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斯伦贝谢RHELIANT PLUS“恒”流变体系 轻松应对深水钻井难题

斯伦贝谢RHELIANT PLUS“恒”流变钻井液 轻松应对深水钻井难题

M-I SWACO公司研发的钻井液体系RHELIANT PLUS具有极强的热稳定性和恒流变特性,在深水钻井作业中,无论地层温度如何变化,该体系都能够防止重晶石沉降、降低钻井液当量循环密度。

来自 | M-I SWACO
编译 | 罗曼

钻井作业时,油田运营商们经常面对一个进退两难的境地,在井下作业时,温度随着井深增加而升高,但是在泥面附近,井内温度接近冰点,这就需要在深水井和大位移井钻井过程中对钻井液体系进行转变。在深水钻井中,隔水导管的低温会造成钻井液当量循环密度(ECD)增加,而通过降低其流变性来弥补ECD增加会引起井眼不清洁、重晶石沉降及费用过高等问题。

为此,M-I SWACO公司研发了RHELIANT钻井液体系,随着RHELIANT钻井液体系性能的逐步完善,该产品井眼清洁能力逐渐增强,最终升级成为新一代RHELIANT PLUS钻井液体系,该体系已成功应用于全球范围内的深水钻井作业。该体系能够通过提升钻进速度,降低深水井、定向井和大位移井等所有井型的漏失风险,进而降低作业成本。

RHELIANT PLUS钻井液体系的稳定性不受温度和压力影响。温度高至150℉时,该油基钻井液体系性能十分稳定,温度低至4℉时同样如此。正是因为其恒流变特性和凝胶结构使得钻井液能够较低的ECD(当量循环密度)下进行钻进作业,同时能够在钻进过程中降低其它他风险,避免地层漏失等问题的发生。

RHELIANT PLUS钻井液体系还能够降低井眼应力,因为较之于其它钻井液体系,该体系抗固体物污染能力更强,并且对钻井液当量循环密度控制能力更强,因此能够优化大位移井钻井工艺。该体系稳定的结构适用于井内环境复杂的复杂井况井,能够简化作业工艺。

流变性稳定

相比于现场应用的第一代RHELIANT钻井液体系, RHELIANT PLUS钻井液体系能够提高固井质量,即便是在凝胶结构胶结性差或高温条件下进行钻井作业时,也能保证较高的固井质量。同样,新的RHELIANT PLUS钻井液体系也具有恒定的流变性。

RHELIANT PLUS钻井液体系在粘土含量高(>50%)、凝胶结构低情况下,仍旧能够保持稳定的性能。

由于体系本身具有适中的“聚合物粘度”,使用时仅需加少量的添加剂即可,有机土的性质主要由添加剂控制。RHELIANT PLUS钻井液体系的凝胶强度结构能有效降低井底化学物质沉降,保证井眼清洁。

配方简单 效果极佳

RHELIANT PLUS是一种稳定的、由三种组分构成的、可以适应不断变化井况的钻井液体系,该体系能简单有效地应对各种井况,同时能够降低钻井液的使用量,降低相关材料耗费。三种组成RHELIANT PLUS钻井液体系的重要成分是:多合一的SUREMUL PLUS†乳化剂,多合一的RHELIANT PLUS流变改性剂以及有机土VG PLUS†。

在RHELIANT PLUS钻井液体系中,SUREMUL PLUS乳化剂是该体系的主乳化剂和润湿剂。其乳化稳定性强,在高温下性能稳定,滤液为连续的油相。此外,SUREMUL PLUS乳化剂能够有效抵抗固体物污染。SUREMUL PLUS的初始加量为是8~12 ppb(22.8 ~34.2千克/立方米),这主要取决于密度、油水比及稳定的温度。

RHEFLAT PLUS是一种胶凝剂和流变改性剂,专用于增加剪切粘度,控制沉降,为RHELIANT PLUS钻井液体系提供稳定的流变性。

通过与VG-PLUS和/或VG-SUPREME†有机土的配合结合使用,RHELIANT PLUS钻井液体系在温度为300°F(149℃)时仍能发挥作用,如果温度超过300°F(149℃),推荐使用VERSAGEL HT†增粘剂。初始加量为0.6~1.5磅/桶(1.7~4.3千克/立方米),主要取决于基液、钻井液密度、油水比,稳定时的加量为0.05~1.0磅/桶(1.7~4.3千克/立方米)。

与前一代产品完全兼容

RHELIANT PLUS和第一代产品RHELIANT钻井液体系完全配伍。作业过程中,如果将RHELIANT钻井液体系转换为RHELIANT PLUS钻井液体系,工艺不需要任何变化,并且该体系可以与适用性广的油基钻井液体系同时使用。

相比于上一代产品,RHELIANT PLUS 钻井液体系有许多优势,包括降低凝胶强度的连续性,降低循环压差和与之对应的钻井液当量循环密度,降低激动/抽吸压力,简化操作流程,同时具有极好的热稳定性。

RHELIANT PLUS 体系还能够缩短起下钻时间,同时在起下钻时减小激动压力。在清洁井眼效果方面,电子数据采集系统表明, RHELIANT PLUS 钻井液体系能够提高大井径井眼内的井眼清洁度。该体系对激动压力的影响较小,因此能够缩短起下钻时间,尤其在深井或大位移井中,能够更加显著地节省时间。

RHELIANT PLUS钻井液体系在接近330~350 ℉仍能保持较好地稳定性。

目前,RHELIANT 钻井液体系的化学组分包括:SUREWEST†处理剂、 RHEBUILD†增粘剂、 REDUCE†分散剂等,都与RHELIANT PLUS 钻井液体系配伍,并且在没有发现它们有什么缺点前,该体系能够满足任何井眼作业。

RHELIANT PLUS体系优点

  1. 降低建井投入;
  2. 降低凝胶强度级别;
  3. 降低激动压力变化;
  4. 降低沉降风险;
  5. 工艺操作简易;
  6. 降低井漏风险。

RHELIANT PLUS体系特性

  1. 恒定的流变性;
  2. 仅需使用一种流型调节剂;
  3. 增强的凝胶结构;
  4. 有机土作为增粘剂;
  5. 抗固体颗粒污染。

现场应用案例—安哥拉

应用挑战

安哥拉深水项目的负责人为提高钻井液性能,降低作业成本,在尺寸较大的井眼作业时仅使用一种钻井液体系,在进行固井作业前井眼清洁、钻井液处理都需要额外的钻机使用时间。

应对方针

一个泥浆厂提供了90,000桶新的RHELIANT PLUS钻井液体系。在12-/1/4″井眼和8-1/2″井眼作业中,使用该体系与使其它钻井液体系相比,能够降低30%~50%的当量循环密度。

RHELIANT PLUS 钻井液体系中的有机土成分的流变性是常规体系的60%,且无沉降现象。

应用结果

在完钻的第一口井中使用了RHELIANT PLUS 钻井液体系,显著降低流变参数,同时保证了井眼清洁度。在墨西哥湾钻井的六年中,作业方第一次能够在17-1/2″和12-1/4″井眼中不需要倒划眼,能够直接起钻,且链烷烃(石蜡)和低毒性矿物油基泥浆的凝胶强度十分平稳。

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白矾
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(华东),油气井工程硕士,长期聚焦国内外石油行业前沿技术装备信息,具有数十万字技术文献翻译经验。