致密储层氮气钻井低伤害清砂液的研究与应用

发布时间：2017-10-17 15:17

  本文关键词：致密储层氮气钻井低伤害清砂液的研究与应用

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【摘要】：氮气钻井钻遇稠油储层时,地层出油将会使岩屑聚集形成大尺寸黏塑性岩屑团,导致井眼净化不良、环空堵塞或卡钻等井下复杂,且目前尚无完善氮气钻井遇出油的预防及处理技术,从而制约了氮气钻井在稠油储层的推广应用。为此,本文以地层出油对氮气钻井影响为出发点,基于储层保护技术,开展致密储层氮气钻井低伤害清砂液体系研究。本文首先研究了稠油的性质和组成,并从稠油理化性质和流变性等方面分析了稠油与岩屑聚集的原因,指出稠油黏度高是导致环空气芯中油滴尺寸大,油难以携带到地面引起环空堵塞等问题的主要原因。因此清砂的关键是要降低稠油黏度。本文对物理降黏(加热降黏、掺稀降黏、超声波降黏)方法和化学降黏(乳化降黏、油溶性降黏剂降黏)方法进行对比研究,综合对比其优缺点,并结合现场实际情况选用乳化降黏方法。采用正交试验法、定时面积法、圆片帆布法、滚动回收率实验、粒度分析实验以及高温高压封堵实验等方法对清砂基液、降黏助剂、渗透剂以及封堵剂进行优选,分别构建了以活性水、油包水乳状液、水包油乳状液为基液的三类清砂液体系,并最终优选出活性水清砂液,其配方为：活性水+0.2%降黏助剂+1.5%渗透剂+2%封堵剂。运用黏附聚集实验和静态溶蚀实验,并结合三维重构成像X-CT,从宏观和微观角度对清砂液清砂性能进行研究,结果表明：活性水清砂液能有效清除吸附在钢棒上的黏土和稠油混合物。清砂液溶蚀后的油泥团结构松散,表面产生大量网状裂纹,在三维重构成像X-CT下能够观察到明显的孔洞和裂缝。活性水清砂液抗温可达120℃,且温度越高,清砂液破坏碎解油泥团越彻底。矿化度低于15000mg/L时,清砂液降黏效果良好。此外,活性水清砂液还具有很好的储层保护效果,渗透率恢复值在90%以上,对地层损害小。
【关键词】：清砂液 地层出油 稠油降黏 卡钻
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TE242
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 研究目的及意义7
• 1.2 国内外研究现状7-11
• 1.2.1 气体钻井发展历程7-8
• 1.2.2 氮气钻井优势与局限性8-10
• 1.2.3 氮气钻井地层出水、出油处理技术研究现状10-11
• 1.3 研究内容及技术路线11-13
• 1.3.1 研究内容11-12
• 1.3.2 研究路线12-13
• 第2章 地层出油对氮气钻井的影响13-26
• 2.1 稠油的定义及特点13-14
• 2.2 油样组成及性质14-21
• 2.2.1 油样预处理14
• 2.2.2 油样的性质14-16
• 2.2.3 油样的组成16-21
• 2.3 稠油流变性影响因素研究21-22
• 2.3.1 剪切速率的影响21
• 2.3.2 水的影响21-22
• 2.4 地层出油对氮气钻井的影响因素分析22-25
• 2.4.1 地层出油对气体动能的影响22-24
• 2.4.2 环空中油滴大小及影响因素分析24-25
• 2.4.3 地层出油钻屑成团原因分析25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 低伤害清砂液体系研究26-59
• 3.1 清砂液体系设计依据及性能指标26
• 3.2 实验药品、仪器26-27
• 3.3 稠油降黏技术降黏效果研究27-36
• 3.3.1 加热降黏28-30
• 3.3.2 掺稀降黏30-32
• 3.3.3 超声波降黏32-33
• 3.3.4 乳化降黏33-35
• 3.3.5 油溶性降黏剂35
• 3.3.6 稠油降黏技术优缺点分析35-36
• 3.4 不同清砂基液的降黏效果评价36-41
• 3.4.1 活性水溶液作基液36-38
• 3.4.2 油包水乳状液作基液38-39
• 3.4.3 水包油乳状液作清砂基液39-41
• 3.4.4 清砂基液加量的影响41
• 3.5 降黏助剂的优选41-43
• 3.6 渗透剂的优选43-47
• 3.6.1 渗透剂的筛选44-46
• 3.6.2 渗透剂的复配46-47
• 3.7 封堵剂的优选47-49
• 3.8 清砂液性能评价49-56
• 3.8.1 清砂性评价49-51
• 3.8.2 抗温性评价51-54
• 3.8.3 抗盐性评价54-55
• 3.8.4 清砂液储层保护性评价55-56
• 3.9 清砂液微观机理56-58
• 3.10 本章小结58-59
• 第4章 低伤害清砂液配制与施工工艺59-61
• 4.1 准备工作59
• 4.2 清砂液使用思路59
• 4.3 清砂液配方及配置程序59-60
• 4.4 施工程序60
• 4.5 现场试验实施细则及HSE要求60-61
• 第5章 结论及建议61-62
• 5.1 结论61
• 5.2 建议61-62
• 致谢62-63
• 参考文献63-66
• 附录1 粒度分布图66-69
• 攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果69

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本文编号：1049548