完井液体系介绍

Formate Completion Fluid
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甲酸盐完井液
配制介质：过滤海水或过滤地热水
处理剂：粘土稳定剂（HCS）、甲酸盐材料（PF-CONa 或PF-COK）、缓蚀剂（CA101）
应用： 渤海地区的酸敏性油田，如:BZ25-1A油田 产层压力较大的油田,如：JZ20-2油田
甲酸盐属于强碱弱酸盐,水溶液显弱碱性,随甲酸盐浓 度的增加,碱性增强
饱和溶液
质量百分比含量
PH
甲酸钠
甲酸钾
45％
76％
9.4
10.6
甲酸铯
83％
9.0
对于碱敏性储层，生产甲酸盐时可同时用甲 酸来降低PH值
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甲酸盐水溶液的特性
甲酸盐不需固体加重材料就能达到高密度 溶液中无悬浮颗粒，高密度时仍保持低粘
1.2ｇ／ｃｍ3甲酸钠溶液粘度稍高于3cp 1.48ｇ／ｃｍ3甲酸钾溶液粘度约为3cp 2.3ｇ／ｃｍ3甲酸铯塑性粘度仍低于4ｃp
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甲酸盐的实际结晶温度与密度的关系
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泥浆塘沽基地系列培训教材 完井液体系介绍
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完井液体系
过滤海水 NaCl盐水 KCl盐水 CaCl2盐水 PDF-HTA完井液
溴盐完井液
甲酸盐完井液
固化水堵漏压井液
隐形酸完井液体系
PDF-HTA Completion Fluid
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隐型酸完井液
国外各油公司在完井作业后，采用酸洗的方式来解除液相、处理剂和酸溶性 暂堵剂对储层的损害。 如果改变完井液和修井液的pH值环境为酸性，一方面改变了高价金属离子的 存在环境，可以防止各种有机垢和无机沉淀的产生；另一方面，如果前期作 业液中形成了有机垢和无机沉淀，可用酸性完井液和修井液来解除，而且对
近井壁带的大分子、固相微粒和可酸溶性的储层矿物均可产生溶蚀作用，从 而达到保护和改善储层的效果。实现了传统的保护储层的完井、修井液向改 善储层的完井、修井液方向发展，达到投产增产的技术效果。
隐型酸完井液体系是在传统的碱性完井液基础上发展起来的，是以工程性能
为主，向以储层保护性能为主而研究完井液的认识观念的重大突破，也是从 低伤害储层的完井液向改造储层的完井液发展的重大功能的突破。
原油∶完井液=90∶10
0 0 0.5 1 1.5 H X S 稀释剂（% ） 2 2.5 3
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PDF-HTA完井液现场应用
项目名称 过滤海水 烧碱 氧化镁 PF-HCS PF-BPA PF-CA101 PF-HEC PF-JWY 破胶剂 PF-HTA PF-OSY 工作液 1M3 封隔液 1M3 2~4 1 配 方 加 量（kg） 射孔液 堵漏液 清洗液 3 3 1M 1M 1M3 20 20 20 7 30 2 2~3 3 0.2 3 2 12 15 15 水填充液 1M3 稠 塞 1M3
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产生的背景
在钻井、固井或压井、修井等作业过程中，在井筒液柱正压差的作用 下，各种作业液中的固相微粒和液相不可避免会侵入储层。各种作业 液之间，各种作业液与储层流体、矿物之间均存在一定的不配伍，容 易造成储层损害，而且这种损害深度远远超过了射孔的深度，不可能 用射孔的方法来解除，从而导致储层损害，降低油井产能。 在长期的完井液和压井、修井液的实践中，基于腐蚀与防腐的工程技 术出发，都是使用碱性pH值环境的完井液和修井液 。 这些工作液体系经过大量的研究可以做到储层的低损害，技术参数达 到储层保护的要求，但是它不能解除和克服上述机理对储层已造成的 损害，不能进一步的改善储层，达到油井增产的目的。
粘土稳定剂HCS在油砂上的饱和吸附浓度为1.5～
2.0%，因此完井液中HCS的加量≥1.5%
射孔液首次与储层接触，射孔液中HCS的加量
≥2.0%
压井液、充填液、工作液中的HCS的加量≥1.5%
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隐型酸完井液的特点-----降低pH值
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 HTA加量（%） 0.5 0.6
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甲酸盐物理性能
具有溶解度高、密度高、粘度低、结晶点低的 特点。
质量百分比含量 甲酸钠 甲酸钾 甲酸铯
20℃下测定
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饱和密度 （g/cm3） 1.38 1.60 2.37
45％ 76％ 83％
甲酸盐水溶液的pH
HTA对钻井液、水泥浆、完井液中使用的有机大分子处理剂具有很好的 酸溶作用，消除前期作业液中有机垢对储层的损害，有利于储层保护
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隐型酸完井液的特点-----溶蚀岩心
6 5
溶蚀率(%)
4 3 2 1 0 0 1 2 HTA加量(%) 3 4
随HTA浓度增大，岩样溶蚀率增加，残酸PH值降低。但当HTA加量在1.0～ 1.5%时，此时岩样的溶蚀率基本不变，但HTA的合理加量还需用岩心流动 实验来加以确认 COPYRIGHT:泥浆塘沽基地2006 13
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PDF-HTA完井液现场应用
海水
过滤
不合格
检测NTU值
NTU≤30 合格 粒径90%≤2μm
按设计 加药
入井
搅拌1小时后 静置2小时以上
检测NTU值及 固相粒径分布
返出液排放或用罐回收利用
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记录留存
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甲酸盐完井液体系
隐型酸完井液的特点-----改善储层
130 120
渗透率恢复值（%）
110 100 90 80 70 60 50 0.5 0.8 1 HTA加量（%） 1.2 1.5
可见随HTA加量增加，岩心渗透率一直变大，说明HTA能溶解岩心胶结物和 充填物，增大液体的渗流通道，故渗透率在不断增大，但当HTA加量大于 1.0%以后，渗透率上升幅度较为缓慢，故认为HTA加量以1.0%为宜。
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隐型酸完井液基本组成
配制介质：过滤海水或过滤地热水。 处理剂：粘土稳定剂（HCS）、隐型酸螯合剂（HTA）、缓蚀剂（ CA101）、返排剂（PF-WD）
密度调节剂：
NaCl/KCl PF-CONa/PF-COK CaCl2 CaCl2/CaBr2 CaBr2/ZnBr2 (1.01～1.20g/cm3)； (1.01～1.60g/cm3)； (1.01～1.39g/cm3)； (1.40～1.80g/cm3)； (1.81～2.30g/cm3)
80 60 40 20 0 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 HTA加量（%） 0.6
CaCO3垢，浓度1030.8mg/l MgCO3垢，浓度805.6mg/l
HTA对碳酸盐类无机垢和屏蔽暂堵材料（CaCO3类）均具有很好的溶解作用，可 以消除前期液不配伍产生的无机垢沉淀和酸溶性暂堵材料对储层造成的损害。 COPYRIGHT:泥浆塘沽基地2006 11
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说明：1）射孔液为第一次与油层接触的液体，所以PF-HCS和螯合剂加量相对较大，这样更有利于 防止油层中粘土的水化膨胀、运移，以及消除前期作业中滤液产生的沉淀。 2）封隔液为长期置于套管与油管之间的液体，应注意加烧碱将PH值调至9~10，并加入PFCA101防腐杀菌剂。
3）如果密度低时，用KCl等无机盐l调节。
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隐形酸完井液与原油配伍性
原油/完井液 100/0 90/10 80/20 70/30 60/40 50/50 粘度值（mpa.s） 45067 73066 71688 70309 67211 60658 原油/完井液 40/60 30/70 20/80 10/90 0/100 粘度值（mpa• s） 30329 —— —— —— ——
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粘土稳定剂的加量
100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 0 1 2 HCS加量（%） 3 4
防膨率（%）
HCS在加量超过2%时防膨率趋于稳定，故粘土稳定剂 HCS最佳加量为2%。
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粘土稳定剂的加量
原油与隐形酸完井液的混合比例在100：0到50：50范围时粘 度超过原油本身，说明有增粘现象。
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PF-WD稀释剂的降粘作用
80000 70000 60000
粘度（m p a • s ）
50000 40000 30000 20000 10000
当PF-WD加量增大 ，原油/完井液以 90∶10的混合液 粘度减小，当加 量为1.5~2.5%时 ，混合物粘度小 于原油本身粘度。
隐型酸完井液的特点-----解除有机堵塞
处理剂名称 0.6%HEC 0.5%PF-plus 0.3%Drispac-H V 1.0%DFD 1.0%NaPAN 粘度（s） 降解率% 粘度（s） 降解率% 粘度（s） 降解率% 粘度（s） 降解率% 粘度（s） 降解率% HTA 浓度（%） 0 824.4 — 693.9 — 610.6 — 591.8 — 425.7 — 0.1 570.5 30.8 464.2 33.1 423.8 30.6 349.2 41.0 292.0 31.4 0.2 408.9 50.4 308.1 55.6 304.7 50.1 239.1 59.6 218.8 48.6 0.3 260.3 68.4 190.1 72.6 187.5 69.3 149.1 74.8 160.1 62.4 0.4 151.7 81.6 113.1 83.7 113.6 81.4 81.1 86.3 103.4 75.7 0.5 74.2 90.0 60.4 91.3 62.9 89.7 32.0 94.6 62.1 85.4
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5 HTA加量（%）
0.6
HTA改变了各种作业液的pH值环境，消除有机垢和无机垢沉淀，可使前 期作业液的浊度值降到30NTU，满足现场施工要求对储层保护的要求。
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隐型酸完井液的特点-----解除屏蔽暂堵
120 100
溶解率（%）
严格按照设计加药
按照设计在过滤海水中加入药剂，搅拌均匀备用。检测pH值，凡与油层 接触的作业液pH<5。 保证入井流体的清洁 配好的完井液应静止2~3小时后再入井，入井时泥浆池搅拌器停开，以 避免底部可能存在的悬浮物入井。泥浆池底残留完井液出现明显悬浮物时及 时排放，并用过滤海水冲洗。作业时的返出液如果回收利用，须用地面罐回 收，先用10μm过滤芯粗过滤后再用2μm精细过滤。
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
PDF-HTA完井液现场应用
清洗管汇与井筒 每口井射孔作业前，对泥浆池、套管及钻具用海水冲洗，用烧碱水 (pH=12)浸泡2~5小时。再用海水+砂洗液+清洗液及过滤海水进行清洗，直 至最后返出液的NTU值与出口基本接近(约26~29)，稳定半小时左右。 检测过滤海水质量 配制完井液的海水均用2μm过滤器过滤，过滤器出口的海水浊度值 NTU≤30，粒径<2μm。如果达不到要求，重新过滤。
pH值
溶液中HTA浓度增加，pH值下降，当HTA加量为0.5%时，钻井 液滤液和水泥浆滤液的混合溶液pH值从9.0降到1.0
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隐型酸完井液的特点-----消除无机沉淀
250
浊度（NTU）
200
地层水与水泥浆滤液
150 100 50 0
泥浆滤液与水泥浆滤液
0
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隐型酸完井液的腐蚀与防护
2.5
2
腐蚀速度（mm/a）
1.5
1
0.5
0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 CA101缓蚀剂加量（%） 3 3.5
隐形酸完井液对钢材具有一定的腐蚀性，但加入缓蚀剂CA101后，腐蚀速 率小于0.076mm/a，可满足完井作用要求