较好，溶解速率大于1.0mL/min，可有效清除井壁原油，提高顶替效率。

(3)冲洗液清洗效率较好，当提高清洗转速和时间，可以明显提高泥饼清除效率。

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