編譯:何曉慶 (中國(guó)石油大學(xué) (北京))

王相春 (中國(guó)石油大學(xué) (北京))

張鵬 (中國(guó)石油大學(xué) (北京))

審校:鮑文輝 (中海油田服務(wù)股份有限公司)

采用微泡流體技術(shù)進(jìn)行完井修井作業(yè)

編譯:何曉慶 (中國(guó)石油大學(xué) (北京))

王相春 (中國(guó)石油大學(xué) (北京))

張鵬 (中國(guó)石油大學(xué) (北京))

審校:鮑文輝 (中海油田服務(wù)股份有限公司)

高效的防漏機(jī)理使微泡工作流體有利于特定的修井完井作業(yè),同時(shí)能有效減少流體與流體之間以及流體與地層巖石之間的交互作用,避免儲(chǔ)層傷害;微泡流體可有效循環(huán)到地面,從而達(dá)到修井作業(yè)目的。微泡流體作為完井液和修井液的應(yīng)用實(shí)例還沒有得到廣泛的報(bào)道。本文報(bào)道了微泡流體技術(shù)在完井及修井作業(yè)方案中的三個(gè)應(yīng)用實(shí)例,旨在介紹應(yīng)用微泡流體過程中取得的操作經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn),并進(jìn)一步討論所觀察到的微泡清潔地層特性。三個(gè)應(yīng)用實(shí)例為:用油基微泡體系作為壓井液進(jìn)行雙油管酸性氣體井的完井作業(yè),作業(yè)過程中壓井液沒有向壓裂地層漏失;在枯竭白云石質(zhì)石灰?guī)r地層附加層的2口井的完井作業(yè)中,應(yīng)用微泡流體技術(shù)明顯減小了流體漏失;在使用帶有封隔器的油管進(jìn)行深層水力壓裂時(shí),應(yīng)用微泡流體技術(shù)能夠避免因液柱在淺層環(huán)空形成的壓力接近水力壓裂壓力而造成的不良后果。

微泡流體技術(shù) 完井 修井應(yīng)用實(shí)例

1 引言

微泡流體的工作原理使其在某些完井修井作業(yè)中成為可靠的作業(yè)流體。這些原理曾在相關(guān)文獻(xiàn)中作過描述。并且,大量文章報(bào)道了微泡流體在鉆井和側(cè)鉆中的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用情況及數(shù)據(jù)。微泡流體廣泛的應(yīng)用經(jīng)驗(yàn),為流體技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和有效應(yīng)用提供了條件。Brookey(1998)認(rèn)為,微泡流體體系在低剪切速率下的高黏度,為微泡的產(chǎn)生和存在提供了合適的環(huán)境,同時(shí)在低剪切速率的流動(dòng)過程中產(chǎn)生很大的阻力,因而明顯減小原始流體漏失到地層的量。Brookey(1998)的觀點(diǎn)得到 Ramirez等人 (2002)的支持,他們一致認(rèn)為微泡聚集體的形成能夠進(jìn)一步減小濾失量,是有效控制濾失的一個(gè)機(jī)理。由于占微泡聚集體體積絕大部分的氣體堵在儲(chǔ)層內(nèi)部,加上侵入潛在漏失層的流體量非常有限,微泡流體技術(shù)能夠預(yù)防儲(chǔ)層傷害。由于完井液和修井液既不是反應(yīng)物也不是污染物,流體與流體、流體與巖石之間的不良反應(yīng)得以控制。

上述封堵機(jī)理受流體與地層之間氣體力學(xué)及水力學(xué)差別的控制 (Catalin et al,2002)。當(dāng)井筒壓力超過地層壓力時(shí),微泡將沿著壓力梯度從井筒流向地層。Growcock(2005)等人觀察到流體在壓差作用下流動(dòng)時(shí),微泡更容易到達(dá)流體的前緣。這些微泡在地層內(nèi)部將以單個(gè)微泡個(gè)體橋塞孔喉,以微泡聚集體橋堵大的裂縫。漏失層能夠很快被堵住,在井筒壓力和地層之間進(jìn)一步建立平衡。只要流體性質(zhì)或井筒壓力能夠支撐單個(gè)微泡或聚集微泡封堵體,封堵體將保持它的整體性和穩(wěn)定性。如果流體在低剪切速率下的黏度低于40 000 mPa·s,微泡將變得不穩(wěn)定,進(jìn)而開始膨脹。如果井筒壓力低于地層壓力,微泡將會(huì)再一次隨著壓力梯度從地層流向井筒。

微泡流體性能獨(dú)特,在特定的完井及修井作業(yè)中使用微泡會(huì)帶來可觀的效益。

2 實(shí)例研究

2.1 實(shí)例1

在這個(gè)實(shí)例中,相對(duì)復(fù)雜的雙管不壓井作業(yè)是可以避免的。此井井深3 180 m,表層套管下深610 m,生產(chǎn)套管下深2996 m,尾管完井。在2 229～2 256 m層段下部安裝封隔器,上部壓裂。在此基礎(chǔ)上打開封隔器,在尾管上部安裝封隔器,上部壓井,然后下油管在3180 m處再次壓裂。為了開采加拿大阿爾伯塔山麓丘陵地帶中北部上白堊統(tǒng)砂巖層段的酸性氣體,對(duì)這口井的兩個(gè)不同層位進(jìn)行了雙層完井作業(yè)。水力壓裂和初步的洗井工作完成之后,用油基微泡完井及修井液壓住上部地層,從而保證通過使用標(biāo)準(zhǔn)修井設(shè)備完成完井作業(yè)。8天的修井作業(yè) (包括多次起油管,用井下動(dòng)力鉆具清除帶有腐蝕性的支撐劑,取回機(jī)械橋塞物,以及安裝雙油管柱)之后,原壓井液能夠全部回收。用氮?dú)庠谟凸苤醒h(huán)來增加流體回收率,上部層段流體立即返回的速率是有效增產(chǎn)的表現(xiàn)。在完井洗井作業(yè)之后,淺層段氣體的產(chǎn)率明顯提高,而整個(gè)修井過程中工作液漏失量很小,每天補(bǔ)充微泡工作液的最大量不超過井筒體積。

應(yīng)用于這口井的流體性能并沒有達(dá)到最佳,因?yàn)樗玫墓ぷ饕阂言谝粋€(gè)叢式井工程中當(dāng)鉆井液使用過。盡管重復(fù)利用微泡流體的低剪切速率異常高,并且在之前的鉆井作業(yè)中混進(jìn)了鉆屑,但實(shí)踐證明它仍適合這口井的修井作業(yè),并沒有傷害這口井。

2.2 實(shí)例2

這口井和接下來的一口井都在密西西比紀(jì)白云石質(zhì)灰?guī)r氣藏處完井。該氣藏的產(chǎn)層厚度達(dá)90 m,預(yù)計(jì)油藏壓力為6 MPa,至產(chǎn)層頂部的垂深1 446 m。這兩口井修井作業(yè)的目標(biāo)是在已有完井層段增加新的產(chǎn)層段從而提高氣體產(chǎn)量。

由于油氣田的枯竭油藏壓力很低,在修井作業(yè)過程中以采出水作為修井液通常會(huì)導(dǎo)致連續(xù)漏失,漏失速度為6～8 m3/h。在整個(gè)修井作業(yè)環(huán)節(jié)中漏失幾百立方米修井液是很常見的。大量流體漏失經(jīng)常導(dǎo)致修井作業(yè)后的生產(chǎn)前期井性能變差。有時(shí)候井的這種不良性能會(huì)持續(xù)數(shù)月。不壓井修井作業(yè)能夠明顯減小漏失量,最近幾年它已發(fā)展成為各項(xiàng)采油修理工作的首選方法。

2.2.1 實(shí)例2a

第一口井修井作業(yè)的目的是增加兩個(gè)生產(chǎn)層。這兩個(gè)新的生產(chǎn)層分別通過酸化和水力壓裂實(shí)現(xiàn)。這口井在修井作業(yè)前已有兩個(gè)生產(chǎn)層段:1 446.0～1 465.0 m處有一個(gè)水力壓裂形成的生產(chǎn)層,1 509.5～1 535.5 m處有一個(gè)酸化形成的生產(chǎn)層。此次作業(yè)在 1 498.5～1 501.0m處酸化,在1479.0～1 481.5 m處壓裂,形成兩個(gè)新的生產(chǎn)層。

在最初的完井設(shè)備取出之前,用一整筒的微泡修井液壓住井,然后射孔并酸化下部層段(1 498.5～1 501.0 m)。待微泡流體從油管中循環(huán)出來以后,起出油管,開始注酸擠壓。酸化后通過一個(gè)簡(jiǎn)單的評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)流入井內(nèi)的油流氣流很少,將酸回收后用微泡流體重新壓住地層,然后下臨時(shí)封堵塞將其隔離。第二次修井工作緊接著進(jìn)行——之前被臨時(shí)封堵塞和封隔器隔開的淺層段要進(jìn)行水力壓裂。用3 MPa的井口壓力施加到整筒微泡修井液上,沒有導(dǎo)致漏失,淺層段 (1 479.0～1 481.5 m)被成功壓裂,循環(huán)第一周帶進(jìn)地層的支撐劑僅是預(yù)計(jì)質(zhì)量的30%。觀察發(fā)現(xiàn),從這個(gè)層段流入井內(nèi)的油流氣流也很少,而且氣體承載著很大體積的增產(chǎn)液。從這一點(diǎn)來說,沒有微泡流體漏入儲(chǔ)層。

射孔作業(yè)留下的碎屑及其他固相顆粒懸浮在井筒流體中,使得下油管過程中遇到一些操作上的問題。為了打開地層內(nèi)穩(wěn)定的“微泡封堵塞”,自修井作業(yè)的第17天,開始用采出水在井內(nèi)循環(huán)進(jìn)行剩余的修井工作。微泡修井液通過循環(huán)采出水被回收,封隔器接著被打開,然而封隔器在從井中回收的過程中丟失。經(jīng)過一天的修井作業(yè)之后進(jìn)行打撈,此時(shí)微泡封堵塞已充分降解到一定程度,大量流體可漏入地層從而引起井筒液柱真正漏失。在回收封隔器的過程中發(fā)生了井涌,采出水壓井液的管柱中發(fā)生連續(xù)氣侵。在一次嘗試穩(wěn)定壓井流體管柱失敗之后,少量體積的微泡發(fā)生劑通過油管從井深中間處注入。一個(gè)有效而穩(wěn)定的壓井液液柱并沒有重新獲得,剩余的修井工作中,作為修井液的采出水明顯漏失。這表明修井作業(yè)前后油氣產(chǎn)量沒有明顯變化。盡管還不能證明增產(chǎn)成功,但是一些很明顯的觀測(cè)結(jié)果會(huì)影響到這種工作流體的后續(xù)使用。觀測(cè)結(jié)果如下:

(1)在壓井液替換和回收的過程中,必須要認(rèn)識(shí)到進(jìn)入微泡完井、修井液的空氣對(duì)工作液體積(在地面時(shí)的體積)的影響,以確保將足夠的具有明確密度的微泡下入井中。Growcock等人 (2005)觀測(cè)到的泥漿密度梯度反映了微泡在井中的可壓縮性。

(2)電纜起下工具,包括用電纜下臨時(shí)封堵塞,均可順利進(jìn)行,不發(fā)生事故。

(3)下機(jī)械坐封式修井封隔器,在通過一個(gè)新的射孔井段后,封隔器坐封失敗。檢查這個(gè)坐封失敗的封隔器發(fā)現(xiàn)流體經(jīng)過的地方堵塞有射孔碎屑。微泡流體在低剪切速率下的高黏度能夠?qū)㈧o止在井筒流體中的固體一直懸浮住,直到這些固體在封隔器旁路流體流過的區(qū)域被濾出。地面流體處理過程可通過后續(xù)增加固相清除設(shè)備提高效率。

(4)在緊接著的回收過程中,盡管修井液在井中幾天都沒有循環(huán),其流變性仍然穩(wěn)定,而且流體中的微泡含量與初始狀態(tài)相同,是個(gè)定值。在井底靜止?fàn)顟B(tài)下微泡穩(wěn)定性的最高時(shí)間極限還不能界定。

(5)在這個(gè)實(shí)例中,打撈和套管運(yùn)動(dòng)過程中產(chǎn)生的波動(dòng)壓力和抽汲壓力可能會(huì)降解封堵在儲(chǔ)層內(nèi)部的微泡塞,從而降低其穩(wěn)定性。當(dāng)微泡流體在井中時(shí),微泡會(huì)保持其完整性;一旦微泡塞的穩(wěn)定性被破壞,但又沒有明顯流體漏失時(shí),微泡塞會(huì)重新形成。然而,當(dāng)采出水在井中時(shí),微泡塞會(huì)在波動(dòng)壓力和抽汲壓力的作用下迅速降解。

(6)流體注入的方式是成功獲得穩(wěn)定微泡塞的關(guān)鍵因素。嘗試從套管底部距產(chǎn)層上部350 m處注入微泡,結(jié)果失敗。在這次嘗試中,微泡流變性可能被徹底破壞,因?yàn)榫仓械牟沙鏊畷?huì)稀釋微泡流體。在回收封隔器和臨時(shí)封堵塞、安裝生產(chǎn)套管的過程中,大量微泡和采出水流入地層。

微泡封堵塞一旦穩(wěn)定下來,將會(huì)被后續(xù)微泡所保持或增強(qiáng)?？赏ㄟ^在微泡塞附近的井筒中連續(xù)循環(huán)新鮮微泡流體,來增強(qiáng)保持微泡塞穩(wěn)定的條件。雖然在這個(gè)實(shí)例中微泡塞保持了很長(zhǎng)一段時(shí)間,但是若要降低微泡塞的穩(wěn)定性,可通過讓微泡流體在漏失層段靜止來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)沒有微泡流體在井中時(shí),尤其是在類似這次修井作業(yè)下一階段發(fā)生的井眼不穩(wěn)定、井底有波動(dòng)壓力的情況下,微泡塞的穩(wěn)定性最低。接下來的實(shí)例概述了另一相似的修井工作,兩次修井在同一油藏,后者作業(yè)成功。

2.2.2 實(shí)例2b

這口井修井作業(yè)的目標(biāo)是增加一個(gè)新的、更深的完井段。在回收原始油管柱之前,用一筒回收的微泡修井液壓住井筒中部至底部,井筒中部至地面用淡水來平衡。采出水穿過新井段排出,然后用電纜輸送套管射孔槍射孔。下油管過程中油管取代淡水,所有微泡被推至環(huán)空,然后在層段間下封隔器,沒有發(fā)生事故。在泵取壓裂液的過程中,環(huán)空的地表壓力一直保持在6 MPa。表1列出注入微泡的體積 (在地面測(cè)量)。

表1 微泡注入的體積 (在地面測(cè)量,壓力恒定)

整個(gè)修井作業(yè)過程中流體的漏失量如圖1所示。完井設(shè)備安裝完之后,循環(huán)壓井液,回收微泡流體,僅損失0.5 m3。修井之后的生產(chǎn)表明,這口井能夠以很高的氣產(chǎn)量進(jìn)行生產(chǎn)。而進(jìn)一步分析顯示,其他油氣藏正在漸漸枯竭。

2.3 實(shí)例3

這個(gè)實(shí)例描述了阿爾伯塔深水盆地區(qū)域,位于白堊紀(jì)集成砂巖的2口井。在這個(gè)實(shí)例中,微泡修井液的作用是防止流體在高壓差下發(fā)生漏失,從而在使用油管進(jìn)行水力壓裂時(shí)可以獲得高壓力。為了能夠提供壓裂所需的高壓,在作業(yè)過程中,通過保持一個(gè)很高的環(huán)空壓力使得油管最大承壓能力增加,高于枯竭層段的屈服壓力。

圖1 實(shí)例2b修井過程中不同工作液的漏失量

2.3.1 實(shí)例3a

第一口井,用一個(gè)可回收的套管修補(bǔ)式封隔器保護(hù)淺層的兩個(gè)完井段,因?yàn)樯顚油昃螇毫炎鳂I(yè)需要一個(gè)很高的環(huán)空壓力。然而,在試圖安裝工具的過程中遇到了操作上的問題。作為封隔器的替代物,微泡流體循環(huán)入環(huán)空。在壓裂作業(yè)過程中,淺層段的環(huán)空壓力接近裂縫閉合壓力的預(yù)先觀測(cè)值。作業(yè)過程中環(huán)空壓力為22 MPa,油管壓力為70 MPa。

所有工作液的漏失情況如圖2所示。淺層砂巖,由于在之前的完井作業(yè)時(shí)進(jìn)行過水力壓裂,像個(gè)滲坑,引起現(xiàn)有修井液的漏失,直至微泡流體系統(tǒng)循環(huán)入井漏失才停止。這次應(yīng)用有兩種情況值得注意:①一旦微泡流體循環(huán)入井,修井液向壓裂井段和枯竭完井層段的漏失立刻停止;②當(dāng)套管中的壓力接近裂縫閉合壓力之前的觀測(cè)值時(shí),微泡塞仍然存在。

圖2 實(shí)例3a修井過程中不同工作液的漏失量

2.3.2 實(shí)例3b

這個(gè)實(shí)例和上一口井相似。套管中裝入微泡修井液,在封隔器之上有一個(gè)裸露的水力壓裂完井段,保持足夠高的地表環(huán)空壓力,從而保證在對(duì)深部砂巖進(jìn)行水力壓裂作業(yè)時(shí),油管壓力能夠達(dá)到作業(yè)需求。微泡流體注入更深一層的完井段,微泡在壓裂之前和壓裂過程中的注入情況可見表2。

表2 觀測(cè)到的環(huán)空壓力

環(huán)空的總體積是17 m3,表中的微泡注入體積是在地表測(cè)量的。地表環(huán)空壓力及微泡注入體積等數(shù)據(jù)表明,在表壓為21 MPa時(shí),上部完井層段能夠有效封堵,而這一壓力接近水力壓裂開啟壓力的預(yù)先觀測(cè)值。在這一層位之前的水力壓裂作業(yè)中,測(cè)得井底井眼閉合壓力為47 MPa。而在這次修井作業(yè)中,微泡加壓后的密度為1 035 kg/m3,淺層完井段的深度為2 883 m。這些觀測(cè)結(jié)果表明,水力壓裂過的淺層段在之前的水力壓裂壓力下能夠被微泡有效封堵。

這個(gè)實(shí)例中的2口井作業(yè)后新舊產(chǎn)層流體相互混合,產(chǎn)量均提高。然而,淺層段裸露在微泡修井液的高壓差下,沒有進(jìn)行單獨(dú)測(cè)試。

3 討論

3.1 微泡封堵塞的產(chǎn)生與維護(hù)

通過調(diào)研早期微泡用于完井修井方案的實(shí)例,可以得到合理應(yīng)用微泡于修井作業(yè)的經(jīng)驗(yàn)。運(yùn)輸微泡至漏失層的方式是獲得封堵塞有效穩(wěn)定性的關(guān)鍵因素。White、Brookey、Rea等人 (2003) 及Kinchen等人 (2001)描述了微泡鉆井的一些經(jīng)驗(yàn),他們發(fā)現(xiàn)循環(huán)微泡過產(chǎn)層,能起到非常好的封堵效果,漏失量很低。通過本文中的實(shí)例觀測(cè)表明,將一管柱的靜態(tài)微泡擠壓入井將會(huì)引起大小不等的流體漏失。微泡的直徑范圍在10～100μm之間,因此,在之前的射孔或壓裂層段形成微泡封堵塞需要很大數(shù)量的微泡。在所有的影響因素中,能夠提供到漏失地層的微泡數(shù)量主要受微泡流體裸露在地層中體積多少限制,而這一體積在微泡液柱循環(huán)時(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于微泡液柱靜止時(shí)。微泡在低剪切速率下?lián)碛泻芨唣ざ冗@一特性將會(huì)對(duì)流動(dòng)產(chǎn)生一個(gè)黏滯阻力,采出水或其他修井液不具備此性質(zhì)。然而,在任何可能的情況下都應(yīng)該避免試圖采用靜態(tài)液柱產(chǎn)生微泡塞的做法,因?yàn)槲⑴萘黧w在低剪切速率下的黏度很高,進(jìn)入地層可能會(huì)影響井眼的有效清潔。通過循環(huán)微泡流體過產(chǎn)層建立起足夠穩(wěn)定的微泡塞后,液柱可以靜止,此時(shí)不會(huì)導(dǎo)致微泡塞崩潰,這種穩(wěn)定性可以保持到第8天,并仍不造成流體漏失。雖然在靜態(tài)液柱穩(wěn)定作用下的微泡塞壽命還沒有確立,Growcock(2005)在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上發(fā)現(xiàn)微泡壽命有一個(gè)時(shí)間極限。

當(dāng)環(huán)空壓力接近水力壓裂開啟壓力的預(yù)先觀測(cè)值時(shí),能夠觀測(cè)到有效的微泡封堵塞,這表明防漏機(jī)理在起作用,甚至在很高的壓差下防漏機(jī)理仍存在。在本文的一個(gè)實(shí)例中,微泡以恒定的速率注入,這說明在井底壓力很高時(shí)應(yīng)用微泡需要注意,超過上部地層裂縫開啟壓力后再開始對(duì)下部地層進(jìn)行水力壓裂將會(huì)很危險(xiǎn)。

Growcock認(rèn)為,微泡是在低剪切速率具有高黏度的流體中產(chǎn)生,能夠抵抗28 MPa的壓力,不崩潰。而還沒有公開報(bào)道的現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)證明,微泡能夠存在的最高壓力閾值還要更高。本文實(shí)例顯示,在井底壓力超過42 MPa時(shí),仍然能夠獲得有效的微泡封堵塞。當(dāng)微泡在一定壓力 (地層壓力超過了室內(nèi)研究的極限,所以文中沒有界定這一壓力)下,在地層形成微泡塞時(shí),微泡的存在時(shí)間可能取決于微泡塞的壓力梯度。

3.2 流體可壓縮性

討論液柱變化必須包括密度和體積的變化,因?yàn)榱黧w本身具有可壓縮性。雖然微泡能夠在很高的壓力環(huán)境下存在,但是由于微泡核是由氣體填充,微泡直徑會(huì)隨壓力升高而降低。因而,微泡流體體系具有可壓縮性,大多數(shù)井在靜液柱壓力下,微泡體積將會(huì)降低一定值,這個(gè)值接近在地面上空氣進(jìn)入微泡體系的體積值。

3.3 現(xiàn)場(chǎng)操作

從鉆井和完井工程中回收的微泡流體通過儲(chǔ)藏、運(yùn)輸可成功用到其他完井和修井工程中。盡管回收的微泡流體中有鉆屑、產(chǎn)液、細(xì)巖屑及其他污染物,它仍能夠進(jìn)行有效封堵。這些都要?dú)w功于微泡體系中流體的高懸浮能力,以及微泡在低剪切速率下高黏度流體的最前沿運(yùn)動(dòng),阻止流體侵入地層這一事實(shí)。而流體中產(chǎn)生的污染物也就不會(huì)引起儲(chǔ)層傷害。

微泡流體在修井完井作業(yè)中的初始成本和高回收率,為微泡流體的管理提供了動(dòng)力。采用微泡流體進(jìn)行完井修井作業(yè)的一個(gè)經(jīng)濟(jì)有效的辦法就是將微泡流體體系的管理一體化,使微泡回收、儲(chǔ)藏、再利用更為便捷。這樣一個(gè)系統(tǒng)的組成可能包含下述幾個(gè)方面:

◇降低:修井作業(yè)過程中低的漏失速率為預(yù)測(cè)工作液需求體積和回收體積提供可能?？梢杂镁o公差計(jì)算一個(gè)新體積,減少了通常因考慮緊急事件而附加的體積。

◇再利用:在井中循環(huán)壓縮氮?dú)?、鹽水或壓裂油來有效回收微泡流體?；厥盏奈⑴萘黧w可儲(chǔ)藏或運(yùn)輸?shù)狡渌胤健?/p>

◇回收:油田觀測(cè)結(jié)果表明,微泡流體的完整性在修井作業(yè)前后相似。儲(chǔ)藏這類流體要定期攪拌,并進(jìn)行防止微生物產(chǎn)生的處理。有時(shí)候可能需要對(duì)流體性能進(jìn)行重新調(diào)整。

在鉆臺(tái)裝套管時(shí)證明,所有設(shè)計(jì)用來簡(jiǎn)化處理油包水流體體系的設(shè)備對(duì)微泡流體的防損均有用?；烊腧?qū)替液中或殘留在鉆井設(shè)備中的少量微泡流體依照生產(chǎn)井中流體的適用規(guī)則處理。若使用清潔過濾海水,修井作業(yè)中常用的活性固相控制系統(tǒng)通?？梢圆挥每紤]。微泡流變性可以防止微泡流體侵入地層,懸浮鉆屑于井筒液柱,防止鉆屑對(duì)油井工具的使用和回收造成干擾。對(duì)整個(gè)流體體系而言,可以在地表安裝各式傳統(tǒng)的固相清除設(shè)備來清除固相。針對(duì)一些特殊的污染物,如射孔碎屑,可以在井筒中安裝各種井內(nèi)過濾裝置清除固相。

4 結(jié)論

(1)微泡流體技術(shù)能成功應(yīng)用于完井、修井作業(yè),防止井眼中流體漏失,保證枯井在靜液壓力下正常作業(yè)。這樣可以簡(jiǎn)化修井工序,降低一些復(fù)雜操作的危險(xiǎn)性。例如,在文中某些實(shí)例中,微泡可以消除不壓井修井作業(yè)的必要性。

(2)當(dāng)向井眼中注入或從井眼中抽出流體,以及在套管頂部施加擠壓壓力時(shí),應(yīng)認(rèn)識(shí)到微泡流體具有可壓縮性這一本質(zhì)。當(dāng)受壓力梯度影響,體相中穩(wěn)定的微泡穿過流體移動(dòng)時(shí) (如微泡通過地層中的一個(gè)封堵塞),靜液壓力會(huì)引起流體大量漏失,最終導(dǎo)致表壓下降。而實(shí)際機(jī)理是體相中的微泡漏失到了微泡封堵塞的最前端。

(3)獲得有效而持久的地層內(nèi)封堵塞的方式與微泡流體的特性有關(guān)。對(duì)修井作業(yè)來說,最好從兩點(diǎn)來認(rèn)識(shí)這一封堵機(jī)理。①在井內(nèi)循環(huán)微泡流體,能夠增加有效微泡封堵塞的強(qiáng)度。因?yàn)?實(shí)際提供的微泡數(shù)量是否足以產(chǎn)生堅(jiān)固的微泡塞厚度,在很大程度上決定了微泡封堵塞的有效性。②微泡封堵塞的壽命在一定程度上需要保持,增高或降低微泡封堵塞壽命,均需要正平衡的存在。

(4)能夠在井底壓力高到接近已知地層破裂壓力的情況下觀測(cè)到有效的微泡封堵塞,為進(jìn)一步研究微泡在高靜液壓力下的特性,以及微泡封堵塞與原先存在的水力壓裂裂縫、近井壓力狀態(tài)之間的交互作用提供了保證。

(5)微泡流體在其他完井修井作業(yè)中的應(yīng)用也可能存在,如當(dāng)遇到裸露的低壓枯竭油藏時(shí),微泡能保證井內(nèi)流體有效循環(huán)。未報(bào)道的經(jīng)驗(yàn)表明,在注水泥和特定的補(bǔ)注水泥應(yīng)用過程中,微泡流體會(huì)增加獲取有效循環(huán)的可能性。將這些流體改性后用于某些特定井的增產(chǎn)計(jì)劃將成為可能。新的操作工藝,如對(duì)空氣加壓形成微泡,可以使這一類流體性能增強(qiáng),從而提高其封堵地層的能力。即使原漏失情況很嚴(yán)重,微泡封堵依然起作用。

10.3969/j.issn.1002-641X.2010.8.012

資料來源于美國(guó)《SPE 112439》

2009-04-15)