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ULIFT钻井液技术:提效别以伤害为代价!

ULIFT钻井液技术:提效别以伤害为代价!

ULIFT添加剂可根据具体环境,定制成各种不同的粒径范围。

来自 | JPT
编译 | 影子

在过往的案例中可以看出,整个委内瑞拉地层的复杂性使钻井液体系的设计和施工都变得复杂化,这些体系需要保持井眼稳定性,最大程度地提高钻井效率,同时还要减少储层伤害。委内瑞拉东部地层通常是低压骨戒砂岩,井底温度有所提高,与天然气区域相关联压差在3000~7000psi之间。然而,当钻过生产区上方的Naricual地层时,通常会遇到很高的地层压力。

日前,国外研发了一种超低渗钻井液技术(ULIFT),主要用于在薄弱、欠压和其他难度较大地层的空隙和微裂缝上,形成一层薄而低渗的屏障,以保证井眼稳定性,并减少对储层的伤害。

运营商在14口井上进行了验证,使用ULIFT后,Naricual地层的作业窗口明显扩大。现场作业证明,在16,810英尺、压差7,000psi的裸眼井中,该添加剂可以保持井眼稳定性,从而优化井眼设计。井眼稳定性通过有线压力点测井实现了确认。

此外,岩芯实验结果证明了薄而韧的滤饼的效率,它可以防止钻井液渗入到地层基质中,从而将储层伤害降低到4.5%。这就保留了地层的原始结构,可有效防止地层坍塌和产油层污染。

Monagas地区

在委内瑞拉东北部,Monagas盆地北部的Naricual地层和高压地层,以及Naricual地层下方的San Juan白垩纪地层,总体是一个低压区块。Naricual和San Juan地层顶部之间的压差通常会将两个区域隔离,因此压力可以分开管理。

UFILT技术

超低渗流体技术(ULIFT)采用特有的化学方法设计,可在钻井液体系中形成一层灵活的“屏障”。无论是油基还是水基泥浆,该技术可与所有的常用钻井液体系兼容。ULIFT加入到体系中后,这些组分即可形成薄的、可变形但又很坚固的屏障层,暂堵孔喉。

形成这种低渗屏障后,ULIFT就为地层提供了一种机械保护。这种屏障可以有效增加裂缝的起裂压力,防止地层裂缝的发生和延伸。

此外,钻井期间等效循环密度(ECD)的不利影响也得到了缓解,在一定程度上可防止泥浆漏失和地层破裂。井筒稳定性提升后,即减少了非生产时间,并消除了整个地层的泥浆漏失。从而节省成本,节省时间,实现更高效率的运行。

钻井液测试

在北部Monagas油田打一口约17,500英尺的深井,井底温度280~300℉。测试选择油基泥浆体系,并选择附近条件相似的一口补偿井作为参照,对比ULIFT的实际效果。

实验室测试按照ISO 10414-2标准进行,使用油基泥浆,其中一份添加4.5lbm/bbl的ULIFT添加剂,另一份样品不添加该添加剂。实验结果见下表。添加了ULIFT添加剂的泥浆,老化后黏度下降很小,所以使用Brookfield流变仪进行其他研究。

ULIFT钻井液技术:提效别以伤害为代价!

表1 使用与不使用ULIFT条件下的流变性能比较

使用Brookfield流变仪进行的其中一个测试是模拟恒压条件下的温度变化。实验中,压力恒定在500psi,温度变化范围为25~120℃(70~248℉)。图1显示了温度对黏度变化的影响,其中基础流体年度变化约为±10cP。而加入ULIFT后,再超过60℃的位置出现30cP的减少;再70~100℃下,黏度保持恒定。

ULIFT钻井液技术:提效别以伤害为代价!

图1.在500psi压力下,基础油基泥浆和添加了ULIFT的油基泥浆温度变化引起的流变性变化。实验测试在75s-1的恒定剪切速率下进行。

保留渗透率实验分别在两个不同压差条件下进行,以评估潜在的储层损害能力。如表2所示,综合结果表明,在1000psi的过平衡条件下,对添加和不添加ULIFT的钻井液进行比较,储层伤害的百分比基本上没有过大的差别。

而当压差增加到2,500psi时,基础钻井液产生的伤害达到64.3%,而相同压差下添加了ULIFT的钻井液产生的伤害仅为4.5%。实际情况中,相同井段的压差通常在2,876~7,042psi之间。ULIFT所造成的储层伤害明显较低,直接证明了该技术在极端压力条件下的有效性。

ULIFT钻井液技术:提效别以伤害为代价!

表2.使用与不使用ULIFT的保留渗透率测试结果

生产效果

整个北部Monagas油田,平均压差在2,800~7,000psi之间。过平衡压力会对预期产量造成直接影响。

在钻探活动期间,在油井投产的情况下,累计产量大于预期,11口井共集输1800多桶原油。

结论

1.在极端压差条件下,使用ULIFT可使ECD在整个钻井作业期间保持稳定;

2.原油产量超过预期目标,11口井生产超过1,800B.D;

3.采用ULIFT技术的钻井液不会渗入地层,可在较高压差下提供更安全、更高效的钻井条件;

4.对于Monagas储层,与基础泥浆相比,含有ULIFT添加剂的泥浆在压差为1000psi时并没有展现出优势;而压差增加到2,500psi后,含有ULIFT的泥浆则显著降低了储层伤害。岩芯实验显示,地层破坏率由64.3%降低至4.5%(降低了93%);

5.ULIFT在高压差(7,000psi以上)下表现良好,无需在Naricual地层增加套管,节省大量的时间和资金成本;

6.在一口井中,虽然在相同的裸眼井区域之间遇到了7,043psi的压差,但仍保证了钻进的正常运行,这在委内瑞拉的钻探史上是前所未有的。

7.使用ULIFT添加剂,可最大限度地减少温度对钻井液黏度的影响。

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二丫
石油圈认证作者
毕业于中国石油大学(北京),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。如需获取更多技术资料,请联系二丫(QQ295900524;微信13132550596)

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