完井液過濾設備

① 　疏鬆砂岩儲層的適度防砂完井技術

在新的開發模式下，油藏開發速度高，油井產量大，這就要求完井時對油井的產能影響小或不影響，適度防砂完井技術就能夠滿足這一要求，它允許一定粒徑的細砂被采出，提高了油藏的滲透流能力。與此相配套的井下螺桿電潛泵舉升技術具有排量大、具有一定容砂能力的特點。

防砂完井作業作為完井技術已經走過了幾十年的歷史，但真正比較成熟的防砂完井技術始於80年代中後期。

由於大量高科技的廣泛應用，解決了疏鬆砂岩井，特別是疏鬆砂岩稠油井防砂完井技術中的一系列難題。目前世界上最具代表性的防砂完井技術為：STRAT PACK（分層射孔，分層防砂）技術；DUAL TRIP（兩趟管柱，多層防砂）技術；ONE TRIP（一趟管柱，多層防砂）技術。另外，膨脹式防砂篩管技術，由於獨特的設計原理、施工工藝和近似裸眼完井的優點，現場使用效果正在逐漸顯示出優勢，將來可能成為一種很有競爭力的防砂完井技術。目前海上油田已很少使用STRAT PACY防砂完井，用得最多的是DUAL TRIP（兩趟管柱，多層防砂）技術和ONE TRIP（一趟管柱，多層防砂）技術；膨脹式防砂篩管技術在南海油田有少量試用，並獲得了較好的防砂效果。

一、防砂完井工藝設計及作業

（一）完井液體系配方

以綏中36-1-Ax井為例：該井油層段粘土平均含量為10%，蒙脫石在粘土總量中高達58%，高嶺石平均含量為29.6%（表10-11，表10-12）。因此，在設計完井液性能時應充分考慮完井液的防粘土膨脹性能，防止岩心中的蒙脫石遇不配伍的完井液而膨脹，在泵送礫石充填液作業時，應適當控制泵速，防止泵速過高引起岩心速敏效應而傷害油層滲透率。

表10-11SZ36-1-A_x井全岩分析報告（根據x－射線衍射）

表10-12SZ36-1-A_z井岩心粘土礦物定量分析報告

圖10-16適度防砂技術示惠圖

本井採用7」金屬綿蠕動篩管防砂技術。

② 氯化鈣在污水處理中起到什麼作用

用途於道路、高速公路、停車場、機場、高爾夫球場等的冬季除雪；

2、氯化鈣用途於石油鑽探、鑽井工作液、完井液、石油化工等的脫水劑；
  3、無水氯化鈣用途於防除塵埃、煤塵、礦塵；
  4、建築行業，氯化鈣用作早強劑（提高混凝土強度）、生產塗料的凝固劑；
  5、乾燥行業，氯化鈣用作乾燥劑，如防潮用乾燥劑、工藝中氣體和液體的乾燥介質；
  6、橡膠行業，二水氯化鈣用作乳膠凝結劑；
  7、黑色冶金工業，氯化鈣用作氯化劑和添加劑；
  8、造紙工業，用作添加劑（增加紙張強度）及廢紙張脫墨劑；
  9、在化學工業無機化工原料領域，氯化鈣用作硫酸根的脫除劑、褐藻酸鈉的凝固劑；
  10、製冷工業，用於製冷（冷卻溶液及工藝中氣體和液體）的空調系統；
  11、氯化鈣農業用途：防治玉米                                                  

12、用途於染料及印染工業生產中；
  13、在有機化工生產過程中，氯化鈣用作蒸留石油、醚醇的上兌劑；
  14、游泳池水中，添加氯化鈣可以使池水成為pH緩沖溶液同時增加池水硬度，這樣做可以較少池壁混凝土受到的侵蝕；
  15、在海洋水族館的水中加入氯化鈣能增加水中生物可利用鈣的含量，水族館中所養殖的軟體動物和腔腸動物會利用它來形成碳酸鈣的外殼；
  16、食品級氯化鈣的作用：作為食物防腐劑，有助於保持食品新鮮度；巴氏奶在加工過程中消減了大量鈣，而添加少量氯化鈣可以幫助凝固，氯化鈣也是乳酪很重要的添加劑。
  17、氯化鈣也是塑料和滅火器中的添加劑，在廢水處理作為助濾劑，在高爐中作為添加劑來控制原料的聚集和粘附從而避免爐料沉降，在織物軟化劑中起到稀釋劑的作用。

  18、石油工業中，氯化鈣用於增加無固相鹽水的密度，也能加在乳化鑽井液的水相中用來抑制粘土的膨脹。

③ 高溫鑽井液檢測儀器國內外發展現狀

3.3.1 高溫高壓流變儀

高溫流變性是高溫鑽井液的重要參數之一，直接影響鑽速、泵壓、排量、懸浮及攜帶岩屑、井眼清潔、井壁穩定、壓力波動及固井質量等，因此國內外非常重視高溫流變儀的研發。典型生產商為美國Fan公司、OFI公司、Grace公司等。其典型產品有如下。

3.3.1.1 OFITE1100高溫加壓流變儀

美國OFI公司研製生產的OFITE1100高溫加壓流變儀是一個全自動測試系統，能夠根據剪切力、剪切速率、時間、壓力、溫度等參數來准確測試壓裂液、完井液、鑽井液、水泥漿的流變特性，並實時顯示和同步記錄剪切應力、剪切率、轉速、壓力、容池和樣品溫度。可以在實驗室使用也可以在野外使用，可選擇防水移動箱，帶輪子，移動方便。OFITE高溫高壓流變儀壓力可達到18MPa，溫度可到260℃，最低0℃。另外還有冷卻系統，冷卻樣品（圖3.1）。

圖3.1 OFITE 1100高溫加壓流變儀

獨特的ORCADA（OFITE R（流變儀）C（控制）and D（數據）A（採集）），軟體簡單。全新的KlikLockTM快速鏈接技術與重新設計的樣品杯相結合，便於拆卸和維修。全新的SAFEHEATTM系統是一個安全、精確、環境友好、高效的空氣傳輸加熱系統，使得操作更安全簡單，清洗更快速。

3.3.1.2 OFITE高溫高壓流變儀

根據剪切力、剪切速率、時間和壓力直到207MPa和溫度最高至260℃條件，全自動系統准確測定完井液、鑽井液、水泥漿的流變特性。選配冷水系統後，可使測試系統適應於需要冷卻的測試樣品，進一步增加了儀器的應用范圍（圖3.2）。

圖3.2 OFITE高溫高壓流變儀

使用羅盤來測定扭矩附件頂部磁鐵的轉動。如果沒有對儀器進行補償，防護罩內動力驅動磁鐵的影響。地球磁場的影響、防護罩磁性的影響、彈簧非線性的影響、實驗室磁場和材料的影響、非理想流體流動的影響、產品結構微小變化的影響等綜合結果使測定角度顯示非線性關系。計算機可以容易地完成這些影響的補償。

3.3.1.3 Ceast毛細管流變儀

毛細管流變儀分為單孔型和雙孔型，應用於熱塑性聚合物材料的質量控制和研發工作。在CeastVIEW平台下，通過VisualRHEO軟體控制儀器。可實現以任意恆剪切速率或活塞桿速度測量。雙孔料筒結構獨立採集分析每個孔所測得的試驗數據。可選各種專用的軟體。可選配多種測量單元：熔體拉伸試驗、口模膨脹、狹縫口模。PVT、半自動清洗等。Rheologic系列：最大力50kN；速度比1∶500000；活塞速度0.0024～1200mm/min。工作溫度50℃～450℃（選配500℃），有兩個PT100感測器控制。可快速更換的載荷感測器（范圍：1～50KN），壓力感測器范圍3.5～200MPa（圖3.3）。

圖3.3 毛細管流變儀

3.3.1.4 Haake RV20/D100高溫高壓黏度儀

Haake RV20/D100該高溫加壓旋轉黏度計的使用上限為203kPa（1400psi）和300℃，它由兩個固定在加熱器上的同軸圓筒組成。外筒用螺栓固定在加熱器（高壓釜）的頂部，內筒支承在滾珠軸承上（外筒通過軸承將內筒托住）。內筒或轉筒靠磁耦合與一個Rotovisco RV 20相連接。內筒作為轉子，釜外的驅動機構通過電磁耦合帶動內筒轉動；內筒通過電磁耦合將其所受的轉矩傳遞給釜外的驅動機構，使其轉過一個角度（圖3.4）。

圖3.4 Haake RV20/D100剪應力測試原理

可用計算機控制來自動描繪流變曲線。該儀器在0s^-1～1200s^-1范圍內可連續變化，並且自動進行數據分析。施加在轉軸上的扭矩可被反應靈敏的電扭力桿測得。測量電扭力桿扭轉的角度即為所施加的扭矩值。剪切應力可由扭矩值通過合適的剪切應力常數來計算得出。

3.3.1.5 美國Grace公司專利產品MODEL 7400/M7500

M7400流變儀包含250mL的漿杯總成，安裝在儀器加壓的測試釜體內，漿杯易於取出，方便漿杯裝樣和清洗。流變儀可配備不同的內筒/轉子（外筒）組合，提供了不同的測量間隙尺寸。轉子（外筒）按需要的速度圍繞內筒轉動，由於內筒和轉子（外筒）之間的環型區域內的液體被剪切，傳導到內筒上的扭矩用一個應力表類型的扭矩感測器測量（圖3.5）。

圖3.5 M7400流變儀

儀器加壓用一個空氣驅動液壓泵，礦物油作為壓力介質，連接到高壓泵上的可編程壓力控制器控制壓力的升壓和保壓，漿杯下的葉輪循環流動壓力油改善溫度控制效果，葉輪也用於提供均勻的樣品加熱效果，溫度控制採用一個連接到內部4000W加熱器和熱電偶的溫度控制器控制，漿杯中心內筒頂部的熱電偶用於測量實際樣品溫度，馬達驅動轉子（外筒）在一定速度范圍內轉動，樣品黏度根據測量出來的剪切應力和剪切速率計算出來。

M7500是專為復雜樣品進行簡單測試而設計的高溫、超高壓、低剪切、自動、數字流變儀。該儀器專利的測量機構設計消除了昂貴和易損的寶石軸承，可以進行大范圍的測量。由於它獨特的設計，使其便於維護並大大簡化了操作流程。基於微軟資料庫作為支持友好的用戶界面，測試結果自動化的壓力，速度和溫度控制，使實驗結果更加精確和一致，標準的API實驗可由觸摸式LCD屏幕或者在計算機上單擊滑鼠來實現（表3.5）。

表3.5 M7500技術參數

M7500與其他同類產品相比，測試時間短且更容易操作；它不含有易碎和昂貴的精密軸承，維修成本低；最先進的速度控制使得低剪切率測試成為可能，自動剪切應力校準在很大程度上簡化了操作程序。

3.3.1.6 Fann流變儀

（1）Fann稠度儀

Fann稠度儀是一種高溫高壓儀器，試驗的泥漿在套筒內承受剪切，其最高工作壓力和溫度分別為140MPa和260℃，其測量原理見圖3.6。它通過安裝在樣品釜兩端的兩個交替充電的電磁鐵產生的電磁力，使軟鐵芯作軸嚮往復運動。存在於運動鐵芯與樣品釜釜壁之間的環形間隙內的泥漿受到剪切，泥漿黏度越高，鐵芯運動越緩慢，從一端運行到另一端所用的時間也就越長，泥漿的相對黏度就用鐵芯的運行時間來衡量。Fann稠度儀不能測量絕對黏度，通常將其結果作為相對黏度。這是因為電磁鐵施加給鐵芯的是一個不變的力，使鐵芯在被測泥漿中從速度為零加速至終速度，在常用的泥漿中鐵芯不能總是勻速運動，因此不能按不變的或確定的環空剪率進行分析。在實際使用中，常用於測量水泥漿的稠度。

圖3.6 Fann稠度儀原理圖

（2）Fann 50C高溫高壓流變儀

Fann50C高溫高壓流變儀是高溫高壓同軸旋轉式黏度計，其最高工作壓力和溫度為7MPa和260℃，其剪應力測量原理如圖3.6。泥漿裝在兩個圓筒的環狀間隙里，外筒可用不同轉速旋轉。外同在泥漿中旋轉所形成的扭矩，施加在內筒上，使內筒轉過一個角度。測量這一角度，即可確定其剪應力值。測量數據用X-Y記錄儀以曲線形式輸出。其轉速可在1～625r/min范圍內無級調速。

Fann 50C早期產品由壓力油提供壓力，適合於作水基泥漿的高溫高壓流變性測試，壓力油對油基泥漿試驗結果影響較大。Fann 50C中期產品有兩種形式，既可由壓力油提供壓力，也可由高壓氮氣或空氣提供壓力。近期產品則只有由高壓氣源提供壓力一種形式。採用氣壓形式後，就不存在壓力油對泥漿污染和對測試結果的影響。

（3）Fann 50SL高溫流變儀

50SL是Fann 50C的改進型產品，它在Fann50C原有結構基礎上，新增加了壓力感測器，冷卻水電磁閥和遠程式控制制器（RCO），是一款高精度的同軸旋轉型黏度計，該儀器具有廣泛的通用性，可解決多種黏度測試問題或完成許多程序測試，Fann 50SL（圖3.7）可以測試特殊剪切速率下的流體的流變特性，如賓漢塑性流體和假塑性流體（包括冪律流體）和膨脹性流體，觸變性和膠凝時間也可以測試出來，實驗可以在剪切率、溫度和壓力精確控制的狀態下進行。

該黏度計可以測試出剪切力-剪切率值，也可得到在流變狀態下的剪率特性，通過選擇合適的扭簧、內筒和外筒可得到很寬的黏度測量范圍（量程從50到64000dyn/cm²之間的剪力范圍）。

最高溫度260℃，壓力7MPa（1000psi）條件下的測試。使用該儀器必須在連接遠程式控制制器和一台合適的電腦的條件下，其控制操作由儀器將感測器信號通過介面傳送到計算機，計算機再把正確的控制信號輸出給Fann 50SL。加熱、施壓和轉子速度的控制由專門軟體的輸入來控制。在各種剪切速率下的表觀黏度、時間依賴性、連續剪切和溫度效應引起的變化等可快速而准確地測定。50SL是一般流變特性，包括鑽井液高溫穩定性測定的理想儀器。唯一不足的是該控制軟體中不具備將曲線在列印機上輸出的功能。

（4）Fann 75流變儀

主要用來測量不同溫度、壓力和剪切速率下鑽井液的剪切應力、黏度。最高測量溫度為260℃，最高測量壓力為138MPa，儀器如圖3.8所示。

該儀器同其他「旋轉」式流變儀工作原理一樣，轉子/浮子組合如圖所示。

（5）Fann IX77流變儀

范氏IX77型全自動泥漿流變儀（圖3.9）是第一台在高壓（30000Psi）和高溫（316℃）的極端條件下測量流體流變性的全自動流變儀。另外，如果配上一個軟體控制的製冷器可以使實驗在室溫以下的溫度進行。

圖3.7 Fann 50SL高溫流變儀

圖3.8 Fann 75流變儀

該儀器是同軸圓筒測量系統，它使用一個精密的磁敏角度感測器來檢測內嵌寶石軸承的彈簧組合的角度，感測器系統可以校準到±1℃。電機轉速實現了0～640r/min無級調速的全自動控制。

儀器的特點在於藉助內嵌微電腦和巧妙的機械及電路設計而帶來的非常安全的傳動機構。它的軟體使儀器的操作、數據採集、輸出報告和報警功能自動進行，最大限度的擴展其應用范圍，給操作帶來較大的靈活性。

IX77禁止用於測試具有赤鐵礦、鈦鐵礦、碳酸鐵成分的或者含有磁性的活亞鐵成分的混合物、溶液、懸浮液和試劑的樣品。

其他高溫高壓流變儀如Chandler 7400（工作極限條件：140MPa和205℃）和Huxley Burtram（105MPa和260℃）與以上類型工作原理相似。

圖3.9 Fann IX77 流變儀

3.3.2 高溫高壓濾失儀

泥漿在鑽井時向地層滲濾是一個復雜的過程，影響因素較多，它包括在泥漿液柱壓力和儲層壓力之間的壓差作用下，發生的靜止濾失。包括在該壓差下，泥漿在流動狀態下的動濾失，這種流動是由泥漿循環時的返流和鑽柱旋轉時的旋流所引起，它對井壁過濾面產生沖刷作用，影響了滲濾的過程。

高溫高壓濾失儀是一種在模擬深井條件下，測定鑽井液濾失量，並同時可製取高溫高壓狀態下濾失後形成的濾餅的專用儀器。溫度和壓力在濾出液控制中起著很大的作用。

3.3.2.1 海通達高溫高壓濾失儀

（1）GGS系列（圖3.10；表3.6）

圖3.10 GGS-71型高溫高壓濾失儀

表3.6 GGS系列儀器參數

其中GGS42-選用單孔單層活網鑽井液杯，濾網目數50。

GGS42-2和GGS71-A使用不銹鋼外殼，添加特殊保溫層，熱傳遞效率高，選用通孔單層活網鑽井液杯，濾網目數50；GGS42-2A和 GGS71-B使用不銹鋼外殼，添加特殊保溫層，熱傳遞效率高，選用通孔單層活網鑽井液杯，濾網目數60，有獨立溫度控制系統，採用國外先進的電子溫控器。

（2）HDF-1型高溫高壓動態濾失儀

HDF-1型高溫高壓動態濾失儀克服了靜態濾失儀的不足，使測試結果更加接近井下實際情況。該儀器由電機驅動的主軸帶動杯體內的螺旋葉片對鑽井液進行攪拌。通過SCR控制器控制變速電機，數字顯示主軸轉速（表3.7；圖3.11）。

表3.7 儀器的主要技術參數

圖3.11 HDF-1型濾失儀

3.3.2.2 OFI公司高溫高壓動態全自動失水儀

OFITE高溫高壓動態失水儀在動態鑽井條件下測量濾失特性。馬達驅動裝配有槳葉的主軸在標准500mL HTHP泥漿池中旋轉，轉速設置范圍為1～1600r/min，模擬鑽井液高溫高壓池中以層流或紊流形式流動。測試方式完全和標準的高溫高壓濾失儀一樣，唯一的差異為濾出物收集時鑽井液在高溫高壓池中流動循環。由於濾失介質為普通的圓盤（disk）材質，因此測定結果跟別的或以往的有充分的可比性，該儀器能夠和電腦相連，並自動畫出曲線。最高壓力8.6MPa，最高溫度260℃（圖3.12）。

圖3.12 OFI高溫高壓動態濾失儀

技術特徵：①一款分析轉動中鑽井液的真正循環濾失儀；②變速馬達，1/2Hp永久磁鐵，直流；③池頂帶蓋得以輔助管路連接，移去堵頭，可以添加額外的鑽井液添加劑；④安全校正的防爆片，保證過壓安全；⑤馬達和轉動主軸轉動轉速操作保證1∶1；⑥可調螺旋槳改變到濾失介質距離；⑦可調熱電偶溫度38～260℃；⑧可選的濾失滲透性濾片；⑨500mL容積的不銹鋼高壓池。

3.3.2.3 美國Fann高溫高壓動態全自動失水儀

Fann90高溫高壓動態失水儀使用人造岩心濾筒，濾液從岩心濾筒側壁濾出，能很好地模擬鑽進過程中鑽井液從井壁濾失的過程，不但能測試在一段時間內累積的濾液量，而且可以繪制濾液隨時間變化的濾失曲線。Fann90的最高工作壓力可達17.2MPa，最高工作溫度260℃。該儀器可與電腦和列印機連接，自動化程度高，操作方便，是當前最先進的高溫高壓動態失水儀（圖3.13）。

圖3.13 Fann90 高溫高壓動失水儀

3.3.2.4 LH-1型鑽井液高溫高壓多功能動態評價實驗儀

「抗高溫高密度水基鑽井液作用機理及性能研究」的多功能動態評價實驗儀，是一種鑽井液用智能型多功能動態綜合評價實驗儀。該儀器能模擬鑽井過程中的井下情況評價鑽井液性能，並將鑽井液多項高溫高壓性能評價實驗集於一體，達到一儀多用的目的（圖3.14）。

圖3.14 鑽井液多功能動態綜合測試儀實物圖

該儀器可以進行高溫高壓靜/動態濾失、高溫高壓鑽屑分散、高溫高壓動態老化等若干項實驗，採用電腦工控機控制實驗過程，實時顯示實驗狀態、自動採集、處理、顯示實驗數據，實現智能化實驗操作。

儀器主要技術指標：工作溫度0～300℃；工作壓力0～40MPa；轉速0～1200r/min，無級調速；釜體容積800mL；冷卻速率200℃～室溫/10min。

3.3.3 高溫滾子爐

溫度的影響對鑽井液在鑽井內的循環是非常重要的。熱滾爐的作用是評定鑽井液循環與井內時溫度對鑽進的影響。

高溫滾子爐包括爐體、滾筒及滾筒帶動的陳化釜。陳化釜設有一釜體，釜體上部設有釜蓋，釜體與釜蓋之間設有密封蓋，釜蓋上垂直於釜蓋設有壓緊螺栓，將密封蓋與釜體壓緊。密封蓋與釜體之間設有密封環，所述的密封環為四氟乙烯材質。覆蓋上設有排氣閥，排氣閥穿過密封蓋與釜腔相通，排氣閥兩端設有O型密封圈，密封圈為四氟乙烯材質。釜蓋與釜體上設有支撐環，支撐環為四氟乙烯材質，爐門邊緣設有密封墊，密封墊為四氟乙烯材質。該滾子爐耐高溫、密封效果好，而且體積小、安全系數高，便於使用。

3.3.3.1 青島海通達XGRL-4高溫滾子爐

滾子爐是一種加熱、老化裝置。採用微處理器智能控制技術，直接設定，數字面板顯示，並可進行偏差指示。適用范圍為50～240℃，滾子轉速為50r/min（圖3.15）。

圖3.15 XGRL-4型高溫滾子爐

該滾子爐採用鋼架結構、硅酸鋁保溫層、不銹鋼外殼；滾筒採用優質金屬材料滾筒和框架、四氟石墨軸承，重量輕、轉動平穩；其加熱系統採用兩根700W加熱管加熱；動力系統由大功率調速電機鏈帶動滾子轉動，傳動平穩可靠、噪音低；溫控部分採用智能儀表設定、顯示和讀出，恆溫准確，溫度超限自動斷開加熱電源，並發出聲光報警。定時部分定時關機。

3.3.3.2 OFFIE 滾子爐

美國OFI公司，五軸高溫滾子爐。適用范圍為50～300℃，滾子轉速為50r/min（圖3.16，圖3.17）。

圖3.16 OFFIE滾子爐

圖3.17 老化罐

3.3.3.3 Fann 701滾子爐

美國Fann公司的Fann 701型五軸高溫滾子爐，適用范圍為50～300℃，滾子轉速為50r/min（圖3.18）。

圖3.18 Fann滾子爐

3.3.4 其他高溫高壓評價儀器現狀

3.3.4.1 高溫高壓堵漏儀

高溫高壓堵漏儀主要是用來模擬高溫高壓條件下進行堵漏材料實驗，對一套泥漿系統既可以做填砂床實驗又可以做縫板實驗，還可以做岩心靜態污染實驗以及測量堵漏層形成後抗反排壓力的大小。如：JHB高溫高壓堵漏儀由加壓部分、加溫部分、縫板模擬部分等組成。參看圖3.19～圖3.22。

圖3.19 高溫高壓堵漏儀實物圖

圖3.20 高溫高壓堵漏儀結構圖

圖3.21 實驗縫板實物圖

圖3.22 實驗用滾珠及套筒實物圖

3.3.4.2 高溫高壓膨脹儀現狀

膨脹儀是評價黏土礦物膨脹性能的重要試驗儀器，主要用於防塌泥漿及處理劑的研究方面。通過電腦回執曲線可准確測定泥頁岩試樣在不同條件下的膨脹量和膨脹率。用以評價不同的防塌處理對頁岩泥水化的抑制能力，並針對不同的地層及不同組分的泥頁岩選擇適用的處理劑，以控制、削弱泥頁岩的水化膨脹進而防止可能出現的坍塌、卡鑽等事故的發生。

常溫常壓膨脹儀不能模擬井下條件下黏土的膨脹情況和加入黏土抑制劑後對黏土的防膨脹效果。

（1）HTP-C4高溫高壓雙通道膨脹儀

HTP-C4型高溫高壓單通道膨脹量儀，能較好模擬井下溫度（≤260℃）和壓力（≤7MPa）條件下，測試頁岩的水化膨脹特性，為石油鑽井井壁穩定性研究、評價和優選防塌鑽井液配方提供了一種先進的測試手段。HTP-C4型頁岩膨脹儀採用非接觸式高精度感測器，電腦監控記錄，性能穩定，測試范圍大，無漂移，通電即可使用，兩個樣品可同時測量（表3.8；圖3.23）。

表3.8 儀器的主要技術參數

圖3.23 HTP-4型高溫高壓單通道膨脹儀

（2）JHTP非接觸式高溫高壓智能膨脹儀

高溫高壓膨脹儀雖然能模擬井下溫度和壓力條件，但其使用的是接觸式線性位移感測器，這種接觸式感測器受膨脹腔結構的影響，在高壓密封和位移之間產生矛盾，使黏土的線性膨脹量不能得到真實的反映，因為增大了試驗誤差。

圖3.24是一種非接觸式高溫高壓智能膨脹儀結構圖。它由加熱體、實驗腔體、腔蓋、腔體、腔身、圓鐵餅、非接觸式位移感測器、試驗液體加入口、加壓孔、前置器、數據採集器及輸出設備組成。它是利用非接觸式位移感測器與圓鐵餅之間的距離隨黏土餅膨脹時提高變化而變短，而改變感測器的輸出電壓，使數據採集器得到實驗參數，達到在室內評價黏土礦物的膨脹性能。克服了現有膨脹儀不能真實和准確地描述井下條件黏土的膨脹情況、實驗誤差大、加入抑制劑後對黏土的防膨脹效果不能預計的問題。結構簡單，操作方便，實驗數據准確。

圖3.24 JHTP非接觸式智能膨脹儀結構

3.3.4.3 高溫高壓黏附儀

該儀器可測定鑽井液在常溫中壓（0.7MPa）及在常溫高壓（3.5MPa）條件下濾失後形成濾餅的黏附性能，同時還可測試鑽井液樣品在高溫（～170℃）高壓（3.5MPa）條件下濾失後形成濾餅的黏附性能。黏附盤加壓方式為氣動（圖3.25）。

3.3.4.4 高溫高壓腐蝕測定儀

OFI高溫高壓腐蝕測試儀是用於測試金屬試樣在高溫高壓動態條件下對各種腐蝕液體的反應速率。該系統主要由壓力釜、控制儀表及閥門、樣品支架和試樣玻璃器皿組成。

壓力釜採用特製的合金鋼材料，最大工作壓力34.5MPa，最高溫度可達204.4℃。壓力釜及內部樣品由熱電偶加溫。加熱速率范圍為2.5℉/min到3℉/min。機箱內包括一個馬達用以搖動測量支架，一台高壓泵用於提供系統壓力。系統設有安全裝置，包括安全警報等。

圖3.25 GNF-1型黏附儀

④ 油氣井工作液與儲層保護，與鑽井液與完井液化學有啥區別

根據不同的目的從不同的角度看待同一種事物產生不同的結果。鑽井液的使用目的主要是為石油鑽井服務，其目的就是能更快更好更安全的完成一口油氣井的鑽探任務；而完井液就是在即將進入油氣層前使用側重保護油層、保護井下油層的運移通道而使用的鑽井液。其實兩者之間是存在著一些相對矛盾的，就拿油氣井的井控來說，高密度鑽井液有利於平衡地層壓力，是實現油氣井井控安全的一個最重要的一個指標，而高密度鑽井液也有可能造成鑽井液內的固相進去地層裂縫從而堵死油氣運移的通道，使得在油氣井採油時出現問題。目前國內的完井液中，屏蔽暫堵技術是最常用的。
從目前國際國內形勢來看，完井液的研究更重要。因為油氣儲備資源越來越少，而對於每口井的高效開采就顯得極為重要。對於油田開發來說兩方面都很重要。鑽井液主要是針對鑽探公司服務，完井液主要是為滿足油田公司及甲方的要求而服務的。對於油氣井鑽探，可以從鑽井液、工程技術、機械設備等方面共同完成高效、安全鑽探的目的；而對於油氣層保護工作，提高鑽探後油氣資源的開采率則主要是從完井液（化學手段保護儲層，減少鑽探過程中對儲層的破壞或增加儲層的運移能力）及後期的修井技術來完成。
個人覺得鑽井液與完井液都很重要，都是石油行業的基礎。完井液的應用前景更廣而且越來越受到重視、行業的成熟度不如鑽井液（早先是鑽井液的一個方面、後單獨出來並得到延伸）。
說到賺錢，個人覺得完井液技術更有價值，畢竟井打的再好采不出東西來也不行，一口井猜出的油氣越多效益越高。還有油田公司比鑽探公司有錢多了，大老闆重視的才是最有前途的。
如果不明白或有問題發郵件。

⑤ 貝克休斯隨鑽員工工作方式

貝克休斯公司是全球油田服務行業的領先者，通過為石油公司提供發現、開發、生產和管理石油儲量所需的技術，為油氣生產者服務，分享油氣價值鏈上的價值。公司現有員工26800人，在全球70多個國家開展經營和服務活動。
1．成長歷程
如今的貝克休斯公司，是許多為石油行業服務的技術公司的不斷融合行形成的。其最早歷史可追溯到20世紀初。1907年，里約本·貝克開發出一種套管靴，革新了原來的鋼線繩沖擊鑽具鑽井方法；1909年，霍華德·休斯首次引入牙輪鑽頭，大大改善了旋轉鑽井效率。在隨後的近80年的發展中，貝克公司和休斯公司各自成了石油業完井、鑽井工具及相關服務方面的佼佼者，兩家公司於1987年合並，形成目前的貝克休斯公司。
在幾十年的發展中，貝克休斯公司通過收購等方式吸收了油田服務行業的許多公司，他們有布朗石油工具公司、CTC公司、EDECO公司、埃爾德完井工具公司、米爾克姆和紐帕克鑽井液公司、EXLOG泥漿測井公司、西人-克里斯滕森和Drilex垂直鑽井和金剛石鑽頭公司、Teleco隨鑽測試公司、三維和威爾遜打撈工具及服務公司、阿瓜尼斯、化聯和Petrolite特種化學品公司、西方阿特拉斯地球物理勘探和測井公司等等。2000年，貝克休斯還與行業巨頭斯論貝謝建立了合資企業Western Geoco。
2．業務結構與演進
通過幾十年的發展，貝克休斯將其業務集中於鑽井、地層評價和油氣井生產技術方面，通過其八個業務板塊為全球石油行業提供頂級產品和服務。這八個板塊是：貝克阿特拉斯、貝克休斯INTEQ、貝克石油工具、休斯克瑞斯滕森、Centrilift、貝克Petrolite、野外作業機械、EIMCO處理機械。
貝克阿特拉斯負責井眼地球化學和地球物理數據的獲取、處理和分析服務，包括裸眼和套管井測井、射孔、鑽桿打撈等。其地球科學中心提供地層評價、地質指導和油藏描述服務。
貝克休斯INTEQ負責數據通訊、數據管理、專家庫、地層評價、水平鑽井、旋轉定向技術、動態鑽井、垂直鑽井應用、鑽井和完井液及相關服務、流體環境服務、鑽井液產品。
貝克工具公司負責完井、修井、打撈技術和服務。休斯克瑞斯藤森提供三牙輪話PDC鑽頭、隨鑽擴眼工具，以及鑽井優化服務。Centrilift負責電潛泵系統、井下油水分離技術。貝克Petrolite負責石油生產、運輸、煉油行業所需的特種化學品製造和經營。EIMCO處理設備為多個行業提供高性能的分離技術。
野外作業機械負責固體/液體分離設備的製造，為化工、礦業、市政、工業、醫療和食品行業提供產品。產品包括連續離心分離機、過濾器、籃式離心分離機、過濾氣壓模、乾燥機及其他處理設備。
3．公司的管治結構
貝克休斯公司是一家股票上市公司，從管治結構看，在董事會14名董事中，1人兼任公司管理層職務，其他全為獨立董事。在獨立董事中，6人來自石油公司、石油服務公司和石油相關行業，1人來自大學，2人為政府背景，其餘來自其他行業。
4．公司的市場戰略
貝克休斯公司通過五個方面戰略來追求公司持續增長和價值提升：一是建設高素質的企業文化；二是保持產品的同行業中最優；三是關鍵資源集中調配；四是改善財務靈活性；五是積極追求跨板塊的增長機會。

⑥ 鑽井液的發展

2007年l0月 李蔚萍等．高效環保型水基洗井液室內研究與性能評價
高效環保型水基洗井液室內研究與性能評價
李蔚萍 向興金 舒福昌 胡墨傑 聶明順
(湖北漢科新技術股份有限公司，荊州434000)
摘要 以渤海最大稠油油田SZ36—1油田的油污為研究對象，採用多種表面活性劑復配，研製了高效環保型水基洗井液；並對該洗井液的油污清洗性能，與原油、地層水配伍性以及儲層保護和環保等性能進行了系統地評價。結果表明，高效環保型水基洗井液對稠油油污具有良好的清洗能力；與0 柴油相比較，不僅洗井成本低、時間短，而且還具有防腐作用和環保性能好等優點；同時，該洗井液還具有良好的配伍性和儲層保護性能。
關鍵詞 水基洗井液 表面活性劑 稠油 環保
稠油是指在油層溫度下脫氣原油粘度超過100 mPa•s的原油。稠油特點是瀝青質、膠質含量高，粘度和凝點高，流動性差，極易造成油管粘壁與堵塞，給採油和生產帶來許多困難。為解決這一問題，我國大多數油田長期以來沿用原始的洗井方式，一是先採用柴油浸泡，再用地熱水或過濾海水洗井，二是用油溶性清洗劑進行洗井。第一種方式，為了洗凈油管、泵體等井下設備，需長時間用地熱水或過濾海水洗井，造成修井、洗井作業時間長，增加作業費用；長時間大排量洗井，大量地熱水或過濾海水漏入油層，造成油層污染及投產後需較長時間將其抽出，嚴重影響油井產量等。而第二種方式不僅耗費大量能源，而且易燃不安全，又造成環境污染，直接影響現場作業人員的身體健康 。
本研究以多種表面活性劑為主要原料，配以不同助劑進行復配，以渤海最大的稠油產地綏中SZ36—1油田的油污為研究對象，經過大量實驗，製得高效環保型水基洗井液體系。該洗井液不僅適用於稠油管柱清洗，還能代替柴油洗井且性能優良，為進一步節約能源開辟了新的途徑。
1 高效環保型水基洗井液基本組成及作用機理
要求高效環保型水基洗井液對稠油油污具有良好的清洗效果，就必須使其對油污具有較強的滲透、增溶、乳化、螯合等作用，因此，該洗井液應包含以下基本組成成分：非離子和陰離子表面活性劑、螯合劑、穩定劑及相應助劑等。
室內研究根據各種處理劑的作用機理，以清洗率為評價指標，優選出高效環保型水基洗井液配方：海水、3％清洗劑HYA、1％清洗助劑HLA、2％滲透劑HLK，其中清洗劑HYA為非離子表面活性劑，清洗助劑HLA和滲透劑HLK均為陰離子表面活性劑。其具有以下作用：破乳作用、逆乳化增溶作用、滲透作用、螯合作用。
高效環保型水基洗井液是藉助於表面活性劑潤濕、滲透、乳化、分散、增溶等性質而達到徹底清洗的目的，其作用機理是：(1)處理劑在油污油管表面上發生濕潤、滲透等作用，使油污在油管表面的附著力減弱或抵消；(2)通過機械振動、沖刷、加熱等機械和物理方法，加速油污脫離油管表面；(3)油污進入高效環保型水基洗井液中被乳化分散，懸浮於洗井液中或增溶於膠束中。在以上作用協同增效下，使高效環保型水基洗井液短時間內有效地將附著在油管壁上油漿、油垢洗凈，使井下管柱從「油濕」變成「水濕」狀態。
2 高效環保型水基洗井液性能評價
2．1 清洗性能
2．1．1 清洗性能評價方法
以SZ36—1油田油污污染的內徑為76 mill的模擬套管為清洗對象，用自行研製的油基泥漿清洗儀作為評價設備，以清洗率作為洗井液清洗能力的評價指標。清洗率計算公式如下：清洗率=(W總一 W沖)／(W總一W原)X 100％式中：W原——模擬套管被污染前質量，g；
W總——模擬套管被污染後質量，g；
W沖——洗井液清洗後模擬套管質量，g。
另據資料顯示，SZ36一l油田地面原油屬具有高酸值、高粘度、高殘炭、含蠟量低、金屬含量較高的低硫環烷基重質油，其中瀝青質膠質含量為30％ 一40％ J，而所含瀝青的軟化點為47．56O℃ J。為了更准確地模擬現場，在SZ36一l油田現場取回的油污中添加40％軟化點低於6O℃的瀝青，加熱溶解、完全混勻後作為現場真實油垢的替代物進行清洗性能評價。
2．1．2 循環清洗效果
將流速控制在0．05—0．10 m／s，在室溫一55℃范圍內進行定時開泵循環清洗。考察不同清洗體系對油污清洗性能的影響，結果見表l。

表1 不同清洗體系對油污循環清洗效果
清洗體系 油污質量/g 清洗率， 100%
60min 120min 150min 180min
0#柴油 40.6 20.3 68.5 90.8 100
高效環保型
水基洗井液 40.6 30.1 70.2 91.2 100
不同清洗體系對油污循環清洗效果從表1可看出，高效環保型水基洗井液具有與0 柴油相當的清洗能力，而且由於高效環保型水基洗井液中助劑具有防腐性能，清洗過程中在套管表面形成一層保護膜。因此，用高效環保型水基洗井液清洗後的套管比用0 柴油的外觀好。
2．1．3 先浸泡再沖洗效果
模擬現場油污清洗方式，即先用洗井液浸泡油污，再用地熱水沖洗浸泡後的管柱、泵體等設備。在6O℃下用洗井液靜止浸泡清洗模擬管套；干凈後，打開可調控水閥，從進液口輸送6O℃溫水替出洗井液，開泵循環清洗；定時從出口閥接取排出液，用目測法、濁度法和離心法分別考察其現象、濁度值和含油量，定性和定量測定，直到排出液滿足排放要求即可，結果見表2和表3。

表2 不同清洗體系對油污浸泡清洗效果
清洗體系 油污質量/g 清洗率， 100%
4h 5h 5.5h
0#柴油 40.1 68.5 90.8 100
高效環保型
水基洗井液 39.8 70.2 91.2 100

從表2可知，高效環保型水基洗井液對油污的浸泡清洗效果與0 柴油相當。而從實驗現象可看出，被0#柴油浸泡的模擬套管表面有一層油膜，表面仍是親油性，而被高效環保型水基洗井液浸泡的模擬套管則有一層薄水膜，表面顯親水性，而且基本未受腐蝕。
表3 不同清洗體系對油污先浸泡後熱水沖洗結果對比

從表3可知，0 柴油和高效環保型水基洗井液浸泡油污後均能用熱水沖洗至排出液如清水；但0 柴油浸泡比高效環保型水基洗井液浸泡後沖洗時間長。這是因為0 柴油浸泡後模擬套管、油基泥漿簡體及管線表面均是親油性的，吸附油多，而高效環保型水基洗井液使其表面均變為親水性。因此，將模擬套管完全清洗干凈，高效環保型水基洗井液只需120 rain，0 柴油則需要300 min。
2．2 配伍性能
油氣儲集層不僅在鑽井、開采，而且在洗井、完井等工程作業中，工作液與地層岩石間、地層內油、氣、水流體間發生物理、化學或生物作用，導致儲集層受到損害。室內主要考察了高效環保型水基洗井液與原油、地層水的配伍性。
2．2．1 與原油的配伍性
根據實驗要求將高效環保型水基洗井液、海水與SZ36—1油田原油分別按不同體積比混合，攪拌均勻，放入加熱器中升溫至50℃，並恆溫60 min，然後用BrookFiled—II+可編程旋轉粘度計測定粘度，結果見表4。
表4 高效環保型水基洗井液與SZ36—1原油配伍性

從表4可看出，高效環保型水基洗井液與SZ36—1油田原油混合時，隨著洗井液體積增大原油粘度降低，這說明該高效環保型水基洗井液與SZ36—1油田原油具有良好的配伍性。而原油中加人海水出現增粘現象，則海水與SZ36—1油田原油的配伍性不佳。
2．2．2 與地層水的配伍性
使用上海市熱水公司節水設備總廠生產的SZD一1型散射光台式渾濁計，在60℃下，考察高效環保型水基洗井液與SZ36—1油田地層水的配伍性，結果見表5。表5 高效環保型水基洗井液與SZ36—1油田地層水配伍性

從表5可看出，高效環保型水基洗井液與SZ36—1油田地層水具有較好的配伍性。
2．3 儲層保護性能
參照中國石油天然氣行業標准SY／T6540—2002《鑽井液完井液損害油層室內評價方法》，分別選取不同滲透率的人造、天然岩心6塊，進行岩心流動實驗，考察海水、高效環保型水基洗井液對儲層保護性能的影響，結果見表6。
表6 儲層保護性能評價結果比較

註：33和62為天然岩心，K。和Kd分別為岩心污染前後的正向煤油滲透率，P。和Pd分別為岩心污染前後平衡壓力，P一為反向污染
時最高壓力。
從表6可看出，6塊岩心的滲透率恢復值均在93％ 以上，但以海水為污染介質的滲透率恢復時間為295—328 min，以高效環保型水基洗井液為污染介質的滲透率恢復時間為118—140 min。這說明高效環保型水基洗井液的儲層保護性能優於海水，具有良好的儲層保護性。
2．4 環保性能
採用DXY一2型生物毒性(污染)測定儀，根據國家標准GB／T15441—1995《水質急性毒性的測定發光細菌法》對高效環保型水基洗井液和柴油的Ec50(半數效應濃度)值進行測定，並參照生物毒性評價等標准，Ec50<(100—1000)×10(中毒)，Ec50>30 000×10 (無毒排放限制標准)，進行對照衡量(m]。結果見表7。

從表7可看出，高效環保型水基洗井液的Ec50值高於0 柴油，毒性等級屬無毒，達到直接排放的限制標准。
3 結論
(1)優選出適合清洗稠油油污的高效環保型水基洗井液配方：海水、3％清洗劑HYA、1％清洗助劑HLA、2％滲透劑HLK。該洗井液Ec50值為32 890×10一，毒性等級屬無毒，具有較好的環保性能。
(2)高效環保型水基洗井液與0 柴油對稠油油污的清洗能力相當。而高效環保型水基洗井液相對0 柴油來說，不僅節約洗井成本，而且縮短洗井時間。同時，高效環保型水基洗井液在清洗過程中能在套管表面形成一層保護膜，起管道防腐的作用。
(3)高效環保型水基洗井液與SZ36—1油田原油和地層水均具有較好的配伍性，不影響原油的開采和輸送。
(4)高效環保型水基洗井液污染後的岩心滲透率恢復值均在93％ 以上，具有較好的儲層保護性，相對海水來說恢復時間短，有利於提高產能。
(5)高效環保型水基洗井液體系的開發研究為以SZ36—1油田為代表的海洋稠油洗井提供了新的思路。
參考文獻
1 張勇，楊寨，沈燕來等．SZ36—1油田稠油降粘劑HOTRE室內研究．油田化學，2002，19(4)：316—318
2 艾宏榮．水基型稠油清洗劑的研究與開發．日用化學工業，1999，(6)：20～23
3 鄭勇，王魯鑫，張榮等．低傷害洗井液wF一Ⅱ的室內研究．鑽井液與完井液，2OO6，23(2)：51—53
4 易建鋒，岳松濤，劉旭等．高效清蠟洗井液在文明寨油田的應用．內蒙古石油化工，2005，(2)：114—115
5 龐歲社，鄒文選．高效洗井液體系cx—l研究與應用．油田化學，1998，15(4)：217—321
6 何芳雲，李學軍．HNcY一2洗井液的研製與應用．油田化學，1993，10(2)：116～119
7 張衛東．MX泡沫洗井液的研製．油田化學。1989，6(3)：256～258
8 李雅琴，俞佩勛．SZ36—1原油的性質及對其加工方案的探討．石油煉制與化工，1996，27(11)：20—26
9 陳惠敏編著．石油瀝青產品手冊．北京：石油工業出版社，2001．23l
l0 中油長城鑽井有限責任公司鑽井液分公司編．鑽井液技術手冊．北京：石油工業出版社，2005．588
Laboratory Study on High Efi cient
Environment-—-friendly W ater-—-based W ell-—-cleaning Fluid
Li Weiping Xiang Xingjin Shu Fuchang Hu Mojie Nie Mingshun
(Hubei HANC New Technology Co．Ltd．，Jingzhou 434000)
Abstract Using the heavy oil pollutant of SZ36——1 oilfield which was the largest heavy oil——procing field in the
Bohai Sea as cleaning study object，a high efficient environment—friendly water—based well—cleaning fluid Was
prepared by compo sition of several surfactants．The properties of the well—cleaning fluid were systematically evaluated
such as oil— cleaning performance，compatibility with crude oil or formation water，reservoir and environmental
protection performances．Experimental results showed that the well—cleaning fluid had good clean ing effect on the
heavy oil pollutant．It not only had low— cost an d short—time advantages for cleaning well but also had preservation
an d go d environmental performance as compared with 0# diese1．Meanwhile，it has also good compatibility and
reservoir protection．
Key W ords water—based well—cleaning fluid，environment—friendly，surfactant，heavy oil

⑦ 工業鹽和食用鹽有什麼區別

1、鹽如果從化學角度來說是指一類金屬離子或銨根離子（NH4+）與酸根離子或非金屬離子結合的化合物。如氯化鈉、硝酸鈣、硫酸亞鐵、乙酸銨、硫酸鈣、氯化銅、醋酸鈉等化合物。在我們日常生活中提到的鹽也是食用鹽的簡稱。

2、工業鹽在工業上的用途很廣，是化學工業的最基本原料之一，其主要成分是氯化鈉，被稱為「化學工業之母」。基本化學工業主要產品中的鹽酸、燒鹼、純鹼、氯化鈉、氯氣等主要是用工業鹽為原料生產的。

3、食用鹽是指從海水、地下岩(礦)鹽沉積物、天然鹵(咸)水等獲得的以氯化鈉為主要成分的經過加工的食用鹽，食用鹽是烹飪中最常用的調味料之一，也是人體正常的生理活動不可缺的物質，由於食用鹽在我們日常飲食中的重要作用，我國對食用鹽的質量有嚴格的規定。

4、工業鹽若含有亞硝酸鹽，是最為嚴重的一種情況，會引發中毒。亞硝酸鹽進入體內後能使體內攜氧的低鐵血紅蛋白，變成高鐵血紅蛋白。高鐵血紅蛋白一遇到氧，就牢固地結合起來，不易分離。這樣，人體的全身組織就會缺氧。當人體攝入0.3～0.5克亞硝酸鹽，即可引起急性中毒，3克即可置人於死地。人體一旦中毒，十幾分鍾就會發病，會出現頭暈、頭脹、耳鳴、全身無力、手腳麻、惡心嘔吐、腹瀉、呼吸困難等症狀，嚴重時發生抽搐、昏迷。

(7)完井液過濾設備擴展閱讀

概述：

1、鹽無色透明的立方晶體，熔點為801 ℃，沸點為1413 ℃，相對密度為2.165。

2、有鹹味，含雜質時易潮解；溶於水或甘油，難溶於乙醇，不溶於鹽酸，水溶液中性。在水中的溶解度隨著溫度的升高略有增大。當溫度低於0.15 ℃時可獲得二水合物NaCl·2H2O。氯化鈉大量存在於海水和天然鹽湖中，可用來製取氯氣、氫氣、鹽酸、氫氧化鈉、氯酸鹽、次氯酸鹽、漂白粉及金屬鈉等，是重要的化工原料。

3、可用於食品調味和腌魚肉蔬菜，以及供鹽析肥皂和鞣製皮革等；經高度精製的氯化鈉可用來制生理食鹽水，用於臨床治療和生理實驗，如失鈉、失水、失血等情況。可通過濃縮結晶海水或天然的鹽湖或鹽井水來製取氯化鈉。

4、食用鹽是在精製鹽、粉碎洗滌鹽、日曬鹽中加入一定量的碘劑而製成的加碘鹽。鹽中的碘只有轉變成碘離子後才能在人體發揮生物活性。碘化物性質極不穩定，容易分解、揮發而失效。

⑧ 高壓氣體過濾器堵塞燈光報警

摘要 本發明涉及一種高壓密閉過濾器堵塞自動檢測報警方法及其裝置，屬於油氣鑽井工程。背景技術隨著勘探開發活動向深水和深部復雜地層的日益增多，鑽井工程使用的地面節流管匯的應用日益廣泛。因憋壓調節范圍有限，所以就要求流經節流閥的泥漿中的岩屑顆粒不宜過大，以避免堵塞節流閥導致其失效而發生鑽井事故。為保護節流閥不被堵塞，往往在節流閥安裝位置之前，使用高壓密閉過濾器過濾掉鑽井液中攜帶的較大顆粒的岩屑。但是高壓密閉過濾器收集過濾岩屑的能力是有限的，當過濾物過多造成其嚴重堵塞時...

⑨ 塔北主要油區油氣層保護技術

靳書波

（西北石油局規劃設計研究院 烏魯木齊市北京北路2號 830011）

摘要在鑽井、完井、修井等作業過程中，都會對油氣層造成不同程度的傷害。本文分析了塔北地區的油氣層保護現狀和存在問題，提出了我局在鑽井、完井、修井作業中的保護油氣層的技術措施及配套工藝。著重介紹了屏蔽暫堵技術、低傷害修井液技術。

關鍵詞儲層傷害堵塞比油氣層保護屏蔽暫堵技術低傷害修井液

油氣層保護是一項系統工程，它涉及到所有井下作業環節。油氣層保護技術涉及多學科、多專業、多部門，貫穿整個油氣勘探、開發過程，科學研究和生產實踐證明，鑽井、完井、試油、儲層改造、修井等各項作業都可能不同程度地造成儲層傷害。要減少各項作業對油氣層的傷害，就必須加強油氣層保護及配套工藝技術的研究，以便提高油氣採收率，達到增產目的。

1塔北地區儲層傷害現狀

1.1鑽井過程中對儲層的傷害

我局在塔北地區已完鑽的近200口井，從一部分井的測試資料中看出，大多數井的儲層在不同程度受到污染，並且部分井的傷害程度還比較嚴重，主要表現在以下幾個方面。

首先是在鑽井完井過程中，儲層在正壓差作用下，鑽井完井液的濾液和固相顆粒侵入地層，造成了固相堵塞、粘土水化、無機鹽和處理劑的沉澱、水鎖反應等問題。一部分井不同程度地發生漏失，如巴參1井、沙46井、沙47井、沙48井、A4井都是漏失比較嚴重的井，漏失量均超過300m³以上，除沙48井外，其它表皮系數、堵塞比附加壓降都比較大，說明漏失對儲層傷害是很嚴重的。

其次是浸泡時間的長短，對儲層傷害程度不同，時間越長傷害越大，如DK2井和DK4井在同一構造、同一儲層，使用同一體系鑽井完井液，但浸泡時間不同，DK2井從揭開油氣層到封固油氣層用了7天，而DK4井因在下尾管作業中三起三下，用了18天。完井測試中的傷害程度卻截然不同，DK2井的表皮系數為－3.02，而DK4井的表皮系數則為5.24。從中可以看出完井作業不及時，同樣會給儲層造成比較嚴重的傷害。

1.2完井作業對儲層的傷害

完井過程中的固井往往對油氣層造成了傷害。我局在塔北地區的固井作業對油氣層傷害主要存在以下幾個問題：一是固井質量不穩定。二是大部分井的水泥漿濾失量偏大，均在150ml左右，加上水泥漿濾失量含有各種離子和高鹼性的濾液（pH值一般為11.5～12）進入地層後，加速了粘土礦物的解理、分散、運移，並形成毛細管阻力，降低了油氣層的滲透率，從而傷害地層。三是儲層壓力衰減比較快，水泥漿在高壓差作用下，產生滲透性漏失，造成儲層永久性傷害，地層滲漏主要表現在回接處無水泥，造成回接筒出水等現象。

完井射孔作業中射孔液一般採用泥漿，它使給儲集層產生第二次傷害。

1.3修井作業對儲層的傷害

修井作業對油氣層的保護工作起步比較晚。修井作業對儲層的傷害是十分嚴重的。從近幾年修井資料看，修井液對油氣層產生的傷害主要為以下幾種情況：

（1）目前西達里亞油田、阿克庫勒油田的油層壓力系數都較低，大部分井在1.0左右，最小的只有0.94(DK9井），而其修井液密度過大，一般都在1.03～1.15g/cm³不等。所以在修井過程中漏失現象相當嚴重（表1列舉部分井漏失量），有些井洗井時建立不了循環（沙28井用1.20g/cm³CaCl₂水溶液洗井不見液面），沙35井1997年8月在施工中只要井口不見液面，採用漏多少補多少，多次重復進行，這將會給儲層造成嚴重傷害。

表1修井過程修井液漏失情況Table1The instance of lost circulation in workover process

(2）一些井修井施工周期太長，一般井均在一個月左右，個別井如：DK1井、DK9井、沙28井、沙29等井，將近一年或超過一年。儲層在低劣的修井液中浸泡近一年時間，給儲層造成的傷害是無法估量的。以DK9井為例，DK9井1994年完井地層測試的結果，其表皮系數為－4.36，滲透率為16.86，堵塞比為0.857，附加壓降為－2.70MPa，而在修井後1997年測得滲透率為11.4，表皮系數為6.68。

（3）修井液所採用的地層水、油田水、地表水、CaCl₂中含有大量雜質，加上循環罐、油管等都攜帶著雜物，不經過濾循環洗井，後帶入地層造成堵塞，這些水的礦化度高低不同。將給儲層造成水敏、鹼敏、鹽敏等傷害。

修井作業中存在不同程度的傷害，故造成修井後出現以下幾個問題：首先是一些自噴井修井後油氣產能下降；其次是一些自噴井或具自噴能力的井修井後反而停噴，例如沙28井、沙29井；再就是一些井修井後原油含水量增加，例如DK9井修井前平均含水32.6％，修井後含水率大於90％。這些問題都說明在修井過程中的儲層的保護，是一項迫在眉睫的工作。

2油氣層保護技術措施及效果

2.1鑽井過程中油氣層保護技術措施及效果

鑽井過程中，首先是採用隨鑽檢測地層壓力，開展平衡鑽井。通過「八五」科技攻關，針對鑽井工作中壓差、鑽井液類型及性能、鑽速和浸泡時間。諸因素對儲層的傷害，進行了暫堵技術的研究與應用，1998年又實施負壓鑽井技術。

2.1.1工程設計

保護油氣層工作首先應從工程設計做起，有一個合理的鑽井工程設計，才能有效地降低儲層傷害。

（1）建立合理的地層壓力剖面。

（2）選擇合理的井身結構。

（3）針對油氣層類型及特徵，優選鑽井液體系及配方等。

（4）設計合理的鑽井速度，縮短油氣層浸泡時間。

（5）制定施工作業標准和保護油氣層措施。

2.1.2鑽井施工

實現近平衡鑽井，降低井底壓差。這樣不僅可以降低壓差而減少濾液和固相侵入地層，而且可以因井底壓持效應小而提高機械鑽速。再者，還可以減少井漏、粘附卡鑽等井下復雜事故的發生，間接減少油氣層的浸泡時間。目前在鑽井過程中主要採用一種「壓而不死、活而不噴」的原則。一些低壓地層和極易漏地層採用欠平衡（負壓）鑽井。

鑽井施工中採用了以下幾項合理的配套工藝技術。

（1）隨鑽檢測地層壓力、隨時控制鑽井液密度。

（2）鑽井液工藝技術是油氣儲集層保護的重中之重，主要採用屏蔽暫堵技術。

（3）固相控制技術是將循環液中的固相顆粒降至最低，必須配備齊全的固控設備，保證四級固控，將含砂量控制在0.15％以下。

（4）提高時效，降低浸泡時間。

2.1.3屏蔽暫堵技術

該項技術的要點是利用鑽井液中已有固相粒子對油氣儲層的堵塞規律，人為地在鑽井液中加入一些與油氣儲層孔喉相匹配的架橋粒子。填充粒子和可變形的封堵粒子，使這些粒子能快速地在井壁周圍10cm以內形成有效的，滲透率幾乎為零的屏蔽環，阻止鑽井液中的固相和液相進一步侵入油氣層。

屏蔽暫堵技術有以下特點：①這項技術成本低，工藝簡單，對鑽井液和鑽井工藝無任何特殊要求，主要適用於塔北的三疊系、石炭系砂岩油氣層。②該技術是把鑽井時造成油氣層傷害的正壓差轉化為油氣層保護的有利因素。為了保證能在較短時間內在近井壁形成滲透率極低的屏蔽環，就需要一個較大的正壓差。隨著正壓差的增大而屏蔽環的滲透率就會下降，就會降低繼續侵入儲層的機會。③反排時油氣層滲透率的恢復值很高，可達80％以上。④可消除固井水泥漿對儲層的傷害，提高固井質量，同時降低射孔液對地層的傷害。該項技術的關鍵在於必須搞清儲層的物性，這樣才能合理選擇加入鑽井液中的橋堵粒子及其粒徑。

「八五」期間，我局與德州鑽井研究所一同對塔北儲層物性進行研究，通過岩心傷害試驗、電鏡觀察和室內試驗，對各處理劑進行篩選，選擇了符合塔北儲層粒徑分布特點的橋堵劑——JHY油溶性樹脂，研製出YK－Ⅰ型鑽井完井液，在此基礎上，加大對泥頁岩的抑制能力，研製出YK－Ⅱ型鑽井完井液。YK型鑽井完井液從1992年首先在DK2井進行現場試驗，後又相繼在DK4井、DK5井進一步試驗，效果明顯。試驗井與一般井的效果見表2。

我局在塔北地區使用的鑽井液多數為鉀基聚合物體系，坂土含量相對較高，粘土顆粒易進入油氣層，堵塞流通孔道，使油氣流動阻力增加，造成儲層微粒運移，同時該體系抑制水化膨脹、分散的能力不夠強，故選擇YK-I型鑽井液作為打開油氣層的工作液。該鑽井完井液是在原三開所用鑽井液配方的基礎上進行改造而成，改造工藝簡單：先將原用的鉀基聚合物鑽井液性能進行調整，將其坂土含降至40kg/m³以下，將0.75％～1.0%JHY油溶樹脂與0.02%OP-21均勻分散在鑽井液中，調節各項性能，達到鑽井要求後，在打開油氣層前5m均勻混入井內循環，打開油氣層後即可在井壁形成屏蔽層。1993年又針對YK-I型鑽井完井液抑制性不夠強的問題，在原有基礎上改造成YK－Ⅱ型鑽井完井液，主要增加了NW-1小陽離子和改用KOH調節pH值，增強整個體系的抑制能力。

YK改型鑽井完井液的運用有效地保護了油氣層，取得了較好的效果。測試資料表明，測試見油快，採油生產時間長，表皮系數小，堵塞比小。後來又在該體系中引入單項壓力封閉劑，以解決滲漏問題。同時該體系各處理劑配伍性好，橋堵劑對鑽井完井液性能基本無影響，性能穩定，起到了保護油氣層的目的。

表2塔北地區部分鑽井完井液類型及使用效果Table2The types of well completion fluid and its effect in Tabei area

2.1.4負壓鑽井技術

負壓鑽井技術具有以下特點：①使用低密度鑽井液，其液柱壓力小於地層壓力，可以阻止濾液和固相進入油氣層。②能有效地開發低壓、低滲透及縫洞性儲層。③能安全地鑽過漏失層和嚴重水敏性地層。我局於1998年在A2井（T401井）四開井段採用了負壓鑽井技術。鄰近4口井測試資料表明，A2井實施負壓鑽井技術對減少油氣儲層傷害起到了良好的效果（表3）。採用常規鑽井技術的井都不同程度地發生了漏失，污染都嚴重。所以採用負壓鑽井技術對塔河油田碳酸岩鹽儲層保護將會起到有利的作用，值得推廣與應用。

表3 A2井與鄰井地層測試對比

表中數據均來源於DSr測試報告。Table3 The comparison of layertesting between of A2 well and neighbour wells

上述各技術措施的實施，基本上解決了鑽井過程中的儲層傷害問題，達到了保護儲層的目的。

2.2固井作業中油氣層保護技術措施

固井作業中儲層保護，主要從提高固井質量，調節合理的固井壓差，降低固井濾失量，提高頂替效率等方面著手。首先要選擇優質的原材料，要求水泥純度高，與外加劑相溶性好。施工中保證水泥漿的各性能穩定，密度均勻、量足，施工過程中連慣性好，加強各環節的配合，確保固井施工順利進行。

實行合理壓差固井，避免壓差過大造成地層壓漏，使水泥漿進入油氣層造成永久性堵塞；壓差過小則會造成候凝期間竄槽或井噴，水泥漿失重而引起油、氣、水串通。針對塔北的高滲性儲層，在「八五」期間我局研究並實施了低密度固井技術，但在施工中還存在一些問題，沒有得到更好解決，有待今後進一步的研究，加以完善。

要嚴格控制水泥漿濾失量。在固井作業中應使用高效降濾失劑，應把濾失量控制在65ml/30min以下。

2.3修井作業油氣層保護技術措施及效果

在修井過程中，隨著修井液進入井內，必然會造成一定的儲層傷害。有時因為修井作業引起的儲層傷害導致修井失敗，甚至使油氣井生產狀況更加惡化。我局就存在此類情況，因此必須重視修井給儲層造成傷害的問題，採取適當的防範措施。

首先應從修井液密度入手，在修井前應對地層進行測試，求取准確的地層壓力，設計合理的修井液密度和修井液類型。目前主要使用水基修井液。主要選擇鹽水聚合物修井液和聚合物低固相修井液，低固相主要是一些橋堵劑——油溶樹脂、酸溶樹脂。用不同的鹽提高修井液的密度，選擇聚合物提高修井液的粘、切，確保井眼清潔。隨著修井液技術的發展，1998年初開始引用低傷害修井液技術。該項技術適合塔北油氣田的滲透性好，壓力低，漏失嚴重的地層。該項技術原理是：在修井液體系中加入有粒度與儲層孔喉相匹配油溶性暫堵劑，在一定壓差作用下，暫堵劑於地層孔隙入口處和射孔炮眼表面形成一層薄而低滲透性的屏蔽環帶，從而有效地阻止修井液進一步侵入儲層。當作業完成，油氣井投入正常生產後，油溶性暫堵劑在反向壓力的作用下，一部分被沖出孔隙，另一部分被地層產出油溶解而使儲層滲透性得以恢復，從而達到保護油氣層的目的。

該項技術的要點是選擇合理的暫堵劑。暫堵劑在室溫下可溶於原油中，其溶解度可達90％以上，粒徑在2.5～101μm的廣闊分布，有一個平穩變化的分布曲線，其粒級選配有利於實現橋堵。選用YR-01作暫堵劑。要求分散劑有效添加量少，與各種鹽水和地層水相配伍；在地層溫度下不產生沉澱，且溶點高於地層溫度；選用HR水溶性的非離子表面活性劑作分散劑。選用HEC作增粘劑，它具有優良的抗鹽性，在濃度較高的鹽溶液中仍具有良好的增稠能力。此外，HEC不用藉助任何溶劑即可在水中迅速分散增粘。該項技術於1998年在DK6、AN1井修井施工中運用，在施工過程中安全、高效，採油過程中無水期長，與在同一構造的S56井採用一般的修井液相比，採油過程中原油含水低，其效果顯著。

修井工藝不當不但會造成修井失敗，而且會引起儲集層的傷害，因此要選擇合理的修井工藝。首先應搞清楚修井的目的，優化修井設計，選擇合理施工措施，修井參數，使修井後解放油氣層，達到增產目的。

1998年初，我局對無傷害修井技術進行調研立項，現已到現場實施階段。該項技術主要針對修井作業對儲層傷害問題，提出一套無傷害的修井技術——不壓井修井技術。該項技術效益高，符合油氣層保護系統工程所要求的鑽井、完井及開采全過程實施保護的原則。

3認識及建議

目前我局在降低油氣層傷害方面採取了一系列措施，已開展的項目有平衡和欠平衡鑽井技術、屏蔽暫堵技術、負壓射孔工藝技術、無固相修井液技術等，通過這些技術的實驗與應用取得了以下的認識。

（1）針對塔北地區三疊系、石炭系砂岩儲層孔滲性好，今後鑽井採用屏蔽暫堵技術；奧陶系碳酸鹽岩地層孔、洞、縫發育帶，易發生漏失，鑽井應採用負壓鑽井技術。

（2）油層套管固井水泥漿濾失量控制在50～65ml/30min。水泥漿密度要均勻，上下幅度應保持在0.03g/cm³以內，同時提高頂替效率，提高固井質量。

（3）射孔作業要採用陽離子有機聚合物射孔液，在堵塞嚴重的井採用低濃度酸液射孔液，同時選擇負壓射孔技術和引進新型超正壓射孔技術。

（4）修井作業中採用鹽水聚合物修井液和聚合物低固相暫堵型修井液。

（5）通過污染程度的研究，採取相應的解堵技術措施，將一些「死井」挽救出來，重新發揮作用。

通過以上的技術措施的實施，基本上可以達到保護油氣層的目的。但目前對油氣層保護監測方面的工作做的還很不夠，特別是修井液對儲層傷害程度無任何測試資料，對今後保護油氣層的研究工作很不利，建議從以下幾個方面加強工作。

（1）首先要建立一套完整的油氣層保護基礎資料庫，建立油氣層保護實驗室。

（2）在我局各工區選擇典型井，在修井施工前後，進行試井測試，取得修井液對產層傷害的第一手資料，根據這些資料，進行保護油氣層的技術研究。

（3）針對塔河油田碳酸鹽岩地層固井易漏，應加強低密度泡沫水泥漿固井工藝技術的研究。

（4）修井施工中應防止修井液的漏失，選擇合理的修井方案，引進國內其它油田先進修井技術，採用低傷害的修井液進行修井作業。

（5）應加強採油過程中的油氣層保護技術研究，尋求適合該油田採油作業保護油氣層技術。

（6）應對採油工程中入井液的標准規范研究，加強地層傷害診斷軟體系統的研究與開發。

（7）應進行油氣層傷害的系統評價的研究，及時組織有關技術人員根據測井和測試資料的油氣層損害程度，研究分析油氣層損害的原因，及各項作業措施的科學性、針對性、合理性和可操作性，提出以後施工中的保護油氣層的技術措施。

參考文獻

[1]李克向．保護油氣層鑽井完井技術．北京：石油工業出版社，1993

[2]萬人博．現代完井工程．北京：石油工業出版社，1996

[3]樊世忠，鄢捷年，周大晨．鑽井液完井液及保護油氣層技術．山東東營：石油大學出版社，1996

[4]張紹槐，羅平亞等．保護儲集層技術．北京：石油工業出版社，1991

Protecting techniques for oil and gas layers in Tarim

Jin Shubo

(Academy of planning and designing,Northwest Bureau of Petroleum Geology，Ürümqi 830011)

Abstract:This paper analyzes oil-gas layer protecting actuality and problems in Northerm Tarim basin,putsforward the techniques and related in drilling, completion and workover.

Key words:oil and gas layer protection