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抗高温改性沥青的技术控制
- 2019-06-21-

安全钻穿沥青质稠油层问题一直是困扰 Y 油田 钻井工程的主要技术难题。由于沥青质稠油分布与 侵入规律不明、流体特征差异和地层压力差异较大, 给现场施工带来巨大挑战,严重影响了钻井进度和 安全,其中 A 井、B 井、C 井因沥青质稠油侵入被迫 提前完井。前期作业过程中通过改变井身结构、提 高钻井液密度、采用常规的惰性材料堵漏技术、注水 泥堵漏技术、水玻璃堵漏技术、化学固结堵漏技术均 未能有效解决抗高温改性沥青质稠油侵入问题。为了形成置换 性非均质活跃沥青质稠油层综合治理技术,实现高 效安全钻井,需要采用源头控制、机理认识、过程防 范和强化治理等思路,为此开展了沥青质稠油置换 和井筒缝洞系统的耦合流动规律、置换通道高强封 堵技术和沥青质稠油层综合治理技术研究。

 沥青质稠油 - 钻井液置换规律实验

 油田沥青质稠油层钻进时钻井液进出口密度 差值大,循环体积无明显的变化;提高钻井液密度 难以阻止沥青质稠油侵入井筒,密度越高稠油溢出 越多,即沥青质稠油 - 钻井液置换现象,根据 Y 油田 沥青质稠油置换现象,开发出“重力置换模拟实验 装置。该装置是一套可视化的井筒与地层 裂缝连通装置,可以模拟不同密度、不同裂缝下,井 筒钻井液与地层稠油的交换实验。左边的筒模拟地 层,右边的筒模拟井筒,井筒中有钻柱。两筒中间的 平板模拟地层裂缝。在裂缝面板上黏砂,形成裂缝 面内微凸体,模拟不规则裂缝。平板的四角分别装 有压力传感器。整个模拟装置均是开放系统,地层 边界条件为压力边界,无限大地层。井筒边界条件 为压力边界,整个井筒内钻井液能够循环,视为开放 边界。

实验方法

定容实验 将模拟地层的容器设定为一个封闭空间,钻井液有多少进入地层就有多少地层稠 油进入井筒。在此情况下,模拟正常钻进过程中地 层—井筒置换的情况:钻井液从钻杆上部注入,由 环空返出,观察环空中钻井液与地层稠油的置换现 象。模拟关井情况下环空钻井液与地层稠油置换的 情况:将钻井液充满钻井井筒与环空之后关泵,使 得井筒形成密闭空间。在此情况下观察环空钻井液 与地层稠油的置换现象。

定压实验 将模拟地层的容器设定为一个定 压循环的空间,进入地层钻井液从模拟地层的容器 下部缓慢放出并且上部不断补充被放走的稠油。在 此情况下循环井筒钻井液,观察环空钻井液与地层 稠油的置换现象。