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1、油气井修井工作液 油气工程研究院 主要内容 概 述1 修井液储层伤害机理分析2 修井液类型及适应性3 修井液常用处理剂4 塔里木常用修井液5 一、概述 油气井在采油、采气、注水、注气过程 中，由于各种因素造成油气井发生故障，导 致停产、停注，影响了油气井的正常工作。 修井作业就是通过采取人工措施，来排除井 下故障，使油气井恢复正常工作。它是提高 单井产量和采收率，延长生产周期的一项重 要措施，也是挖掘老井潜力，发现新层位， 扩大勘探成果的重要手段。 修井作业主要包括：打捞、解卡、检泵 、套管修复、套管开窗、冲砂、防砂、清蜡 、解堵、补孔等工艺。 一、概述 n 修井作业所面临的问题。 油气田开发
2、后期，地层能量不足，井底压力低于静水柱压力；或经长期 注水开发形成多个压力层系； 修井作业造成储层伤害，导致产量大幅度降低； 确保施工安全，特别是含H2S的油气井和海洋油气井的修井作业； 满足环保要求； 降低综合成本。 修井液是解决修井问题的关键。 一、概述 n 修井液是修井作业过程中所使用的工作液。 修井液主要功能 修复油气井平衡地层压力保护油气层 n 修井液性能的好坏关系到修井作业的成功率，以及储层的伤害程度。 修井液重要性能 密度抑制性造壁性流变性配伍性耐温性 概 述1 修井液储层伤害机理分析2 修井液类型及适应性3 修井液常用处理剂4 塔里木常用修井液5 主要内容 二、修井液储层伤害机
3、理分析 修井过程中，造成的油气层损害往往比钻井过程中的损 害更严重。因此，在修井作业过程中必须采取合理的油气层 保护措施。了解修井液的储层伤害机理，是制定储层保护措 施的依据。 二、修井液储层伤害机理分析 n 1、固体颗粒侵入伤害 修井过程中，当液柱压力大于地层压力时，修井液容易将固体悬浮颗 粒带入储层孔道中，造成储层孔隙、孔吼发生机械堵塞。 固体颗粒对储层的伤害程度与颗粒的侵入深度有关。侵入深度的影响 因素：固相颗粒粒径和浓度；固相颗粒与孔吼直径的匹配；施工作业参数 （作业时间、施工排量、施工时间等）。 粒径与孔径匹配关系堵塞类型 d粒 1/7 d孔深部堵塞 2/3d孔 d粒 1/7 d孔浅
4、部堵塞 d粒 d孔无堵塞 二、修井液储层伤害机理分析 n 1、固体颗粒侵入伤害 减小固体颗粒侵入伤害的方法： 采用屏蔽暂堵方法，添加架桥颗粒，防止固相造成储层深部损害； 优化固相颗粒粒径级配，形成质量好的内外泥饼； 确定合理的修井液密度，保持最小的正压差； 保持合理上返速度，减小修井液的浸泡时间； 采用无固相修井液进行作业。 二、修井液储层伤害机理分析 n 2、与储层不配伍性伤害 修井液侵入储层后，引起储层中粘土矿物膨胀、分散、迁移，堵塞孔 隙通道，从而导致储层渗透率下降。粘土矿物中的蒙脱石和伊蒙混层的水 敏性最强。 粘土水化SEM照片 （1）水敏伤害 二、修井液储层伤害机理分析 n 2、与储
5、层不配伍性伤害 修井液侵入储层后，引起近井地带含水饱和度增加，在岩石孔隙中产 生毛细管效益和贾敏效应，增大了原油流动的附加阻力，造成了油井产量 下降。 毛细管效应 贾敏效应 （2）水锁伤害 二、修井液储层伤害机理分析 n 3、与地层流体不配伍性伤害 修井液侵入油层后，修井液中的表面活性剂、细微颗粒与原油接触， 容易形成油包水乳化液。油包水乳化液的粘度高、流动性差，在油层中的 渗流阻力增大，造成了油井产量下降。 油包水乳液 细微颗粒对乳液的稳定作用 （1）乳化堵塞 二、修井液储层伤害机理分析 n 3、与地层流体不配伍性伤害 修井液与地层水不配伍，发生物理化学反应，产生无机垢（硫酸钙、 硫酸钡、硫
6、酸铭、硫酸镁、氢氧化铁等）、有机物沉淀（结蜡、沥青、胶 质等）和细菌，堵塞储层孔道，降低储层的渗透率，影响油井产量。 （2）沉淀堵塞 无机垢图片蜡样图片 二、修井液储层伤害机理分析 n 修井液储层伤害机理分析研究流程 修井液储层伤害机理分析研究流程图 修井液 潜在伤害因素分析 伤害因素结论 伤害程度评价实验 提出保护油层的相应对策 固含量及粒径分析 含油量分析 细菌分析 离子类型分析防膨性能分析 矿化度分析 岩心流动实验岩心敏感性分析 概 述1 修井液储层伤害机理分析2 修井液类型及适应性3 修井液常用处理剂4 塔里木常用修井液5 主要内容 三、修井液类型及适应性 n 修井液分类 按成分划分
7、清洁盐水修井液 暂堵型盐水修井液 泡沫修井液 纯油修井液 隐形酸修井液 水基修井液 油基修井液 气基修井液 油包水修井液 空气修井液 充气修井液 固化水修井液 无固相聚合物修井液 三、修井液类型及适应性 n 1、无固相聚合物修井液 无固相聚合物修井液是采用水（联合站污水、海水或清水）、聚合物 和其它处理剂配制而成的胶液。通过添加聚合物来增加体系的粘度，减缓 修井液的漏失速度，实现循环洗井的目的。 不含固相，避免了固相颗粒对储层的伤害，但是漏失量较大，而且聚 合物会对储层造成吸附损害。 常压低渗砂岩油气层。 修井液特点 适应范围 三、修井液类型及适应性 n 2、清洁盐水修井液 清洁盐水修井液是采
8、用一种或多种盐类、水（联合站污水、海水或清 水）和其它处理剂配制而成。通过加入不同类型或数量的可溶解性盐来调 节密度，密度调节范围在1.062.3 g/cm3，是目前应用最广泛的修井液。 不含固相，避免了固相颗粒对储层的伤害；高矿化度体系，抑制性强 ，即使部分修井液浸入产层也不会引起粘土膨胀和运移。 小井眼、深井、水平井；水敏性油气藏；盐岩层和泥页岩层；高温高 压油气井；由于体系中没有固相，漏失会比较严重，不适用于高渗地层。 修井液特点 适应范围 三、修井液类型及适应性 n 2、清洁盐水修井液 盐水体系 最高密度 g/cm3 氯化钾 1.17 氯化钠 1.20 氯化钙1.39 溴化钠 1.50
9、 溴化钙 1.391.70 溴化钙/氯化钙 1.331.80 溴化锌/溴化钙/氯化钙 1.802.30 无机盐盐水体系 溴盐对环境污染性和身体伤害比较大 ； 腐蚀性比较强； 高密度溴盐必须经过充分过滤，严格 控制固相颗粒，防止溴盐结晶； 盐水的密度受温度影响较大。 KClNaBr2 三、修井液类型及适应性 n 清洁盐水修井液 三、修井液类型及适应性 n 2、清洁盐水修井液 盐水体系最高密度 g/cm3 甲酸钠 1.35 甲酸钾 1.60 甲酸铯2.30 weigh21.31 weigh31.51 有机盐盐水体系 有机盐无毒、无害、可生物降解，满足 环境保护的要求； 有机盐与稠化剂的配物性很好，
10、不影响 稠化剂的增稠性能，同时能提高稠化剂的 耐温性能； 与储层配伍性好、抑制性强，有利于保 护油气层； 能够有效抑制天然气水合物的形成； 耐温性能好，耐温能力可达180； 对金属和橡胶无腐蚀。 三、修井液类型及适应性 n 2、清洁盐水修井液 清洁盐水中不含固相，不能形成有效滤饼，滤失量很大。为了减少盐 水漏失和减小储层损害，有必要控制滤失量。控制办法是添加聚合物来提 高水相的粘度，并在井壁上形成粘膜，以降低滤失速率。此外，为了提高 修井液的携砂能力，也需要添加聚合物来提高修井液的粘度。 u 能在高矿化度盐水中溶解，且不被高价金属离子置换而沉淀； u 在盐水中有较强的增粘能力； u 对储层没有
11、明显的损害，而且酸溶性好； u 稳定性好，不易降解，在较高温度（100），仍然有效。 常用的聚合物有羟乙基纤维素（HEC），生物聚合物（XC），羧甲基 羟乙基纤维素（CMHEC），羟乙基淀粉等。 专用聚合物特点 三、修井液类型及适应性 n 3、暂堵型盐水修井液 暂堵型修井液由盐水溶液 和暂堵剂固相颗粒组成。暂堵 剂既可起到加重作用，还可在 井壁上形成后期可以清除的内 外泥饼，以减小滤失量。按暂 堵颗粒的溶解能力，可以分为 酸溶性体系、油溶性体系和水 溶性体系。 高渗透或裂缝型漏失油气层 适用范围 三、修井液类型及适应性 n 3、暂堵型盐水修井液 酸溶性修井液体系主要由盐水基液、聚合物、酸溶性暂
12、堵剂和其它处 理剂组成。 酸溶性暂堵剂最常用的是超细碳酸钙和碳酸铁。碳酸钙适用于密度为 1.031.50g/cm3的修井液，更高密度的修井液常用碳酸钙/碳酸铁复合加 重。碳酸钙/碳酸铁的粒径根据储层平均孔隙直径的1/3原则确定。 酸溶性修井液在作业之后采用酸化方式，可以 清除沉积在井壁内外的暂堵颗粒和泥饼。 （1）酸溶性修井液体系 三、修井液类型及适应性 n 3、暂堵型盐水修井液 水溶性修井液体系主要由饱和盐水、聚合物、盐粒和其它处理剂组成 ，密度范围为1.031.68g/cm3。它是把一定尺寸的固相盐粒加入到聚合物 饱和盐水中，盐粒在饱和盐水中不能溶液，悬浮分散在体系中。体系中的 盐粒和聚合
13、物可起到加重、桥堵和控制滤失的作用。 水溶性修井液在作业之后，不需要进行酸化，只需采用淡水或非饱和 盐水侵洗即可清除井壁内外的暂堵颗粒和滤饼。 （2）水溶性修井液体系 三、修井液类型及适应性 n 3、暂堵型盐水修井液 油溶性修井液体系主要由盐水基液、聚合物、 油溶性树脂和其它处理剂组成。采用油溶性树脂作 为桥堵材料，实现降滤失的作用。 所用的油溶性树脂包括两类：脆性油溶性树脂 ，它主要用作桥塞粒子；可塑性油溶性树脂，在压 差下可以变形，主要作为充填粒子。 油溶性修井液在作业之后，井壁内外的桥堵材料和滤饼，可由地层中 产出的原油或凝析油溶解，也可注入柴油和亲油表面活性剂加以溶解。 （3）油溶性修
14、井液体系 三、修井液类型及适应性 n 4、隐形酸修井液 u 可以防止各种有机、无机沉淀的产生； u 可以清除已经形成的有机或无机沉淀及井壁的屏蔽暂堵层； u 可与储层岩石中易酸溶的矿物及胶结物产生溶蚀反应，扩大渗流通道 。 隐形酸修井液是在常规（碱性）修井液的基础上加入隐形酸螯合剂 （HTA）。HTA自身不是酸，具有极强的水溶性，在水溶液中能释放出H+离 子，使溶液呈酸性，HTA的浓度越高，酸性越强。隐形酸修井液能够改善 储层渗透率，提高油井产能。 盐水（无机或有机盐）+ 粘土稳定剂 + 隐形酸螯合剂HTA + 防腐杀菌剂 隐形酸修井液的特点 基本组成 三、修井液类型及适应性 n 5、固化水修
15、井液 利用高分子吸水材料控制修井液体系中的自由水，并通过物理脱水作 用和化学反应在孔眼或井壁上形成暂堵层，有效地阻断了修井液在中低渗 储层的漏失。 井下大于120条件下，暂堵层的化学反应，形成强度更高、渗透性更 低的胶质封堵层。 井温小于100条件下，高分子吸水材料在正压差下物理脱水形成暂 堵层，阻断修井液的渗漏 井温小于100井温大于120 三、修井液类型及适应性 n 5、固化水修井液 破胶 三、修井液类型及适应性 n 5、固化水修井液 u衰竭漏失型砂岩储层修井作业 u裂缝型储层修井作业 u不同压力系数的多层合采井 u 不能采用过高浓度的二价阳离子的液体配液 u 密度上限为1.20g/cm3
16、 u 抗温上限为140 u化学法破胶和气举联作 u酸液破胶 u氧化剂破胶 u不破胶的诱喷方法 破胶工艺 适用范围 局限性 三、修井液类型及适应性 n 5、固化水修井液 油田已处于开发的中后期，地层压力系数低于静水柱压力，目前地层 压力梯度仅为0.79MPa/100m。如果修井过程中要建立循环或进行冲砂作业 ，将面临修井液大量漏失的问题。即使是使用清水压井，对于5800m左右 的井来讲，也存在12.18MPa的正压差，在如此大的正压差下，修井液必然 会发生大量漏失。 固化水修井液在东河塘油田的应用 针对东河塘石炭系储层的特点，采用了固化水进行了修井冲砂作用， 取得了良好的应用效果。塔中油田目前也存在修井液漏失严重的问题，可 将固化水修井液在塔中油田推广应用。 三、修井液类型及适应性 n 6、油基修井液 油基修井液可分为油包水乳化液和纯油修井液。油基修井液具有稳定 性好，密度范围大，流变性易于调整，能抗各种盐类污染，对泥、页岩有 很强的抑制性，井壁稳定和防腐的优点
