用于欠平衡钻井抗高温高强度冻胶阀和应用.pdf

东 北 石 油 大 学 学 报 第39卷 第 5期 2015年 10月 JoURNALoFNoRTHEASTPETROLEUM UNIVERslTY VO1．39 No．5 Oct． 2015 用于欠平衡钻井的抗高温高强度冻胶 阀及应用 李志勇 ，马 攀 ，陶 冶。，薛连云 ，杨 超 ， 陈 帅 。，韦火云 ，李鸿飞h (1．中国石油大学(北京)石油工程学院，北京 102249； 2．中国石油大学(北京)油气资源与探测 国家重点实验室 ，北 京 102249； 3．中国石油天然气股份有 限公司 勘探开发研究院，北京 100083； 4．中国石油新疆油 田分公司 工程 技术研 究院，新疆 克拉玛依 834000) 摘 要 ：常用冻胶 阀技术很难满足深井高温作业需求．为充分 发挥欠平衡钻井优势 ，研 制一种新型冻胶液 ，在高温下 通过交联反应 ，形成作用力极强 的空间网状结构及与井壁的黏结力 ，达到封 隔压力 的要求 ；评价抗温性 、密封性 、耐压性 及破胶性等冻胶封隔压力所需的性能．结果表 明，该冻胶抗温达 160℃，与管壁具有很好 的黏壁性，能有效密封井下压 力 ，耐压强度高 ，并且破胶彻底 ，破胶液利于返排 ，不影响后续正常 的钻完井作业．该技术可在高温井 中有效封隔井下欠 平衡作业引起的气体涌人，应用效果 良好． 关 键 词 ：欠平衡钻井；冻胶阀；抗 温性 ；耐压性 ；破胶性 ；可穿透性 中图分类号 ：TE249．1 文献标识码 ：A 文章编号 ：2095—4107(2015)05—0080—06 0 引言 欠平衡钻井技术产生于 2O世纪 30年代，兴起于 2O世纪 8O年代．欠平衡钻井可使地层流体有控制地 进入井筒 ，避免井漏与储层伤害等问题L1]．随着欠平衡钻井技术的深入研究和推广应用 ，国内外石油公司 对欠平衡钻井技术的要求越来越高 ，须寻求一种能够实现全过程欠平衡钻井的作业方式和方法．冻胶阀作 为一种新型的控压手段 ，可有效代替套管阀，实现全过程欠平衡钻井．在欠平衡钻井及完井过程中，冻胶阀 利用 自身的强度及与井壁的黏结力封隔井下压力，消除由井底压力过大引起的储层伤害，保护储层并避免 由套管阀失效引起 的钻井事故 ；同时 ，降低欠平衡钻井 的作业成本，实现全过程欠平衡钻井作业_2]．2006 年 ，在我国西北地 区首次成功进行冻胶阀现场试验 ，其技术思想和工艺得到广泛认 同 ]．目前 ，冻胶 阀技术 在多个油 田进行推广应用 ，最大应用井深为 3km左右 ，冻胶阀工作温度最高可达 120℃左右 ]． 随着石油资源勘探开发领域的进一步延伸 ，深井钻探技术应用越来越广．我国未探 明石油储量约为 85×10。t，其 中有 73 储藏在深层 ；我 国常规天然气资源预测产量为 38×10 ITI。，其 中埋藏深度大于 3500in的天然气资源 占57 [5]．因此 ，深部储层具有巨大的开发潜力 ，深层的高温环境成为欠平衡钻 井冻胶 阀作业不可 回避的问题 ，现有冻胶 阀技术需要进一步提高抗温性及强度．笔者研发抗高温、高强度 冻胶阀技术 ，可拓展冻胶阀应用领域，有助于实现深井全过程欠平衡钻井作业 ，从而提高全过程欠平衡钻 井综合服务水平． 1 实验 1．1 药品与仪器 (1)药品．增韧剂 ，分析纯，北京现代东方精细化学 品有限公司生产 ；耐温聚合物、高温稳定剂 ，交联剂 ， 北京石大博源科技有限公司生产；HPAM (水解聚丙烯酰胺)，任丘市鑫聚化工有限公司生产 ；破胶剂 ，北 收稿 日期 ：2014—11—10；编辑 ：关开澄 基金项 目：国家 自然科学基金创新研 究群体项 目；国家科技重大专项 (2o16ZXo5044)；国家 自然科学基金面上项 目 ；北京市高等学校青年英才计划项 目(YETP0671)；国家 留学基金项 目(201506445008)；中国石油大学 (jE京)优 秀青年教师基金项 目(2462o15YQO211) 作者简介 ：李志勇(1978一)，男 ，博士 ，副教授 ，主要从事储层保护 、钻井液优化设计 、油田化学、钻井废弃物处理等方面的研究． · 8O ·