油田固井材料树脂

⑴ 聚乙烯醇是什么材料

聚乙烯醇是一种有机化合物，化学式为[C2H4O]n，外观是白色片状、絮状或粉末状固体，无味。溶于水（95℃以上），微溶于二甲基亚砜，不溶于汽油、煤油、植物油、苯、甲苯、二氯乙烷、四氯化碳、丙酮、醋酸乙酯、甲醇、乙二醇等。聚乙烯醇是重要的化工原料，用于制造聚乙烯醇缩醛、耐汽油管道和维尼纶、织物处理剂、乳化剂、纸张涂层、粘合剂、胶水等。

(1)油田固井材料树脂扩展阅读：

操作处置

操作注意事项：提供良好的自然通风条件。操作人员必须经过专门培训，严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴自吸过滤式防尘口罩，戴化学安全防护眼镜，穿防毒物渗透工作服，戴橡胶手套。远离火种、热源，工作场所严禁吸烟。使用防爆型的通风系统和设备。避免产生粉尘。

避免与氧化剂接触。搬运时要轻装轻卸，防止包装及容器损坏。配备相应品种和数量的消防器材及泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。

储存注意事项：储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。应与氧化剂分开存放，切忌混储。配备相应品种和数量的消防器材。储区应备有合适的材料收容泄漏物。

⑵ 塔北主要油区油气层保护技术

靳书波

（西北石油局规划设计研究院 乌鲁木齐市北京北路2号 830011）

摘要在钻井、完井、修井等作业过程中，都会对油气层造成不同程度的伤害。本文分析了塔北地区的油气层保护现状和存在问题，提出了我局在钻井、完井、修井作业中的保护油气层的技术措施及配套工艺。着重介绍了屏蔽暂堵技术、低伤害修井液技术。

关键词储层伤害堵塞比油气层保护屏蔽暂堵技术低伤害修井液

油气层保护是一项系统工程，它涉及到所有井下作业环节。油气层保护技术涉及多学科、多专业、多部门，贯穿整个油气勘探、开发过程，科学研究和生产实践证明，钻井、完井、试油、储层改造、修井等各项作业都可能不同程度地造成储层伤害。要减少各项作业对油气层的伤害，就必须加强油气层保护及配套工艺技术的研究，以便提高油气采收率，达到增产目的。

1塔北地区储层伤害现状

1.1钻井过程中对储层的伤害

我局在塔北地区已完钻的近200口井，从一部分井的测试资料中看出，大多数井的储层在不同程度受到污染，并且部分井的伤害程度还比较严重，主要表现在以下几个方面。

首先是在钻井完井过程中，储层在正压差作用下，钻井完井液的滤液和固相颗粒侵入地层，造成了固相堵塞、粘土水化、无机盐和处理剂的沉淀、水锁反应等问题。一部分井不同程度地发生漏失，如巴参1井、沙46井、沙47井、沙48井、A4井都是漏失比较严重的井，漏失量均超过300m³以上，除沙48井外，其它表皮系数、堵塞比附加压降都比较大，说明漏失对储层伤害是很严重的。

其次是浸泡时间的长短，对储层伤害程度不同，时间越长伤害越大，如DK2井和DK4井在同一构造、同一储层，使用同一体系钻井完井液，但浸泡时间不同，DK2井从揭开油气层到封固油气层用了7天，而DK4井因在下尾管作业中三起三下，用了18天。完井测试中的伤害程度却截然不同，DK2井的表皮系数为－3.02，而DK4井的表皮系数则为5.24。从中可以看出完井作业不及时，同样会给储层造成比较严重的伤害。

1.2完井作业对储层的伤害

完井过程中的固井往往对油气层造成了伤害。我局在塔北地区的固井作业对油气层伤害主要存在以下几个问题：一是固井质量不稳定。二是大部分井的水泥浆滤失量偏大，均在150ml左右，加上水泥浆滤失量含有各种离子和高碱性的滤液（pH值一般为11.5～12）进入地层后，加速了粘土矿物的解理、分散、运移，并形成毛细管阻力，降低了油气层的渗透率，从而伤害地层。三是储层压力衰减比较快，水泥浆在高压差作用下，产生渗透性漏失，造成储层永久性伤害，地层渗漏主要表现在回接处无水泥，造成回接筒出水等现象。

完井射孔作业中射孔液一般采用泥浆，它使给储集层产生第二次伤害。

1.3修井作业对储层的伤害

修井作业对油气层的保护工作起步比较晚。修井作业对储层的伤害是十分严重的。从近几年修井资料看，修井液对油气层产生的伤害主要为以下几种情况：

（1）目前西达里亚油田、阿克库勒油田的油层压力系数都较低，大部分井在1.0左右，最小的只有0.94(DK9井），而其修井液密度过大，一般都在1.03～1.15g/cm³不等。所以在修井过程中漏失现象相当严重（表1列举部分井漏失量），有些井洗井时建立不了循环（沙28井用1.20g/cm³CaCl₂水溶液洗井不见液面），沙35井1997年8月在施工中只要井口不见液面，采用漏多少补多少，多次重复进行，这将会给储层造成严重伤害。

表1修井过程修井液漏失情况Table1The instance of lost circulation in workover process

(2）一些井修井施工周期太长，一般井均在一个月左右，个别井如：DK1井、DK9井、沙28井、沙29等井，将近一年或超过一年。储层在低劣的修井液中浸泡近一年时间，给储层造成的伤害是无法估量的。以DK9井为例，DK9井1994年完井地层测试的结果，其表皮系数为－4.36，渗透率为16.86，堵塞比为0.857，附加压降为－2.70MPa，而在修井后1997年测得渗透率为11.4，表皮系数为6.68。

（3）修井液所采用的地层水、油田水、地表水、CaCl₂中含有大量杂质，加上循环罐、油管等都携带着杂物，不经过滤循环洗井，后带入地层造成堵塞，这些水的矿化度高低不同。将给储层造成水敏、碱敏、盐敏等伤害。

修井作业中存在不同程度的伤害，故造成修井后出现以下几个问题：首先是一些自喷井修井后油气产能下降；其次是一些自喷井或具自喷能力的井修井后反而停喷，例如沙28井、沙29井；再就是一些井修井后原油含水量增加，例如DK9井修井前平均含水32.6％，修井后含水率大于90％。这些问题都说明在修井过程中的储层的保护，是一项迫在眉睫的工作。

2油气层保护技术措施及效果

2.1钻井过程中油气层保护技术措施及效果

钻井过程中，首先是采用随钻检测地层压力，开展平衡钻井。通过“八五”科技攻关，针对钻井工作中压差、钻井液类型及性能、钻速和浸泡时间。诸因素对储层的伤害，进行了暂堵技术的研究与应用，1998年又实施负压钻井技术。

2.1.1工程设计

保护油气层工作首先应从工程设计做起，有一个合理的钻井工程设计，才能有效地降低储层伤害。

（1）建立合理的地层压力剖面。

（2）选择合理的井身结构。

（3）针对油气层类型及特征，优选钻井液体系及配方等。

（4）设计合理的钻井速度，缩短油气层浸泡时间。

（5）制定施工作业标准和保护油气层措施。

2.1.2钻井施工

实现近平衡钻井，降低井底压差。这样不仅可以降低压差而减少滤液和固相侵入地层，而且可以因井底压持效应小而提高机械钻速。再者，还可以减少井漏、粘附卡钻等井下复杂事故的发生，间接减少油气层的浸泡时间。目前在钻井过程中主要采用一种“压而不死、活而不喷”的原则。一些低压地层和极易漏地层采用欠平衡（负压）钻井。

钻井施工中采用了以下几项合理的配套工艺技术。

（1）随钻检测地层压力、随时控制钻井液密度。

（2）钻井液工艺技术是油气储集层保护的重中之重，主要采用屏蔽暂堵技术。

（3）固相控制技术是将循环液中的固相颗粒降至最低，必须配备齐全的固控设备，保证四级固控，将含砂量控制在0.15％以下。

（4）提高时效，降低浸泡时间。

2.1.3屏蔽暂堵技术

该项技术的要点是利用钻井液中已有固相粒子对油气储层的堵塞规律，人为地在钻井液中加入一些与油气储层孔喉相匹配的架桥粒子。填充粒子和可变形的封堵粒子，使这些粒子能快速地在井壁周围10cm以内形成有效的，渗透率几乎为零的屏蔽环，阻止钻井液中的固相和液相进一步侵入油气层。

屏蔽暂堵技术有以下特点：①这项技术成本低，工艺简单，对钻井液和钻井工艺无任何特殊要求，主要适用于塔北的三叠系、石炭系砂岩油气层。②该技术是把钻井时造成油气层伤害的正压差转化为油气层保护的有利因素。为了保证能在较短时间内在近井壁形成渗透率极低的屏蔽环，就需要一个较大的正压差。随着正压差的增大而屏蔽环的渗透率就会下降，就会降低继续侵入储层的机会。③反排时油气层渗透率的恢复值很高，可达80％以上。④可消除固井水泥浆对储层的伤害，提高固井质量，同时降低射孔液对地层的伤害。该项技术的关键在于必须搞清储层的物性，这样才能合理选择加入钻井液中的桥堵粒子及其粒径。

“八五”期间，我局与德州钻井研究所一同对塔北储层物性进行研究，通过岩心伤害试验、电镜观察和室内试验，对各处理剂进行筛选，选择了符合塔北储层粒径分布特点的桥堵剂——JHY油溶性树脂，研制出YK－Ⅰ型钻井完井液，在此基础上，加大对泥页岩的抑制能力，研制出YK－Ⅱ型钻井完井液。YK型钻井完井液从1992年首先在DK2井进行现场试验，后又相继在DK4井、DK5井进一步试验，效果明显。试验井与一般井的效果见表2。

我局在塔北地区使用的钻井液多数为钾基聚合物体系，坂土含量相对较高，粘土颗粒易进入油气层，堵塞流通孔道，使油气流动阻力增加，造成储层微粒运移，同时该体系抑制水化膨胀、分散的能力不够强，故选择YK-I型钻井液作为打开油气层的工作液。该钻井完井液是在原三开所用钻井液配方的基础上进行改造而成，改造工艺简单：先将原用的钾基聚合物钻井液性能进行调整，将其坂土含降至40kg/m³以下，将0.75％～1.0%JHY油溶树脂与0.02%OP-21均匀分散在钻井液中，调节各项性能，达到钻井要求后，在打开油气层前5m均匀混入井内循环，打开油气层后即可在井壁形成屏蔽层。1993年又针对YK-I型钻井完井液抑制性不够强的问题，在原有基础上改造成YK－Ⅱ型钻井完井液，主要增加了NW-1小阳离子和改用KOH调节pH值，增强整个体系的抑制能力。

YK改型钻井完井液的运用有效地保护了油气层，取得了较好的效果。测试资料表明，测试见油快，采油生产时间长，表皮系数小，堵塞比小。后来又在该体系中引入单项压力封闭剂，以解决渗漏问题。同时该体系各处理剂配伍性好，桥堵剂对钻井完井液性能基本无影响，性能稳定，起到了保护油气层的目的。

表2塔北地区部分钻井完井液类型及使用效果Table2The types of well completion fluid and its effect in Tabei area

2.1.4负压钻井技术

负压钻井技术具有以下特点：①使用低密度钻井液，其液柱压力小于地层压力，可以阻止滤液和固相进入油气层。②能有效地开发低压、低渗透及缝洞性储层。③能安全地钻过漏失层和严重水敏性地层。我局于1998年在A2井（T401井）四开井段采用了负压钻井技术。邻近4口井测试资料表明，A2井实施负压钻井技术对减少油气储层伤害起到了良好的效果（表3）。采用常规钻井技术的井都不同程度地发生了漏失，污染都严重。所以采用负压钻井技术对塔河油田碳酸岩盐储层保护将会起到有利的作用，值得推广与应用。

表3 A2井与邻井地层测试对比

表中数据均来源于DSr测试报告。Table3 The comparison of layertesting between of A2 well and neighbour wells

上述各技术措施的实施，基本上解决了钻井过程中的储层伤害问题，达到了保护储层的目的。

2.2固井作业中油气层保护技术措施

固井作业中储层保护，主要从提高固井质量，调节合理的固井压差，降低固井滤失量，提高顶替效率等方面着手。首先要选择优质的原材料，要求水泥纯度高，与外加剂相溶性好。施工中保证水泥浆的各性能稳定，密度均匀、量足，施工过程中连惯性好，加强各环节的配合，确保固井施工顺利进行。

实行合理压差固井，避免压差过大造成地层压漏，使水泥浆进入油气层造成永久性堵塞；压差过小则会造成候凝期间窜槽或井喷，水泥浆失重而引起油、气、水串通。针对塔北的高渗性储层，在“八五”期间我局研究并实施了低密度固井技术，但在施工中还存在一些问题，没有得到更好解决，有待今后进一步的研究，加以完善。

要严格控制水泥浆滤失量。在固井作业中应使用高效降滤失剂，应把滤失量控制在65ml/30min以下。

2.3修井作业油气层保护技术措施及效果

在修井过程中，随着修井液进入井内，必然会造成一定的储层伤害。有时因为修井作业引起的储层伤害导致修井失败，甚至使油气井生产状况更加恶化。我局就存在此类情况，因此必须重视修井给储层造成伤害的问题，采取适当的防范措施。

首先应从修井液密度入手，在修井前应对地层进行测试，求取准确的地层压力，设计合理的修井液密度和修井液类型。目前主要使用水基修井液。主要选择盐水聚合物修井液和聚合物低固相修井液，低固相主要是一些桥堵剂——油溶树脂、酸溶树脂。用不同的盐提高修井液的密度，选择聚合物提高修井液的粘、切，确保井眼清洁。随着修井液技术的发展，1998年初开始引用低伤害修井液技术。该项技术适合塔北油气田的渗透性好，压力低，漏失严重的地层。该项技术原理是：在修井液体系中加入有粒度与储层孔喉相匹配油溶性暂堵剂，在一定压差作用下，暂堵剂于地层孔隙入口处和射孔炮眼表面形成一层薄而低渗透性的屏蔽环带，从而有效地阻止修井液进一步侵入储层。当作业完成，油气井投入正常生产后，油溶性暂堵剂在反向压力的作用下，一部分被冲出孔隙，另一部分被地层产出油溶解而使储层渗透性得以恢复，从而达到保护油气层的目的。

该项技术的要点是选择合理的暂堵剂。暂堵剂在室温下可溶于原油中，其溶解度可达90％以上，粒径在2.5～101μm的广阔分布，有一个平稳变化的分布曲线，其粒级选配有利于实现桥堵。选用YR-01作暂堵剂。要求分散剂有效添加量少，与各种盐水和地层水相配伍；在地层温度下不产生沉淀，且溶点高于地层温度；选用HR水溶性的非离子表面活性剂作分散剂。选用HEC作增粘剂，它具有优良的抗盐性，在浓度较高的盐溶液中仍具有良好的增稠能力。此外，HEC不用借助任何溶剂即可在水中迅速分散增粘。该项技术于1998年在DK6、AN1井修井施工中运用，在施工过程中安全、高效，采油过程中无水期长，与在同一构造的S56井采用一般的修井液相比，采油过程中原油含水低，其效果显著。

修井工艺不当不但会造成修井失败，而且会引起储集层的伤害，因此要选择合理的修井工艺。首先应搞清楚修井的目的，优化修井设计，选择合理施工措施，修井参数，使修井后解放油气层，达到增产目的。

1998年初，我局对无伤害修井技术进行调研立项，现已到现场实施阶段。该项技术主要针对修井作业对储层伤害问题，提出一套无伤害的修井技术——不压井修井技术。该项技术效益高，符合油气层保护系统工程所要求的钻井、完井及开采全过程实施保护的原则。

3认识及建议

目前我局在降低油气层伤害方面采取了一系列措施，已开展的项目有平衡和欠平衡钻井技术、屏蔽暂堵技术、负压射孔工艺技术、无固相修井液技术等，通过这些技术的实验与应用取得了以下的认识。

（1）针对塔北地区三叠系、石炭系砂岩储层孔渗性好，今后钻井采用屏蔽暂堵技术；奥陶系碳酸盐岩地层孔、洞、缝发育带，易发生漏失，钻井应采用负压钻井技术。

（2）油层套管固井水泥浆滤失量控制在50～65ml/30min。水泥浆密度要均匀，上下幅度应保持在0.03g/cm³以内，同时提高顶替效率，提高固井质量。

（3）射孔作业要采用阳离子有机聚合物射孔液，在堵塞严重的井采用低浓度酸液射孔液，同时选择负压射孔技术和引进新型超正压射孔技术。

（4）修井作业中采用盐水聚合物修井液和聚合物低固相暂堵型修井液。

（5）通过污染程度的研究，采取相应的解堵技术措施，将一些“死井”挽救出来，重新发挥作用。

通过以上的技术措施的实施，基本上可以达到保护油气层的目的。但目前对油气层保护监测方面的工作做的还很不够，特别是修井液对储层伤害程度无任何测试资料，对今后保护油气层的研究工作很不利，建议从以下几个方面加强工作。

（1）首先要建立一套完整的油气层保护基础数据库，建立油气层保护实验室。

（2）在我局各工区选择典型井，在修井施工前后，进行试井测试，取得修井液对产层伤害的第一手资料，根据这些资料，进行保护油气层的技术研究。

（3）针对塔河油田碳酸盐岩地层固井易漏，应加强低密度泡沫水泥浆固井工艺技术的研究。

（4）修井施工中应防止修井液的漏失，选择合理的修井方案，引进国内其它油田先进修井技术，采用低伤害的修井液进行修井作业。

（5）应加强采油过程中的油气层保护技术研究，寻求适合该油田采油作业保护油气层技术。

（6）应对采油工程中入井液的标准规范研究，加强地层伤害诊断软件系统的研究与开发。

（7）应进行油气层伤害的系统评价的研究，及时组织有关技术人员根据测井和测试资料的油气层损害程度，研究分析油气层损害的原因，及各项作业措施的科学性、针对性、合理性和可操作性，提出以后施工中的保护油气层的技术措施。

参考文献

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[2]万人博．现代完井工程．北京：石油工业出版社，1996

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[4]张绍槐，罗平亚等．保护储集层技术．北京：石油工业出版社，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