一種高密度鉆井液泥餅的清洗方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種固井時高密度鉆井液泥餅的清洗方法，屬于海洋油氣田鉆井技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋油氣勘探的不斷深入，高溫高壓領(lǐng)域已成為未來勘探開發(fā)的重點領(lǐng)域之一。對海洋鉆井來講，井底溫度大于150°C的井為高溫井，地層孔隙壓力大于68.9MPa(1000psi)或地層孔隙壓力當(dāng)量鉆井液密度大于1.80g/cm3的井稱為高壓井，高溫高壓并存的井稱為高溫高壓井。高溫高壓鉆井是當(dāng)今鉆井技術(shù)難題之一。海上作業(yè)環(huán)境的限制使高溫高壓鉆井作業(yè)風(fēng)險更大，困難更多。
[0003]高溫高壓開發(fā)井對井筒完整性要求比較高，而固井則是井筒完整性的重要屏障。生產(chǎn)期間，因為試壓、溫變引起水泥石裂縫或滑脫引起固井質(zhì)量變差導(dǎo)致環(huán)空帶壓的問題是氣井開發(fā)面臨的難題。根據(jù)墨西哥灣14927 口井的統(tǒng)計資料，生產(chǎn)8年時間30%的井發(fā)生環(huán)空帶壓問題，生產(chǎn)17年時間有60%的井環(huán)空帶壓，由此可見，固井質(zhì)量對于防止環(huán)空帶壓問題，保障井筒完整性至關(guān)重要。
[0004]高溫高壓井段鉆井時，鉆井液密度高達(dá)1.80g/cm3，有的甚至達(dá)到2.0g/cm3以上，高密度鉆井液通常采用重晶石進行加重，鉆井液固相含量高，井壁附著形成的泥餅厚，固井時造成泥餅清洗難度大，易引起水泥膠結(jié)質(zhì)量差，導(dǎo)致固井質(zhì)量變差，環(huán)空帶壓潛在風(fēng)險高，給井筒完整性帶來嚴(yán)重隱患。常規(guī)的清洗方法，泥餅清除效果不好，導(dǎo)致套管鞋處水泥膠結(jié)質(zhì)量不理想，因此，如何有效的清除井壁泥餅，提高清洗效率，可有利于提高高密度的鉆井液固井質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的在于提供一種固井時高密度鉆井液泥餅的清洗方法，該方法通過配置特定的清洗液，結(jié)合模擬砂輪打磨的原理，利用物理沖刷井壁的作用，獲得高效的清洗效率，可有效改善水泥膠結(jié)質(zhì)量，提高固井質(zhì)量。
[0006]本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種高密度鉆井液泥餅的清洗方法，由如下步驟組成:
(1)由加重清洗液、鐵礦粉、增粘劑、降濾失劑按以下質(zhì)量配比配制打磨清洗液:25~40%加重清洗液，50-70%鐵礦粉，2-8%增粘劑，3-7%降濾失劑，所述鐵礦粉是由細(xì)顆粒鐵礦粉和粗顆粒鐵礦粉組成；制備時，先在加重清洗液中加入粗顆粒鐵礦粉，以轉(zhuǎn)速200~400r/min混合均勻，再加入細(xì)顆粒鐵礦粉以轉(zhuǎn)速200~400r/min混合均勻，加入二分之一的增粘劑，以轉(zhuǎn)速400~600r/min混合攪拌5~10min，再加入二分之一降濾失劑，以轉(zhuǎn)速400~600r/min混合攪拌5~10min，最后依次加入剩余的增粘劑、降濾失劑混合攪拌均勾；
(2)調(diào)整鉆井液、隔離液及水泥漿的動切力，使鉆井液動切力<沖洗液動切力<水泥漿動切力； (3)注水泥漿前，將步驟(I)制得清洗液栗送到井筒內(nèi)；
(4)計算套管與裸眼井段之間清洗液的環(huán)空返速，根據(jù)環(huán)空返速的大小判斷清洗液在環(huán)空中的流動狀態(tài)是否為紊流狀態(tài)；使清洗液處于紊流狀態(tài)，并保證清洗液與井壁之間紊流接觸時間在10分鐘以上。
[0007]所述清洗液的環(huán)空返速超過紊流狀態(tài)臨界值lm/s時即達(dá)到紊流狀態(tài)。
[0008]優(yōu)選的，所述鐵礦粉是由細(xì)顆粒鐵礦粉和粗顆粒鐵礦粉按照質(zhì)量比6~8:2~4組成。
[0009]本發(fā)明較優(yōu)的技術(shù)方案如下:所述打磨清洗液由33%加重清洗液、60%鐵礦粉、3%增粘劑、4%降濾失劑按質(zhì)量百分比配制，其中鐵礦粉由1200目的細(xì)顆粒鐵礦粉和250目粗顆粒鐵礦粉按照質(zhì)量比7:3組成；制備時，先在加重清洗液中加入粗顆粒鐵礦粉，以轉(zhuǎn)速200~400r/min混合均勻，再加入細(xì)顆粒鐵礦粉以轉(zhuǎn)速200~400r/min混合均勻，加入二分之一的增粘劑，以轉(zhuǎn)速400~600r/min混合攪拌5~10min，再加入二分之一降濾失劑，以轉(zhuǎn)速400~600r/min混合攪拌5~10min，最后依次加入剩余的增粘劑、降濾失劑混合攪拌均勾。
[0010]本發(fā)明技術(shù)方案中，所述加重清洗液是由15~25份表面活性劑、15~26份環(huán)保溶劑、8~15份穩(wěn)定劑、17-28份螯合分散劑、22~40份水組成。
[0011]進一步優(yōu)選的，所述加重清洗液是由20份表面活性劑、20份環(huán)保溶劑、10份穩(wěn)定劑、20份螯合分散劑、30份水組成。
[0012]進一步的，所述表面活性劑優(yōu)選多元醇型非離子表面活性劑；環(huán)保溶劑優(yōu)選溶解力強、毒性低的高沸點芳烴溶劑油中的一種或二價酸酯；穩(wěn)定劑優(yōu)選黃原膠或其他環(huán)境友好型的穩(wěn)定劑；螯合分散劑優(yōu)選無磷耐堿馬來酸酐-丙烯酸共聚物或聚丙烯酸鈉螯合分散劑。
[0013]本發(fā)明技術(shù)方案中，所述增粘劑可以是羥乙基纖維素、高粘度聚陰離子纖維素、羧甲基羥乙基纖維素、高黏度聚陰離子纖維素中的一種。
[0014]本發(fā)明技術(shù)方案中，所述增粘劑可以是無鉻木質(zhì)素磺酸鹽、聚丙烯酸鹽、磺甲基酚醛樹脂、硝基腐殖酸鈉中的一種。
[0015]本發(fā)明方法采用加重沖洗液配合使用粗細(xì)顆粒搭配的加重劑鐵礦粉和增粘劑，并提高前置液在裸眼的紊流時間，模擬砂輪打磨的原理，利用物理沖刷井壁的作用，提高清洗液對井壁泥餅的沖洗，改善了水泥漿與井壁的膠結(jié)質(zhì)量，達(dá)到提高清洗效率的目的；本發(fā)明方法有助于提高高溫高壓井泥餅清洗效率，提高固井膠結(jié)質(zhì)量，實施工藝快速簡便；經(jīng)海上高溫高壓固井作業(yè)中推廣應(yīng)用驗證，具有顯著的清洗效果、可提高固井質(zhì)量。
【具體實施方式】
[0016]下面通過實施例對本發(fā)明做進一步詳細(xì)說明，這些實施例僅用來說明本發(fā)明，并不限制本發(fā)明的范圍。
[0017]實施例1按照如下步驟實現(xiàn)本發(fā)明:
(1)加重清洗液:基本組分包括20份多元醇型非離子表面活性劑、20份高沸點芳烴溶劑油、10份穩(wěn)定劑(黃原膠)、20份無磷耐堿馬來酸酐-丙烯酸共聚物、30份水；
(2)打磨清洗液制備:按以下質(zhì)量配比配制打磨清洗液:33%加重清洗液，60%鐵礦粉(由1200目的細(xì)顆粒鐵礦粉和250目粗顆粒鐵礦粉按照質(zhì)量比7:3組成)，3%增粘劑(輕乙基纖維素)，4%降濾失劑(無鉻木質(zhì)素磺酸鹽)；制備時，先在加重清洗液中加入粗顆粒鐵礦粉，以轉(zhuǎn)速200r/min混合均勻，再加入細(xì)顆粒鐵礦粉以轉(zhuǎn)速300r/min混合均勻，加入二分之一的增粘劑，以轉(zhuǎn)速400r/min混合攪拌5min，再加入二分之一降濾失劑，以轉(zhuǎn)速500r/min混合攪拌5min，最后依次加入剩余的增粘劑、降濾失劑混合攪拌均勾；
(3)按照上述方法配制完成后，調(diào)整鉆井液、隔離液及水泥漿動切力，使鉆井液動切力<沖洗液動切力 <水泥漿動切力，提高水泥漿壁面剪切應(yīng)力；
(4)按照固井程序栗沖洗液，采用頂替流體密度大于被頂替流體密度的正密度差頂替方法，即鉆井液密度<前置液密度<水泥漿密度，提高頂替效率；
(5)等沖洗液進入套管和裸眼環(huán)空后，計算套管與裸眼井段之間沖洗液的環(huán)空返速，判斷紊流狀態(tài)，保證清洗液與井壁之間紊流接觸時間在10分鐘以上；
(6)利用沖洗液的“物理打磨沖刷”和“低速紊流”特性于降低環(huán)空鉆井液的邊壁粘結(jié)力，使水泥漿在較小的邊界剪切應(yīng)力下就能夠驅(qū)替井壁鉆井液，提高頂替效率。
[0018]實施例2按照如下步驟實現(xiàn)本發(fā)明:
(1)加重清洗液:基本組分包括15份多元醇型非離子表面活性劑、15份高沸點芳烴溶劑油、8份穩(wěn)定劑(黃原膠)、17份無磷耐堿馬來酸酐-丙烯酸共聚物、22份水；
(2)打磨清洗液制備:按以下質(zhì)量配比配制打磨清洗液:30%加重清洗液，63%鐵礦粉(由1200目的細(xì)顆粒鐵礦粉和250目粗顆粒鐵礦粉按照質(zhì)量比6:4組成)，4%增粘劑