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【油田化学】无固相钻井液创阿布扎比多项“第一”


在阿联酋的阿布扎比海岸边上,利用新型无固相油基钻井液配方,实现了阿联酋境内的许多个“第一”:最长的水平段、第一次CaBr2泥浆体系的应用、最长的完井衬管以及最高的油田钻速记录。


来自 | World oil

编辑 | 二丫 周诗雨

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就因为采用了Baroid公司的创新型钻井液方案,阿联酋阿布扎比海岸的一家油公司取得了四重胜利:


(1)时间和成本分别节省了大约50天和1250万美元;

(2)产油指数增加了300%;

(3)一口大位移井的水平段长度破记录达到了18,764英尺,成为当时阿联酋境内最长的水平段;

(4)钻速也破了记录,达到了2,350英尺/天。


在施工期间,最初的计划阶段里就出现了新的问题:用户将水平油藏范围从计划的17,751英尺延伸到了27,751英尺,这就使得水平段需要达到18,674英尺。为了实现这种长度水平段的钻井工作,Baroid必须需要进行创新:尽可能减小摩阻扭矩,并使用很长的衬管(实际为阿联酋境内最长)进行完井;所用的钻井液不能伤害储层,这样才能保证实现所预期的油藏接触范围。


根据钻井目标、设计标准、邻近油田经验以及实验室测试,研究人员认为,INNOVERT(一款无粘土相矿物油基钻井液体系),与N-FLOW 325滤饼破胶剂的结合使用,能够实现最优、最经济的效果。


这款钻井液系统是一款高性能、润滑性强的无固相乳化钻井液,具有独特的触变性和易碎胶体性质。在超长水平井钻井中,这些性质非常重要的。当这样的钻井液被泵入井内并进行循环时,能最小化压力脉冲和压力波动,即等效循环密度(ECD)效应。且这款钻井液可最小化储层钻进时的流体漏失量,避免储层伤害。


当地技术团队首先从大位移井的设计标准开始着手,设计了一个详细的、步进式的钻井液配置和测试方案。通过对滤饼的沉淀性、分散和分解性和最后油的反排进行了一系列重复的测试,对滤饼破胶体系的有效性进行评价。

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敲定钻井液配方


技术团队模拟了井下压力状况、ECD、井眼清洗和起下钻缩颈。通过结合使用各种方法最终证明,钻井液配方能够适应和优化所制定的钻井和完井方案。此外,还对顶替作业进行了建模和优化,确保在裸眼中滤饼破胶体系能够顺利顶替钻井液。


钻井液设计中的创新点是使用了CaBr2,同时结合使用另外一种桥堵剂,这样就不会降低钻井液系统的粘度或易碎凝胶性质,也不会对地层造成伤害。


最开始时,油田作业人员非常关心运输的问题。在过去近10年的时间内,都采用的是水基钻井液进行钻完井。所以如果要引进反相乳化钻井液,则需要进行很大的变动。在一台液压剪切装置的帮助下,钻井现场总共配置了11500磅的钻井液(包括紧急备用的),以确保流变性调节剂(聚合物基)能够被合理搅拌剪切,达到所需的流变性质,不招致非生产时间,不打乱主要的计划安排。现场所得到的钻井液性质满足最初配置阶段给出的设计参数。

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钻井作业


在钻大位移段时进行非常顺利,钻井液的漏失量非常小,也没有发生缩颈的现象。同时还观察到,与邻近井相比,ROP提高了平均80英尺/小时,创造了破纪录的2350英尺/天。在钻井期间,由于地层孔隙压力比预想的高,两次调整了钻井液密度(从1.19提高到了1.24,再到1.26)。主要是通过调整CaBr2密度来实现的,这样在增大密度的同时对钻井液粘度的影响很小。


利用井筒压裂软件和每日泥浆报告中得到的钻井液参数,可以对井筒内的水力情况进行监控,如图所示。

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储层响应测试仪(FRT)能够准确测试储层样本接触到某一流体时的渗透率变化


在钻井作业过程中出现了一次较大的问题:水平钻进了10,000英尺后需要更换BHA,而整个起钻过程持续了12天。当BHA被提出井后,技术人员对地面的钻井液样本做了静态老化。通过测试表明,相对于标准参数来说,这些钻井液只发生了轻微的变质。最终一次性顺利钻完了剩下的8,674英尺,达到总深度。


从开始到钻井设计,再到钻井期间,大家就一直比较担心过度磨损的问题。因此在设计阶段就投入了很多精力,希望能够得到润滑性最好的油基钻井液。当然,这些努力也得到了回报。在钻井和下尾管的作业中,所观测到的摩擦因子都是最低的,INNOVERT的摩擦因子从水基钻井液的0.23降到了0.05,下降幅度高达80%。


现场数据表明,初始开井产量比最初预测的高了300%,这一点最明显地反映了整个作业的成功。更有一点意外之喜是,产液(及后续产液)的含水量很低(<0.1%)。


总而言之,无论是对于用户还是对Baroid公司而言,此次施工作业成功实现了多个“第一”—最长的水平段(18674英尺),第一次使用CaBr2配方的低固相钻井液系统,以及最高现场钻速(2,350英尺/天)。所有的“第一”共同铸就了超出预期300%的初始产量,同时与计划相比节约了大约50天和1250万美元。

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