水平井多段塞完井液的研制及应用

邵立民

(中国石化东北油气分公司工程技术管理部，长春 130062)

在个别注水不足的高渗油藏，油藏压力下降较大，压力系数远低于1.0。考虑到提高产量和控制边底水的突进、挖掘油层顶部的剩余油潜力等因素，此类低压高渗油藏的开发也越来越多地采用水平井技术。根据配产要求和油层保护的需要，在这类水平井中油层以上多采用水泥固井，在油层段悬挂带管外封隔器的防砂管裸眼完井。完井时通常先采用土酸酸洗防砂管和井壁的环空，再用清水或污水大排量洗井。

现场施工过程中，在处理防砂管和井壁环空的剩余泥浆及井壁钻井泥饼、沟通地层与井筒的渗流通道时，出现了以下问题:

1)井壁上的钻井泥饼在防砂管柱下入过程中经常会被破坏，进行替浆及酸化作业时，酸反应残渣和泥浆会由破坏点进入地层，对储层造成污染。

2)由于清水的黏度远低于泥浆，流动能力强，替浆作业时常出现水串现象，导致井筒内残留有钻井泥浆。残余泥浆与酸液反应，会消耗大量酸液，严重影响酸化解除钻井泥饼的效果。

3)酸洗泥饼时，只要酸开一段泥饼，酸液及反应物就会沿酸开段进入油层深部，其他部位的泥饼无法接触酸液，造成解堵效果欠佳。

针对以上问题，立足于提高替浆效率和防止漏失，我们研究开发了多段塞完井液技术。现场应用结果表明，该技术很好地解决了上述问题，大幅提高了水平井的产量。

1 水平井筛管完井多段塞完井液技术

根据完井工艺的要求，利用高黏替浆液的低摩阻、低滤失的特性，段塞式推进，提高替浆效率，防止替浆过程中替浆液的漏失;酸洗前采用高效清洗段塞处理泥饼表面的油膜，使酸洗时酸液与泥饼充分接触反应，提高酸洗泥饼的效果;酸洗泥饼时采用酸洗堵漏一体化段塞，酸开一段油层，暂堵一段，保证残酸和反应物能顺利上返，提高水平段油层的完善程度。具体技术方案为:高黏替浆→高效清洗→酸洗堵漏一体化→洗井。

1.1 高黏替浆段塞

采用高黏替浆液反循环替浆，实现替浆液的段塞式推进，高黏替浆液的用量按2倍筛管外泥浆量设计。在处理筛管外的泥饼时，完井液需经过上部筛管进入环空，过高的黏度会使地面泵压大幅上升，对筛管悬挂器和洗井管柱不利。为考察替浆液通过筛管的能力，配置了高黏度替浆液，具体配方如表1所示。选取长度为1 m、孔径为0.15 mm的双层精密筛管小样进行了通过试验，试验排量500 L/min，连续试验30 min，通过液量15 m3。采用RV20 黏度计，在170 s－1剪切下1 h，测定高黏替桨的黏度。采用美国Baroid公司的高温高压滤失仪，60℃下恒温1 h，测定滤失系数C3，实验结果如表2所示。残渣率小于3%，岩心伤害率小于15%，由岩心流动试验装置测定;摩阻相当于同排量清水的40.31%，现场测定;配方A～D 的泵压分别为 0.5，0.6，3.2，2.0 MPa。综合考虑通过性能和配方的黏度等技术指标，确定采用B配方。

表1 高黏替浆液的部分组成

表2 高黏替浆液的综合性能

1.2 高效清洗段塞

大多数钻井泥浆体系在钻遇油层后都会混油，替浆结束后，泥饼表面的油膜会阻止酸液与泥饼的接触，影响钻井泥饼的酸化处理效果。采用高效清洗段塞清洗油膜可提高酸洗泥饼的效果。高效清洗段塞的配方为:2%互溶剂JDB－1+2.5%NH4C1+5%清洗剂。

1.3 酸洗堵漏一体化段塞

为提高酸洗泥饼的效果，采用酸洗堵漏一体化段塞，酸开一段油层，暂堵一段，保证残酸和反应物能顺利上返，提高水平段油层的完善程度。具体方案是在酸液中添加体积分数为20%的油溶屏蔽暂堵剂，酸洗堵漏一体化施工。

由于完井液在处理筛管外井壁时，需经过上部筛管进入环空。因此对于暂堵剂的固相颗粒有以下要求:1)颗粒能够进入环空，不会堵塞筛管;2)颗粒粒径与油藏孔喉尺寸有良好的配伍性;3)投产的油井无需采取其他解堵工艺，仅利用生产压差及储层流体的溶解即能实现解堵。

完井使用的筛管由两层精密筛网组成，单层孔径为0.15 mm，两层叠合后孔径约为0.1 mm。根据1/2～2/3架桥理论，暂堵剂的颗粒粒径必须小于0.05 mm。

暂堵剂颗粒粒径与油藏孔喉尺寸的配伍性决定了是否能够形成有效的暂堵。对馆陶组取芯进行实测，其有效孔隙度约为25%～35%，平均为32%;渗透率为(12.9～24 721)×10－3μm2，平均为1 900×10－3μm2，属于孔高渗;孔喉半径平均值 γav分布在0.99～15.98 μm，γ50分布在 0.33～27.81 μm，流动孔喉的 γ50分布在 2.77～ 34.04 μm。渗透率贡献值达96%～98%时，主要流动孔喉的 γ50分布在 2.3～44.1 μm。根据 1/2～2/3架桥规则，最大架桥粒子的粒径必须在22～35 μm，其体积分数大于3%。

根据暂堵体系的筛管通过性及暂堵要求，3%～5%的固相粒子粒径为22～50 μm，其余固相粒子的粒径根据广谱暂堵的要求与孔喉尺寸正态分布一致次级分布。据此研制了TR－5油溶性屏蔽暂堵剂，其固相粒径分布如图1所示。

图1 屏蔽暂堵剂的粒度分布

TR－5屏蔽暂堵剂的暂堵及解堵效果如表3所示，试验流动介质分别为标准盐水和煤油，试验温度为90℃。TR－5屏蔽暂堵剂对不同渗透率岩心的暂堵率均大于98%，解除暂堵后对储层伤害很小，渗透率可恢复原来的95%以上。

表3 TR－5屏蔽暂堵剂的暂堵及解堵效果

为验证固相颗粒通过筛管孔隙的能力，采用配置好的暂堵剂溶液，并制作了长度为1 m、孔径为0.15 mm的双层精密筛管进行试验，排量为500 L/min，连续注溶液30 min，通过液量为15 m3，泵压为0 MPa。实验结果表明优选的暂堵剂固相颗粒能够通过筛管孔隙，不会堵塞筛管。

1.4 洗井

采用密度为1.0 g/cm3的优质洗井液洗井2周。洗井液按不同区块、不同层系的油层保护要求配制而成。

2 现场试验

水平井筛管完井多段塞完井液技术在冀东油田高104－5块的5口井进行了现场试验，施工成功率100%，具体实验参数见表4。与替浆不返采用酸化解堵的同层同类井G104－5P37相比，比采油指数提高近10倍，增油效果显著。

表4 现场实施情况统计表

3 结论

1)针对低压高渗储层的筛管完井水平井，采用多段塞酸洗堵漏一体化完井液技术可解决漏失和泥饼解除不彻底等问题。

2)TR－5屏蔽暂堵剂能顺利通过筛管，暂堵可靠，解堵顺利，能起到很好的堵漏作用。

3)将高黏携砂液、屏蔽暂堵剂等成熟的工艺技术进行了优化整合，在提高水平井井底完善程度方面取得了长足的进步。

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