[發(fā)明專(zhuān)利]一種高密度鉆井液泥餅的清洗方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510511434.2
• 申請(qǐng)日: 2015-08-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105134110B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 謝玉洪;董星亮;張勇;李中;李炎軍;吳江;黃熠;段澤輝;羅鳴;林四元;張萬(wàn)棟;王巍;張超;楊仲涵
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 中國(guó)海洋石油總公司;中海石油（中國(guó)）有限公司湛江分公司
• 主分類(lèi)號(hào): E21B21/00
• 分類(lèi)號(hào): E21B21/00;C09K8/52
• 代理公司: 廣州市南鋒專(zhuān)利事務(wù)所有限公司44228
• 代理人: 李慧

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種固井時(shí)高密度鉆井液泥餅的清洗方法，屬于海洋油氣田鉆井技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

隨著海洋油氣勘探的不斷深入，高溫高壓領(lǐng)域已成為未來(lái)勘探開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)領(lǐng)域之一。對(duì)海洋鉆井來(lái)講，井底溫度大于150℃的井為高溫井，地層孔隙壓力大于68.9MPa（10000psi）或地層孔隙壓力當(dāng)量鉆井液密度大于1.80g/cm³的井稱(chēng)為高壓井，高溫高壓并存的井稱(chēng)為高溫高壓井。高溫高壓鉆井是當(dāng)今鉆井技術(shù)難題之一。海上作業(yè)環(huán)境的限制使高溫高壓鉆井作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)更大，困難更多。

高溫高壓開(kāi)發(fā)井對(duì)井筒完整性要求比較高，而固井則是井筒完整性的重要屏障。生產(chǎn)期間，因?yàn)樵噳骸刈円鹚嗍芽p或滑脫引起固井質(zhì)量變差導(dǎo)致環(huán)空帶壓的問(wèn)題是氣井開(kāi)發(fā)面臨的難題。根據(jù)墨西哥灣14927口井的統(tǒng)計(jì)資料，生產(chǎn)8年時(shí)間30%的井發(fā)生環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}，生產(chǎn)17年時(shí)間有60%的井環(huán)空帶壓，由此可見(jiàn)，固井質(zhì)量對(duì)于防止環(huán)空帶壓?jiǎn)栴}，保障井筒完整性至關(guān)重要。

高溫高壓井段鉆井時(shí)，鉆井液密度高達(dá)1.80g/cm³，有的甚至達(dá)到2.0g/cm³以上，高密度鉆井液通常采用重晶石進(jìn)行加重，鉆井液固相含量高，井壁附著形成的泥餅厚，固井時(shí)造成泥餅清洗難度大，易引起水泥膠結(jié)質(zhì)量差，導(dǎo)致固井質(zhì)量變差，環(huán)空帶壓潛在風(fēng)險(xiǎn)高，給井筒完整性帶來(lái)嚴(yán)重隱患。常規(guī)的清洗方法，泥餅清除效果不好，導(dǎo)致套管鞋處水泥膠結(jié)質(zhì)量不理想，因此，如何有效的清除井壁泥餅，提高清洗效率，可有利于提高高密度的鉆井液固井質(zhì)量。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種固井時(shí)高密度鉆井液泥餅的清洗方法，該方法通過(guò)配置特定的清洗液，結(jié)合模擬砂輪打磨的原理，利用物理沖刷井壁的作用，獲得高效的清洗效率，可有效改善水泥膠結(jié)質(zhì)量，提高固井質(zhì)量。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種高密度鉆井液泥餅的清洗方法，由如下步驟組成：

（1）由加重清洗液、鐵礦粉、增粘劑、降濾失劑按以下質(zhì)量配比配制打磨清洗液：25~40%加重清洗液，50~70%鐵礦粉，2~8%增粘劑，3~7%降濾失劑，所述鐵礦粉是由細(xì)顆粒鐵礦粉和粗顆粒鐵礦粉組成；制備時(shí)，先在加重清洗液中加入粗顆粒鐵礦粉，以轉(zhuǎn)速200~400r/min混合均勻，再加入細(xì)顆粒鐵礦粉以轉(zhuǎn)速200~400r/min混合均勻，加入二分之一的增粘劑，以轉(zhuǎn)速400~600r/min混合攪拌5~10min，再加入二分之一降濾失劑，以轉(zhuǎn)速400~600r/min混合攪拌5~10min，最后依次加入剩余的增粘劑、降濾失劑混合攪拌均勻；

（2）調(diào)整鉆井液、隔離液及水泥漿的動(dòng)切力，使鉆井液動(dòng)切力＜沖洗液動(dòng)切力＜水泥漿動(dòng)切力；

（3）注水泥漿前，將步驟（1）制得清洗液泵送到井筒內(nèi)；

（4）計(jì)算套管與裸眼井段之間清洗液的環(huán)空返速，根據(jù)環(huán)空返速的大小判斷清洗液在環(huán)空中的流動(dòng)狀態(tài)是否為紊流狀態(tài)；使清洗液處于紊流狀態(tài)，并保證清洗液與井壁之間紊流接觸時(shí)間在10分鐘以上。

所述清洗液的環(huán)空返速超過(guò)紊流狀態(tài)臨界值1m/s時(shí)即達(dá)到紊流狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述鐵礦粉是由細(xì)顆粒鐵礦粉和粗顆粒鐵礦粉按照質(zhì)量比6~8:2~4組成。

本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案如下：所述打磨清洗液由33%加重清洗液、60%鐵礦粉、3%增粘劑、4%降濾失劑按質(zhì)量百分比配制，其中鐵礦粉由1200目的細(xì)顆粒鐵礦粉和250目粗顆粒鐵礦粉按照質(zhì)量比7:3組成；制備時(shí)，先在加重清洗液中加入粗顆粒鐵礦粉，以轉(zhuǎn)速200~400r/min混合均勻，再加入細(xì)顆粒鐵礦粉以轉(zhuǎn)速200~400r/min混合均勻，加入二分之一的增粘劑，以轉(zhuǎn)速400~600r/min混合攪拌5~10min，再加入二分之一降濾失劑，以轉(zhuǎn)速400~600r/min混合攪拌5~10min，最后依次加入剩余的增粘劑、降濾失劑混合攪拌均勻。

本發(fā)明技術(shù)方案中，所述加重清洗液是由15~25份表面活性劑、15~26份環(huán)保溶劑、8~15份穩(wěn)定劑、17~28份螯合分散劑、22~40份水組成。

進(jìn)一步優(yōu)選的，所述加重清洗液是由20份表面活性劑、20份環(huán)保溶劑、10份穩(wěn)定劑、20份螯合分散劑、30份水組成。

進(jìn)一步的，所述表面活性劑優(yōu)選多元醇型非離子表面活性劑；環(huán)保溶劑優(yōu)選溶解力強(qiáng)、毒性低的高沸點(diǎn)芳烴溶劑油中的一種或二價(jià)酸酯；穩(wěn)定劑優(yōu)選黃原膠或其他環(huán)境友好型的穩(wěn)定劑；螯合分散劑優(yōu)選無(wú)磷耐堿馬來(lái)酸酐-丙烯酸共聚物或聚丙烯酸鈉螯合分散劑。