单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,二一九年七月,青岛,川庆钻探工程有限公司井下作业公司,页岩气固井用可固化洗油隔离液研究,汇报人：赵启阳,2019,年井筒工作液新技术研讨会,二一九年七月 青岛川庆钻探工程有限公司井下作业公司,研究背景,室内结果与讨论,结论,论文提纲,研究背景论文提纲,一、研究背景,1,、隔离液排放量大，处理困难,常规隔离液返出地面，,环境压力大，处理成本高,采取留井不返出，而常规隔离液不可固化，可能影响,井筒密封完整性,常规隔离液都,只能起到冲刷井壁,、隔离水泥浆和钻井液作用。,无法解决界面滤饼赋存,、钻井液滞留等难题。,二界面胶结差,一体化胶结,虚滤饼,一、研究背景,一、研究背景1、隔离液排放量大，处理困难常规隔离液返出地面，,一、研究背景,2,、上部固井质量不佳，不利于预防“环空带压”,区块,合格率,/%,优质率,/%,威远,73.44,45.25,长宁,66.6,44.5,昭通,54.5,35.3,上部井段的接触时间受到水泥浆用量的限制，接触时间较短，混浆比较严重，顶替不完全，影响了水泥与套管、地层的胶结,。,目前川南页岩气固井质量在上部井段的固井质量不够理想，,18,年合格率,65%,左右，有进一步提升的空间。,一、研究背景2、上部固井质量不佳，不利于预防“环空带压”区块,3,、提出可固化洗油隔离液技术思路,地质聚合物,碱激发和外加剂,地层温度,为推进川南页岩气水平井固井减排和提高固井质量提供一种技术手段。,可固化洗油隔离液,：实现油基界面清洗，有效隔离钻井液与水泥浆,，提高井壁冲洗效率，,又能固化的隔离液，一定程度上淡化顶替效率，,实现环空整体固化胶结，解决隔离液滞留在环空可能带来的井筒完整性风险，提高页岩气上部井段固井质量。,一、研究背景,3、提出可固化洗油隔离液技术思路地质聚合物碱激发和外加剂地层,研究背景,室内结果与讨论,结论,论文提纲,研究背景论文提纲,可固化隔离液性能,温度适应性,密度适应性,冲洗性,相容性,固化强度,与,效果,流变性,可固化洗油隔离液技术特点,固化隔离液,可留,在井内封固原有不封固井段，,对非产层段进行填充,；,可固化隔离液性能特点：,适用密度,1.,7,02.,30,g/cm,3,，适用温度,401,1,0,；,隔离液对钻井液冲洗效率大于,95%,；抗大温差性能，固化体,7,天抗压强度大于,6,MPa,；与钻井液、水泥浆相容性良好；,二、室内结果与讨论,材料、外加剂优选，配方优化，从,6,个方面考察了隔离液的性能。,可固化隔离液性能温度适应性密度适应性冲洗性相容性固化强度与效,1,、基础固化材料的优选,二、室内结果与讨论,产地,K,0,M,0,M,a,P,24,JN,1.86,0.95,0.268,17.0,JH,1.47,0.976,0.248,10.8,加入,5%,氢氧化钠采用,0.4,的水灰比配浆,;,在,60,条件下养护,24,小时，测定其抗压强度，抗压强度越大表示固化剂的水硬活性越强。,细度和组分决定强度。,实验方法评选固化剂,1、基础固化材料的优选二、室内结果与讨论产地K0M0MaP2,编号,GYW-JH,（,%）,流动度（,cm）,40,*24h抗压强度（MPa）,40,*48h抗压强度（MPa）,60,*24h抗压强度（MPa）,60,*48h,抗压,强度（,MPa）,1,2,19,3.63,8.61,4.79,7.43,2,3,20,6.13,10.70,5.49,8.33,3,4,21,7.29,10.42,6.73,8.92,4,5,21,7.25,10.54,6.52,8.78,5,6,22,7.35,10.58,6.25,8.77,2,、激活剂的研究,复合激活剂,GYW-JH,对隔离液中固化剂激活效果明显，,4%,加量条件下隔离液,40*24h,抗压强度可达到,7MPa,以上。,固化剂具有潜在活性，需要激活剂的激活作用才能固化，大量试验评价形成复合激活剂,GYW-JH,。,二、室内结果与讨论,编号GYW-JH（%）流动度（cm）40*24h抗压强度（,3,、流变和稳定性能,优选聚合物悬浮剂与黏土类增粘剂复配，可实现可固化洗油隔离液流变性能的有效调节。,密度，,g/cm,3,流动度（,cm）,表观粘度,(mPa.s),塑性粘度,(mPa.s),动切力,(Pa),密度差，,g/cm,3,（90）,1.70,22,40,30,10,0.00,1.80,22,44,34,10,0.00,1.90,22,47,30,17,0.00,2.00,21,44,30,17,0.00,2.10,21,48,28,20,0.01,2.20,21,54,32,22,0.02,2.30,20,50,27,23,0.02,不同密度可固化洗油隔离液流变和稳定性,二、室内结果与讨论,3、流变和稳定性能优选聚合物悬浮剂与黏土类增粘剂复配，可实现,序号,缓凝剂加量,（,%）,流动度,（,cm）,稠化时间,（,min）,24h抗压强度,（MPa,）,48h抗压强度,（MPa,）,1,0,20,113,7.38,8.92,2,1,20.5,252,6.73,8.32,3,2,22,330,6.52,8.24,4,3,23,467,6.58,8.18,4,、,隔离液稠化性能,根据固化剂调凝的机理选择了,GYW701AN,，羟基羧酸类的缓凝剂，可以实现,110,以下温度的调凝要求。,“,络合作用,”,和“吸附作用”,缓凝剂,GYW701AN,对,2.20g/cm,3,隔离液稠化性能调节,(110),二、室内结果与讨论,序号缓凝剂加量流动度稠化时间24h抗压强度48h抗压强度10,编号,密度,(g/cm,3,),固化剂,(g),密度调节剂,/g,流动度,（,cm）,50*24h,强度（,MPa）,70*24h,强度（,MPa）,90*24h,强度（,MPa）,1,1.70,1000,-,22,8.14,8.25,7.56,2,1.90,760,320,19,8.05,8.10,7.45,3,2.00,680,400,20,5.08,7.16,6.62,4,2.10,600,480,21,2.52,7.01,6.32,5,2.20,400,680,21,0.99,4.51,4.86,6,2.30,330,1050,22,0.53,3.66,4.15,密度调节剂可以配制出不同密度的隔离液。,5,、隔离液密度适应性范围,二、室内结果与讨论,1.70-2.30g/cm,3,范围内，不同温度下,24h,能够有效凝结。,编号密度固化剂(g)密度调节剂/g流动度50*24h70*2,1.70-2.30g/cm,3,范围内，,48h,抗压强度大于,3.5MPa,5,、隔离液密度适应性范围,二、室内结果与讨论,1.70-2.30g/cm3范围内，48h抗压强度大于3.5,固化剂,:100-170 vt%,激活剂,:3-5 vt%,50135,温度范围内固化体强度能维持稳定，,最高可达,15.86MPa,。,6,、可固化隔离液温度适应性范围,二、室内结果与讨论,固化剂:100-170 vt%,激活剂:3-5 vt,7,、抗大温差性能,密度,40,/7d,60,/2d,60,/7d,1.90,12.2,11.3,14.3,2.05,8.6,8.6,10.8,2.15,7.3,6.8,8.7,2.25,6.9,5.6,7.6,密度,稠化时间,min,40,/7d,60,/7d,1.90,273,11.4,14.4,2.05,288,8.0,9.4,2.15,318,7.8,8.1,2.25,325,6.5,7.3,在,90,、,110,条件下稠化时间,270330min,的隔离液配方在,40,和,60,条件下养护的,7d,强度情况，抗压强度大于,6MPa,。,隔离液经过,井底循环温度,再返至封固段,顶部较低静止温度,时，其强度也能够较快的发展，克服了“大温差”对固井工作液体系带来的“超缓凝”的问题。,二、室内结果与讨论,7、抗大温差性能密度40/7d60/2d60/7d1.,8,、界面清洗性能,油基钻井液粘附,20min,（,300r/min,）,隔离液冲洗后,水洗,30s,（,300r/min,）,90,预制后隔离液,冲洗,3min,（,300r/min,）,隔离液的冲洗效果,可固化隔离液表面浸润性良好,碱液除油主要是依靠碱与油污的皂化反应，形成可溶性皂，在碱性介质中皂化或乳化作用来达到清除油污的目的。,碱液,pH,值对除油能力的影响,严重油污,1214,中度油污,1112,轻度油污,9-10,二、室内结果与讨论,8、界面清洗性能油基钻井液粘附隔离液冲洗后90预制后隔离液,进一步加入洗油冲洗剂,SD80,，效果更好，冲洗效率达,95%,以上。,8,、界面清洗性能,序号,温度（）,冲洗效率,%,冲洗效果,1,常温,95.2,冲洗效果好，表面为水润湿,2,50,97.2,冲洗效果好，表面为水润湿,3,70,97.9,冲洗效果好，表面为水润湿,4,90,98.5,冲洗效果好，表面为水润湿,5,110,97.1,冲洗效果好，表面为水润湿,编号,水泥环,h,d/mm,水泥接触面积,/mm,2,压力,/KN,胶结强度,/MPa,备注,1,50,70,10990,0,0,未冲洗,2,50,69,10833,37.05,3.42,冲洗后,水在油润湿页岩表面和隔离液清洁后页岩表面的接触角,清洁前,清洁后,清洗过后，对水的润湿性大大提高，提高胶结质量,二、室内结果与讨论,进一步加入洗油冲洗剂SD80，效果更好，冲洗效率达95%以上,9,、相容性评价,隔离液：水泥浆,（体积比）,600,300,200,100,6,3,n,k,流动度,(cm),95:5,215,130,97,57,5,4,0.750,0.616,26,75:25,230,135,99,60,7,6,0.738,0.691,21,50:50,225,133,97,60,18,17,0.724,0.741,21,25:75,260,155,119,77,30,20,0.636,1.492,19,5:95,270,157,119,69,9,7,0.748,0.754,22,隔离液与水泥浆相容性实验（,90,）,隔离液,75:水泥浆25,隔离液,50:水泥浆50,隔离液,25：水泥浆75,二、室内结果与讨论,9、相容性评价隔离液：水泥浆600300200100,9,、相容性评价,隔离液：水泥浆（体积比）,3.5MPa失水（ml）,稠化时间（,min/70BC）,100:0,80,275,0:100,48,240,30:70,60,大于,300,可固化,隔离液：水泥浆（,30：70）稠化曲线,二、室内结果与讨论,9、相容性评价隔离液：水泥浆（体积比）3.5MPa失水（ml,水泥浆,1：钻井液1：隔离液1,水泥浆,7：钻井液2：隔离液1,水泥浆,2：钻井液7：隔离液1,水泥浆,7,：钻井液,2,：隔离液,1,三相污染在,110,下的稠化曲线（,240min,未稠）,二、室内结果与讨论,水泥浆1：钻井液1：隔离液1水泥浆7：钻井液2：隔离液1水泥,隔离液：水泥浆（体积比）,40,*7d抗压强度/MPa,60,*7d抗压强度/MPa,70,*48h,抗压强度,/MPa,100:0,7.38,10.34,7.04,95:5,6.53,7.69,7.87,75:25,6.05,7.01,5.66,50:50,6.39,6.69,6.27,25:75,7.60,9.35,12.69,5:95,12.53,16.16,21.02,0:100,13.99,1