水基延時破膠液在馬來西亞Bertam油田中的應(yīng)用

諶鵬飛

中海油田服務(wù)股份有限公司油田化學(xué)事業(yè)部 河北 燕郊 065201

在馬來西亞Betam油田某井中，按照作業(yè)者要求，設(shè)計8-1/2”儲層鉆井液為無固相鉆開液體系，且在完井程序中，需要在井底泵入破膠液，延遲井底工作液和泥餅反應(yīng)時間。主要目的是由于在水基鉆開液體系中，加入了高分子提粘劑PFVIS150，該處理劑分子量長達(dá)200-300萬，體積大，粘度高。PF-VIS150經(jīng)鉆頭水眼高速噴射剪切后，以低分子量濾液液相的形式進(jìn)入油氣孔隙通道，且由于在地層孔隙中界面張力的影響，濾液容易吸附和滯留在油氣縫隙中，造成油氣流通通道受阻，導(dǎo)致油田產(chǎn)能降低。因此，在鉆井液設(shè)計中，需要在裸眼段中替入破膠液對泥餅進(jìn)行破壞，以恢復(fù)近井壁滲透率，達(dá)到提高產(chǎn)能的目的[1]。但如果實施專門的破膠程序，即：在下完篩管后，用完井液頂替出井中鉆井液，再將裸眼段替入破膠液，等待破膠，時間較長[2]，這必將增加鉆機時間，加大甲方作業(yè)日費。同時，完井周期時間長，儲層也會受到更多潛在的污染，導(dǎo)致產(chǎn)能降低。因此，作業(yè)者h(yuǎn)要求破膠液在最初的8h內(nèi)，失水小于8mL，且在8d內(nèi)完全移除泥餅，且?guī)r心滲透率恢復(fù)值達(dá)到85%。因此，針對作業(yè)者要求，專門設(shè)計并混配了一種延時破膠液，在最初8h內(nèi)，在淀粉酶的催化下，消耗包裹在產(chǎn)酸劑外部的表面活性劑，并逐漸釋放出H+，延緩泥餅破壞程度。并將破膠液濾液失水控制在5ml之內(nèi)，8d后巖心滲透率恢復(fù)值達(dá)到114%。使用該體系破膠后，產(chǎn)量超出作業(yè)者配產(chǎn)預(yù)期。

1 地質(zhì)與工程概況

1.1 地質(zhì)概況

Betam-A15ST2井位于西馬PM307區(qū)塊，水深74.7m。設(shè)計斜深5325.36m，垂深1653.3m，儲層段為淺棕色、破碎性疏松粉沙巖。井底溫度92℃，井底壓力為1700 psia/6.2ppge.

1.2 工程概況

本井在13-3/8”套管內(nèi)下入斜向器開窗，并在12-1/4”井段使用合成基泥漿造斜鉆進(jìn)至4831m，并在K10.1層位中著陸。儲層8-1/2”井段采用水基鉆開液鉆井，并下入5-1/2”篩管進(jìn)行完井作業(yè)。

2 技術(shù)難點

破膠液是具有在一定溫度下對大分子聚合物鉆井液體系進(jìn)行有效降解、容易返排、能減輕鉆井液長期滯留地層造成傷害等特點的一種添加劑。 本井的井底溫度為90℃左右，過高的溫度會導(dǎo)致破膠液中的酸性（H+）釋放速度加快，高分子聚合物的降解速度加快，導(dǎo)致破膠液失水增大，提前破膠。

3 室內(nèi)配方優(yōu)選與評價

3.1 8-1/2”水基EZFLO 鉆開液配方

鉆井水+1ppb燒堿 + 28.7ppb氯化鉀 + 6ppb PFEZFLO + 1ppb PF-VIS150+11ppb PF-UHIB + 11ppb PF-LUBE + 15ppb CaCO3。其中燒堿提供泥漿的堿度，提高pH值，使泥漿呈堿性環(huán)境。氯化鉀提供鉀離子，抑制水敏性地層水化分散，防止井壁坍塌。PF-EZFLO，儲層用改性淀粉，減低泥漿的濾失量。PF-VIS150，高分子材料，儲層用增粘提切劑。PF-UHIB，聚氨類產(chǎn)品，抑制泥頁巖水化分散。PF-LUBE，水基潤滑劑，水平段鉆進(jìn)中減低鉆柱扭矩。CaCO3，加重材料，提高泥漿比重，并可和延時破膠液釋放的酸進(jìn)行反應(yīng)，打開油氣縫隙通道。

3.2 延時破膠液的室內(nèi)配方優(yōu)選和評價

（1）延時破膠液配方優(yōu)選

經(jīng)室內(nèi)優(yōu)選評價，確定優(yōu)化后的破膠液配方：

95% 體積KCL鹽水（9.2ppg） + 2g PF-HEC +5%體積PF-Precursor + 1g PF-Enzyme。其中鹽水提供比重，滿足井控要求。PF-HEC，羥乙基纖維素，可在泥餅形成一層保護膜膜，延緩酸對泥餅的破壞。PF-Precursor 產(chǎn)酸劑，由表面活性劑包裹，提供H+破壞泥餅。PF-Enzyme淀粉酶催化劑，能破壞由淀粉降濾失劑和碳酸鈣加重劑形成的泥餅，同時可以和PF-Precursor產(chǎn)酸劑外部的表面活性劑反應(yīng)。

（2）地層巖芯滲透率恢復(fù)值實驗

室內(nèi)通過配制8-1/2”鉆開液，測API濾失得到泥餅。同時，通過甲方提供的地層巖芯，泥餅浸泡8d后，測泥餅的滲透率恢復(fù)值，測試程序如下：

（a）準(zhǔn)備作業(yè)者提供的巖芯，測量基礎(chǔ)參數(shù)，按照表1配方，模擬配制真空條件下飽和地層水，后持續(xù)浸泡巖芯16h。

表1 飽和地層水配方

（b）使用巖芯流量計測量巖心流體的滲透率，在實驗溫度下使用合成基油Saraline 185 V單向氣驅(qū)替油，見圖1，記錄初始滲透率，讀數(shù)穩(wěn)定時Ko。

圖1 巖芯污染前壓力曲線

（c）使用受污染的鉆井液在3.5MPa和190°F條件下，反向沖洗巖芯2h;

（d）配制延時破膠液，置換1倍孔隙體積的破膠液，停泵，在壓力下保持浸泡巖芯8d;

（e）用合成基油Saraline 185 V沿初始滲透位移方向單向氣驅(qū)油置換，見圖2，記錄污染后滲透率的穩(wěn)定讀數(shù)，Kod。

圖2 泥餅破膠后壓力曲線

（f）計算滲透率恢復(fù)值Rd=Kod/KoX 100%，如表2所示。

表2 滲透率恢復(fù)值測試結(jié)果

結(jié)論：通過圖1可見，在巖芯未被污染前，最大驅(qū)替壓力在4800s時間段約為0.09MPa。在3.5 MPa壓力和190°F溫度條件下，巖芯浸泡8 d后，通過制備的延時破膠液破壞泥餅。從圖二可得出，在5000s時段，最大驅(qū)替壓力約為0.06MPa。說明巖芯污染后，在相似的時間段內(nèi)，巖芯的驅(qū)替壓力低于該巖芯污染前的驅(qū)替壓力，巖芯污染后返排壓力小，滲透率恢復(fù)效果良好。 同時，可以計算得出，滲透率恢復(fù)值Rd為114.75%，遠(yuǎn)超作業(yè)者要求的85%。另外，由于滲透率恢復(fù)值Rd超過100%，該延時破膠液可能對該巖芯滲透率恢復(fù)值具有一定的改造作用。

破膠液延時破膠實驗

由于PF-Precursor產(chǎn)酸劑包裹著一層表面活性劑，需要消耗掉該表面活性劑后，酸性（H+）才被釋放出來，因此需要在室內(nèi)評價8個小時內(nèi)的該延時破膠液的pH值，以及在8h內(nèi)的漏失量。同時，由于在8-1/2”地層可能存在漏失，按照作業(yè)者鉆井設(shè)計，存在加入哈里伯頓儲層暫堵材料KMAX的可能性，因此，整個延時破膠室內(nèi)評價實驗如表3所示。

表3 漏失量和pH實驗

結(jié)論：通過表3的評價實驗，在最初的8個小時內(nèi)，隨著淀粉酶和產(chǎn)酸劑表面的表面活性劑反應(yīng)，H+逐漸被釋放出來，酸性逐漸增強，漏失量逐漸增加。在8個小時內(nèi)總漏失量為4.4mL，完全滿足作業(yè)者8h內(nèi)，總漏失量8ml要求。同時，在有暫堵材料KMAX存在情況下，破膠液在5d后漏失量達(dá)到突破峰值，滿足甲方在8d內(nèi)，泥餅完全清除的要求。

4 現(xiàn)場應(yīng)用

4.1 延時破膠工藝程序

按照延時破膠液配方順序，在完鉆循環(huán)鉆井液期間，配制好破膠液，按照延時破膠工藝進(jìn)行破膠。

完鉆后，振動篩換上高目數(shù)篩網(wǎng)，開泵循環(huán)泥漿，直至振動篩面干凈。后在裸眼段替入新的無污染EZFLO鉆開液。

起鉆，組合刮管工具，下至9-5/8”套管內(nèi)，刮管，循環(huán)泥漿直至振動篩面干凈。

下入5-1/2”篩管，鉆桿送至裸眼段至5370m，封隔器下至4796m。

用35桶鹽水頂替128桶延時破膠液至裸眼段。利用破膠液的延時破膠能力，浸泡7-8個小時后，破膠液破除井壁上的泥餅，漏失。

坐封封隔器，關(guān)閉MFIV閥。9-5/8”套管內(nèi)鉆開液用海水循環(huán)頂替至干凈，NTU小于35，后9-5/8”套內(nèi)的海水，全部替入9.0ppg封隔液。

起2-7/8”沖管和5-1/2”送入鉆桿，下入生產(chǎn)管柱，安裝采油樹，轉(zhuǎn)入生產(chǎn)環(huán)節(jié)。

4.2 現(xiàn)場應(yīng)用效果

使用該延時體系破膠后，Betam油田某井投入生產(chǎn)后，產(chǎn)量高達(dá)1000BODP，遠(yuǎn)超出作業(yè)者配產(chǎn)預(yù)期。

5 結(jié)論

隨著時間的增加，產(chǎn)酸劑外部的表面活性劑消耗增加，釋放出的H+增加，酸性越來越大，對泥餅的破壞作用越強。

使用優(yōu)選出來的延時破膠液，能非常有效的清除近井壁地帶的泥餅，恢復(fù)滲透率，開打油氣縫隙通道，最大化的保護油氣儲層，增加油氣產(chǎn)能。

該延時破膠液在地層溫度90℃時，具有良好的儲保效果，且具有一定的改造儲層滲透率的效果。