第8章幾種新型鉆井液完井液體系及適應性選擇20100401

1、第八章第八章 幾種新型鉆井液完井液幾種新型鉆井液完井液體系及適應性選擇體系及適應性選擇蔣官澄蔣官澄 教授教授2010.3.15目目 錄錄一、幾種新型鉆井液體系簡介一、幾種新型鉆井液體系簡介二、鉆井液體系適應性的技術評價和經(jīng)濟評價二、鉆井液體系適應性的技術評價和經(jīng)濟評價 三、保護油氣層鉆井完井液體系研究三、保護油氣層鉆井完井液體系研究 一、幾種新型鉆井液體系簡介一、幾種新型鉆井液體系簡介 1、正電聚醇鉆井液體系、正電聚醇鉆井液體系 作用機理：作用機理：濁點效應濁點效應 電性力的吸附電性力的吸附 物理和化學吸附物理和化學吸附 降低粘土顆粒表面的降低粘土顆粒表面的電位電位 組組 分：分： 正電聚醇、

2、絮凝劑HF-PS、抗鹽降濾失劑、WZD-等組成 優(yōu)優(yōu) 點點 由天然材料改性而成，能夠在天然環(huán)境中自動降解而失去化學特性，生物毒性遠遠低于國家海洋排放標準。（1）吸附量及吸附強度的測定結果處理劑處理劑吸附量吸附量(mg/g)脫逸量脫逸量(mg/g)脫析率脫析率聚合醇5.23.363.5%正電聚醇7.03.144.3%脫析率實驗脫析率實驗 對粘土試樣，正電聚醇的吸附量和吸附強度明顯高于聚正電聚醇的吸附量和吸附強度明顯高于聚合醇，正電聚醇抑制粘土顆粒水化分散的能力遠遠強于聚合合醇，正電聚醇抑制粘土顆粒水化分散的能力遠遠強于聚合醇。醇。 密度密度g/cm3粘度粘度s失水失水ml/mmPHGELPa/P

3、aAVmPa.sPVmPa.sYPPa備備 注注2#：1.07 g/cm3基漿600ml+400 ml 海水海水+0.3%抗鹽聚合物+0.6%增粘降濾失劑+1%抗鹽降濾失劑+2%正電聚醇 1%無熒光潤滑劑+2%低熒光磺化瀝青+ 1%潤滑防塌劑+2% WZD-1.05357/0.282.5/3.53023910/0.281.0/2.52620611016h滾動 3#：1.07 g/cm3基漿500ml+500 ml 海水海水+0.4%抗鹽聚合物+1.0%增粘降濾失劑+1.5%抗鹽降濾失劑+2%正電聚醇 1%無熒光潤滑劑+2%低熒光磺化瀝青+ 1.5%潤滑防塌劑+2% WZD-1.05396/0.

4、282.5/3.529227.59/0.281.5/326215.511016h滾動 4#：1.07 g/cm3基漿400ml+600 ml 海水海水+0.5%抗鹽聚合物+1.5%增粘降濾失劑+2%抗鹽降濾失劑+2%正電聚醇 1%無熒光潤滑劑+2%低熒光磺化瀝青+ 2%潤滑防塌劑+2% WZD- 1.05425/0.282.5/3.526.5206.58/0.282/42621511016h滾動海水正電聚醇鉆井液評價試驗海水正電聚醇鉆井液評價試驗 （2）抗鹽鈣污染評價抗鹽鈣污染評價 實驗結果表明：按照按照3：2、1：1和和2：3基漿與海水比例混合配置鉆基漿與海水比例混合配置鉆井液，其粘度控制在

5、井液，其粘度控制在35s-45s、API失水控制在失水控制在5-7ml，動切力和塑性粘，動切力和塑性粘度變化較小，各項性能良好，度變化較小，各項性能良好，能夠滿足現(xiàn)場要求。能夠滿足現(xiàn)場要求。不同比例的海水配方，在提高主要處理劑加量的基礎上，抗鹽效果較好。性能可以滿足在海上使用（3 3）正電聚醇鉆井液油氣層保護效果評價實驗）正電聚醇鉆井液油氣層保護效果評價實驗 巖心孔隙度 %Ka10-3m2Ko10-3m2Kd10-3m2Kd/ Ko%污染條件壓力mPa時間h高1073井28.679.44.503.3975.43.52截去1.0cm4.504.1091.03.52截去2.0cm4.504.479

6、9.33.52正電聚醇鉆井液正電聚醇鉆井液滲透率恢復值效果評價滲透率恢復值效果評價 正電聚醇鉆井液能有效地形成暫堵環(huán)有效地形成暫堵環(huán)，在截去直接受污染的表層后，滲透率恢復值較高，油層污染深度大大降低，起到保護油層的作用起到保護油層的作用。 2、有機正電膠鉆井液體系、有機正電膠鉆井液體系作用機理：作用機理： 正負膠粒極化水分子形成復合體，在毛細管中整體流動，易反排。在近井壁處形成靜止層；正電膠與水分子的親和力強，抑制了粘土的水化，使粘土成為惰性；改變鉆井液的流變性能。（1）抗溫穩(wěn)定性評價抗溫穩(wěn)定性評價 抗溫穩(wěn)定性評價抗溫穩(wěn)定性評價,g/cm3FV,sFL,ml/mmPHGEL,PaAV,mPa.

7、sPV,mPa.sYP,Pa備注1.03 g/cm3漿+2%有機正電膠+2%GKHm+0.3%PMHA-+1.5% NH4-HPAN +2%SAS +2%FDTY-80+3%細目碳酸鈣+0.5%KCl1.05346.4/0.591.5/3.52818101.05356.0/0.593/632221012016h1.03 g/cm3漿+2%有機正電膠+2%GKHm+0.3%PMHA-+1.5% NH4-HPAN +2%SAS +2%FDTY-80+3%細目碳酸鈣+0.5%KCl+石灰石粉1.20386.2/0.59.52/43422121.20416.0/0.59.53.5/6.53827111

8、2016h評價結果表明：體系抗溫能達體系抗溫能達120，性能良好，有利于現(xiàn)場應用。（2 2）抑制性評價）抑制性評價 采用巖屑回收率實驗，達到88.4%，該巖屑的清水回收率為清水回收率為26.1%，這表明：有有機正電膠鉆井液具有較強的抑制性。機正電膠鉆井液具有較強的抑制性。（3 3）抗污染評價抗污染評價 g/cm3FVsFLml/mmPHGELPaAVmPa.sPVmPa.sYPPa動塑比備注1.05346.4/0.591.5/3.52818100.55基漿1.12421/33521140.66基漿+10%+10%巖心粉巖心粉1.12451/43923160.698016h滾動1.13451.5

9、/7.54229130.45基漿+12%+12%巖心粉巖心粉35101/33626100.38基漿+12%+12%巖心粉巖心粉+0.5%HMP-抗污染評價抗污染評價 該體系不僅在較高的固相容限量仍有較好的流變性能，同時有較好的在較高的固相容限量仍有較好的流變性能，同時有較好的稀釋劑與其稀釋劑與其配伍配伍，能保證水平井的現(xiàn)場施工的正常運行。 （4 4）保護油氣層效果評價保護油氣層效果評價 不同滲透率巖心進行不同滲透率巖心進行恢復值評價恢復值評價巖心號巖心號KaKa1010-3-3mm2 2KoKo1010-3-3mm2 2前最大突破壓力前最大突破壓力MPaMPaKdKd1010-3-3mm2 2

10、后最大突破壓后最大突破壓力力MPaMPaKd/KoKd/Ko% %人造巖心1006.11110.50.0385.00.0876.9276.92800.67147.800.05121.170.0981.9881.98554.12106.230.0393.970.0588.4688.46221.1198.340.0282.920.0484.3284.32109.3245.780.0339.730.0786.7886.78實驗條件：70 3.5MPa 200s-1 2h 油層保護添加劑加入后鉆井液的油層保護添加劑加入后鉆井液的API濾失量非常低，只有濾失量非常低，只有3ml左右，高溫高壓左右，高溫高

11、壓濾失量也降到了濾失量也降到了12ml以下，幾乎沒有瞬時失水，采用超低滲透保護油氣層技術的以下，幾乎沒有瞬時失水，采用超低滲透保護油氣層技術的井砂床濾失量為井砂床濾失量為0。 （1 1）甲酸鹽鉆井液抑制性評價實驗）甲酸鹽鉆井液抑制性評價實驗 鉆井液類型回收量(g)回收率(%)聚合物鉆井液40.581.0有機硅鉆井液44.088.0甲酸鹽鉆井液46.092.0鉆井液鉆井液抑制性評價抑制性評價實驗實驗3、甲酸鹽鉆井液體系、甲酸鹽鉆井液體系 甲酸鹽鉆井液回收率最高,能很好地抑制泥頁巖的水化膨能很好地抑制泥頁巖的水化膨脹與分散，其性能優(yōu)于目前使用的聚合物鉆井液和有機硅鉆脹與分散，其性能優(yōu)于目前使用的聚

12、合物鉆井液和有機硅鉆井液井液。 （2 2）油氣層保護評價實驗）油氣層保護評價實驗 巖心號Ka10-3m2孔隙度%Ko10-3m2Kd10-3m2Kd/ KoKd/ Ko% %井深m2#/L29-310.614.65.54.5592.792.73034.06截去1.2cm5.2697.197.19#/L29-321.418.2108.6888.688.63048.55截去1.2cm9.8198.198.1甲酸鹽體系滲透率恢復值甲酸鹽體系滲透率恢復值實驗實驗 油層滲透率恢復值達油層滲透率恢復值達90%以上，在污染端截去以上，在污染端截去1.2cm后滲透率恢復值達到后滲透率恢復值達到95%以上以上，

13、這說明甲酸鹽體系對油氣層具有良好的保護效果。 實驗方案FVSAPImL/mmPHGELPaAV mPa.SPV mPa.SYPPa基漿+0.3%小陽離子+0.5%大陽離子+0.5% JMHA+0.4%銨鹽+0.5%CaO50.013.8/0.290.5/2.052.045.07.0基漿+0.5%小陽離子+0.4%大陽離子+0.5% JMHA+0.4%銨鹽+0.5%CaO45.011.2/0.290.5/2.046.041.05.0基漿+0.3%小陽離子+0.3%大陽離子+0.5% JMHA+0.4%銨鹽+0.5%CaO36.513.5/0.290.5/0.541.035.06.0基漿+0.5%

14、小陽離子+0.5%大陽離子+0.5% JMHA+0.4%銨鹽+0.5%CaO52.013.0/0.291.0/2.558.047.011.0基漿+0.5%小陽離子+0.4%大陽離子+0.5% 抗鹽降濾失劑+0.4%銨鹽+0.5%CaO40.510.5/0.290.5/0.543.037.06.0基漿+0.5%小陽離子+0.4%大陽離子+1.0%抗鹽降濾失劑+0.4%銨鹽+0.5%CaO43.06.5/0.290.5/1.545.039.06.0基漿+0.5%小陽離子+0.4%大陽離子+1.5%抗鹽降濾失劑+0.4%銨鹽+0.5%CaO46.06.3/0.290.5/1.548.041.07.0

15、上部地層配方優(yōu)選上部地層配方優(yōu)選（1 1）陽離子聚合物體系復配實驗）陽離子聚合物體系復配實驗 通過單劑的優(yōu)選，以大陽離子聚合物即高分子量聚丙烯酰胺作為包被絮凝劑，以小分子量以大陽離子聚合物即高分子量聚丙烯酰胺作為包被絮凝劑，以小分子量的陽離子有機化合物作為泥頁巖抑制劑，以銨鹽、的陽離子有機化合物作為泥頁巖抑制劑，以銨鹽、JMHA作為降失水劑，在下部井段加入作為降失水劑，在下部井段加入SMP、SMC、PSC、SPNH處理劑提高抗溫性，降低失水。處理劑提高抗溫性，降低失水。4、陽離子聚合物鉆井液體系、陽離子聚合物鉆井液體系 實驗方案FVSAPImL/mmPHGELPaAV mPa.SPV mPa.

16、SYPPa基漿+0.2%小陽離子+0.3%大陽離子+0.5%抑制性降失水劑(JMHA)+0.4%銨鹽+4%SAS+3%SPNH+2%PSC+1.5%SMC44.07.8/0.290.5/2.548.044.04.0基漿+0.3%小陽離子+0.3%大陽離子+0.5%抑制性降失水劑(JMHA)+0.4%銨鹽+4%SAS+3%SPNH+2%PSC+1.5%SMC45.07.2/0.290.5/3.053.048.05.0基漿+0.3%小陽離子+0.2%大陽離子+0.5%抑制性降失水劑(JMHA)+0.4%銨鹽+4%SAS+3%SPNH+2%PSC+1.5%SMC42.57.5/0.290.5/2.5

17、47.045.02.0基漿+0.2%小陽離子+0.2%大陽離子+0.5%抑制性降失水劑(JMHA)+0.4%銨鹽+4%SAS+3%SPNH+2%PSC+1.5%SMC37.06.5/0.290.5/2.045.042.03.0下部地層配方優(yōu)選下部地層配方優(yōu)選 通過優(yōu)選實驗法，優(yōu)選出以下室內基本配方：上部地層為：基漿上部地層為：基漿+0.5%+0.5%小陽離子小陽離子+0.4%+0.4%大陽離子大陽離子+1.0%+1.0%抗鹽降失水劑抗鹽降失水劑+0.4%+0.4%銨鹽銨鹽+0.5%CaO+0.5%CaO；下部地層為：基漿；下部地層為：基漿+0.2%+0.2%小小陽離子陽離子+0.2%+0.2%

18、大陽離子大陽離子+0.5%+0.5%抑制性降失水劑抑制性降失水劑(JMHA)+0.4%(JMHA)+0.4%銨鹽銨鹽+4%SAS +3%SPNH+ +4%SAS +3%SPNH+ 2%PSC+1.5%SMC2%PSC+1.5%SMC。（2 2）保護油氣層實驗）保護油氣層實驗實驗方案實驗方案g/g/cmcm3 3FVFVS SAPIAPImL/mmmL/mmPHPHGELGELPaPaAV AV mPa.SmPa.SPV PV mPa.SmPa.SYPYPPaPa滲透率滲透率恢復值恢復值% %1：下部地層配方+2%細目碳酸鈣+鐵礦粉(加重)1.3032.06.8/0.290.5/2.038.53

19、3.05.52：1+1.0%油溶樹脂1.3033.06.5/0.291.0/2.040.535.05.565.343：1+1.5%油溶樹脂1.3034.06.5/0.291.0/2.041.035.06.076.704：1+2.0%油溶樹脂1.3035.06.0/0.291.0/2.543.037.06.084.315：1+2.5%油溶樹脂1.3036.06.0/0.291.0/2.543.537.06.584.35油氣層保護實驗油氣層保護實驗二、鉆井液體系適應性的技術評價和經(jīng)濟評價二、鉆井液體系適應性的技術評價和經(jīng)濟評價1、鉆井液體系優(yōu)選技術評價鉆井液體系優(yōu)選技術評價鉆井液完井液設計原則鉆井

20、液完井液設計原則鉆井液完井液鉆井液完井液體系選擇原則體系選擇原則 鉆井液完井液鉆井液完井液性能參數(shù)選擇性能參數(shù)選擇原則原則 根據(jù)不同油氣層性質選擇體系根據(jù)不同油氣層性質選擇體系 根據(jù)不同井的類型選擇體系根據(jù)不同井的類型選擇體系( (深探井、定向井、調整井等深探井、定向井、調整井等) )根據(jù)不同地層特點選擇體系根據(jù)不同地層特點選擇體系鉆井液密度的確定鉆井液密度的確定漏斗粘度漏斗粘度濾失性濾失性動切力動切力流變性流變性膨潤土含量膨潤土含量鉆井液完井液設計原則鉆井液完井液設計原則 區(qū)域探井和預探井：區(qū)域探井和預探井： 須選用不影響地質錄井、易于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)層的鉆井液體系，要須選用不影響地質錄井、易于發(fā)現(xiàn)產(chǎn)

21、層的鉆井液體系，要求泥漿的熒光度和密度低。求泥漿的熒光度和密度低。生產(chǎn)井：生產(chǎn)井： 主要目的主要目的是保護好油氣層和提高鉆速。是保護好油氣層和提高鉆速。調整井：調整井： 主要特點主要特點是地層壓力高。一般選分散鉆井液。是地層壓力高。一般選分散鉆井液。超深井：超深井： 特點：特點：高穩(wěn)高壓。高穩(wěn)高壓。對鉆井液的要求對鉆井液的要求：熱穩(wěn)定性好；高壓差：熱穩(wěn)定性好；高壓差下對濾餅的可壓縮性好。下對濾餅的可壓縮性好。定向井和水平井：定向井和水平井： 特點：特點：易發(fā)生卡鉆。易發(fā)生卡鉆。要求：要求：防塌、防卡。防塌、防卡。u根據(jù)油氣井的類型選擇鉆井液體系根據(jù)油氣井的類型選擇鉆井液體系鹽膏層：鹽膏層： 如

22、果鹽膏層很薄選用抗鹽、鈣處理劑，使性能達到穩(wěn)定；如果鹽膏層很薄選用抗鹽、鈣處理劑，使性能達到穩(wěn)定；預先轉化為鹽水體系。如果鹽膏層很厚處理辦法有：用油基鉆預先轉化為鹽水體系。如果鹽膏層很厚處理辦法有：用油基鉆井液；用飽和鹽水鉆井液體系。井液；用飽和鹽水鉆井液體系。易塌地層：易塌地層： 首先分析井塌的原因，采用首先分析井塌的原因，采用防塌鉆井液防塌鉆井液。易漏失地層：易漏失地層： 應采用應采用以防漏為主以防漏為主的措施。的措施。易卡鉆地層：易卡鉆地層： 要求鉆井液要有合理的密度、較低的潤滑性和固含量。要求鉆井液要有合理的密度、較低的潤滑性和固含量。根據(jù)儲層性質選擇體系：根據(jù)儲層性質選擇體系： 總的

23、原則：根據(jù)儲層類型、壓力系數(shù)、儲層滲透率、完井總的原則：根據(jù)儲層類型、壓力系數(shù)、儲層滲透率、完井方法和潛在損害原因來選擇，要求滲透率恢復率大于方法和潛在損害原因來選擇，要求滲透率恢復率大于85%等。等。 u根據(jù)地層特點選擇鉆井液體系根據(jù)地層特點選擇鉆井液體系u選擇鉆井液完井液的一般原則選擇鉆井液完井液的一般原則 配方、維護方法、配方、維護方法、調整建議、相似度、調整建議、相似度、抗溫抗鹽及礦化度抗溫抗鹽及礦化度提示等。提示等。鉆井液類型推鉆井液類型推薦的性能參數(shù)薦的性能參數(shù)用戶參用戶參數(shù)輸入數(shù)輸入實例庫實例庫知識庫知識庫推理步驟圖推理步驟圖 在鉆井液完井液體系、配方與性能方面，使用了在鉆井液完

24、井液體系、配方與性能方面，使用了基于規(guī)則基于規(guī)則推理推理和和基于實例推理基于實例推理相結合的推理方法；在知識表達上，采用相結合的推理方法；在知識表達上，采用框架框架和和規(guī)則規(guī)則表示方法相結合的集成表示方法。表示方法相結合的集成表示方法。技術評價模型技術評價模型a.基于規(guī)則推理基于規(guī)則推理的產(chǎn)生式鉆井液知識模型 IF ( A1A2.An) THEN ( B1B2. Bn)A1A2.AnA1A2.An：稱為規(guī)則的：稱為規(guī)則的條件部分條件部分包括油田、區(qū)塊、井別、井型、開鉆次序、井段深度、鉆穿地層、特殊地包括油田、區(qū)塊、井別、井型、開鉆次序、井段深度、鉆穿地層、特殊地層情況、可能的復雜情況，井斜、位

25、移等約束條件。層情況、可能的復雜情況，井斜、位移等約束條件。B1B2. Bn:B1B2. Bn:稱為稱為操作部分操作部分包括鉆井液類型和參數(shù)范圍包括鉆井液類型和參數(shù)范圍( (密度、漏斗粘度、密度、漏斗粘度、APIAPI失水、泥餅厚度、失水、泥餅厚度、pHpH值、值、含砂量、含砂量、HTHPHTHP失水、磨阻系數(shù)、初切、終切、塑性粘度、動切力、膨潤土失水、磨阻系數(shù)、初切、終切、塑性粘度、動切力、膨潤土含量含量) )。If油田油田=大港油田大港油田and區(qū)塊區(qū)塊=非含石膏區(qū)塊非含石膏區(qū)塊and地層地層明化鎮(zhèn)地層明化鎮(zhèn)地層and井別井別=開發(fā)開發(fā)井井a(chǎn)nd井型井型=定向井定向井a(chǎn)nd開鉆次序開鉆次序

26、=三開三開and井段深度井段深度2500m and 40井斜井斜60 and位移位移1500mThen鉆井液類型鉆井液類型=有機硅鉆井液有機硅鉆井液7 and漏斗粘度漏斗粘度=4560 S and API失水失水5ml and 泥餅厚度泥餅厚度0.5mm and PH值值=910 and 含砂量含砂量0.3% and HTHP失水失水15ml and 磨阻系數(shù)磨阻系數(shù)0.08 and 初切初切3.55.5Pa and 終切終切=1018Pa and 動切力動切力=1020Pa and 塑性粘度塑性粘度=1525 mPa and 膨潤土含量膨潤土含量90 g/L。用邏輯語言描述如下：b.基于實例

27、推理基于實例推理的框架式鉆井液知識模型 框架名槽名1側面名11 （值111，值112，） 側面名12 （值121，值122，） 槽名2側面名21 （值211，值212，） 側面名22 （值221，值222，） 實例1鉆井液類型 （低固相KCL聚合物鉆井液）鉆井液參數(shù) 密度 （下限：1.15，上限：1.20） 漏斗粘度 （下限：40，上限：60） API失水 （下限：0，上限：6） 泥餅厚度 （下限：0，上限：0.5） 鉆井液配方 KCL （下限：5%，上限：7%） CMC(中) （下限：0.3%，上限：0.5%） NH4-HPAN （1.0%） PAC141 （下限：0.3%，上限：0.5%）

28、 流型調節(jié)劑 （下限：0.2%，上限：0.4%） 抗鹽降濾失劑（下限：1%，上限：2%） 磺化瀝青 （下限：2%，上限：3%） KHm （下限：2%，上限：3%） 用邏輯語言描述如下：配方：配方：5-7%KCL+0.3-0.5%CMC(中中)+1.0%NH4-HPAN+0.3-0.5%PAC141+0.2-0.4%流型調節(jié)劑流型調節(jié)劑+1-2%抗鹽降濾失劑抗鹽降濾失劑+降粘劑降粘劑+2-3%磺化瀝青磺化瀝青+2-3%KHm+2-3%SMP+8.0%原油原油+0.3%乳化劑乳化劑+極壓潤滑劑極壓潤滑劑+NaOH+加重劑加重劑(按鉆井液密度和體積計量按鉆井液密度和體積計量)+油層保護劑油層保護劑所

29、屬鉆井液類型：所屬鉆井液類型：低固相低固相KCL聚合物鉆井液聚合物鉆井液;密度：密度：1.15-1.20 g/cm3 (按設計按設計);漏斗粘度漏斗粘度: 40-60 S;API失水失水: 6 mL;泥餅厚度泥餅厚度: 0.5 mm;pH值值: 8-10;含砂量含砂量: 0.3%;HTHP失水失水: 15 mL；磨阻系數(shù)磨阻系數(shù): 0.08；初切初切: 1.5-5.0 Pa；終切終切: 5.0-15 Pa；塑性粘度塑性粘度: 10-16 mPa.S；動切力：動切力：8-12 Pa；膨潤土含量：膨潤土含量：45 g/L。表示舉例SDSD兩個系統(tǒng)的總相似度值；兩個系統(tǒng)的總相似度值； 主關鍵要素的相

30、似度值；主關鍵要素的相似度值； 一般特征要素的相似度值；一般特征要素的相似度值； 一般特征要素的權重；一般特征要素的權重； 、 要素的個數(shù)。要素的個數(shù)。pjqjwlkk1iiiwqPSD 將特征分為關鍵特征將特征分為關鍵特征(鉆井液類型鉆井液類型)和一般特征和一般特征(性能參數(shù)性能參數(shù))，排除了系統(tǒng)因，排除了系統(tǒng)因一個不重要特征因素檢索到大量不相關的范例的可能性，克服傳統(tǒng)公式計算一個不重要特征因素檢索到大量不相關的范例的可能性，克服傳統(tǒng)公式計算相似度不足的地方。相似度不足的地方。 權值的引入，實現(xiàn)了部分匹配權值的引入，實現(xiàn)了部分匹配c.鉆井液配方匹配模型 相似度相似度SD(Similarity

31、 Degree)的確定是基于實例推理系統(tǒng)的一個非常困難的問題。的確定是基于實例推理系統(tǒng)的一個非常困難的問題。本系統(tǒng)本系統(tǒng)采用模糊相似比進行相似度計算及度量的方法采用模糊相似比進行相似度計算及度量的方法。相似度比較模型相似度比較模型 本系統(tǒng)的推理診斷過程可以分成兩部：本系統(tǒng)的推理診斷過程可以分成兩部：第一步是基于規(guī)則推理，第一步是基于規(guī)則推理，第二步是基于實例推理第二步是基于實例推理。 第一步第一步推理所需要的參數(shù)包括了：油田、區(qū)塊、地層、特殊地推理所需要的參數(shù)包括了：油田、區(qū)塊、地層、特殊地層、復雜情況、井別、井型、開鉆次序、井段深度、井斜、位移。層、復雜情況、井別、井型、開鉆次序、井段深度、

32、井斜、位移。推理的結果是一個或者多個鉆井液類型，另外包含參數(shù)范圍推理的結果是一個或者多個鉆井液類型，另外包含參數(shù)范圍：密度、：密度、漏斗粘度、漏斗粘度、APIAPI失水、泥餅厚度、失水、泥餅厚度、pHpH值、含砂量、值、含砂量、HTHPHTHP失水、磨阻系失水、磨阻系數(shù)、初切、終切、塑性度、動切力、膨潤土含量。每一個參數(shù)會有數(shù)、初切、終切、塑性度、動切力、膨潤土含量。每一個參數(shù)會有一個權值，設計者可以根據(jù)經(jīng)驗分配其大小，一個權值，設計者可以根據(jù)經(jīng)驗分配其大小，( (推理系統(tǒng)最初給出的推理系統(tǒng)最初給出的權值是平均分配的權值是平均分配的) )。 第二步是根據(jù)鉆井液類型和最終用戶確定的性能參數(shù)來確定

33、最第二步是根據(jù)鉆井液類型和最終用戶確定的性能參數(shù)來確定最有價值的鉆井液配方，同時給出相應的調整建議和鉆井過程中的維有價值的鉆井液配方，同時給出相應的調整建議和鉆井過程中的維護方法護方法。d.技術評價步驟 鉆井實用鉆井液及參數(shù)鉆井實用鉆井液及參數(shù)軟件設計的鉆井液及參數(shù)軟件設計的鉆井液及參數(shù)備注備注鉆井液類型鉆井液類型硅基防塌鉆井液硅基防塌鉆井液鉆井液類型鉆井液類型硅基防塌鉆井液硅基防塌鉆井液符合符合密度，密度，gcm-31.151.25密度，密度，gcm-31.201.25下限偏大下限偏大漏斗粘度，漏斗粘度，S4055 漏斗粘度，漏斗粘度，S4055符合符合API失水，失水，ml 6 API失水

34、，失水，ml 6符合符合泥餅厚度泥餅厚度,mm 0.5 泥餅厚度泥餅厚度,mm 0.5符合符合含砂量，含砂量，% 0.3含砂量，含砂量，% 0.3符合符合pH值值810pH值值810符合符合HTHP失水，失水，ml 15HTHP失水，失水，ml 15符合符合摩阻系數(shù)摩阻系數(shù) 0.10摩阻系數(shù)摩阻系數(shù) 0.10符合符合初切，初切，Pa0.52.0 初切，初切，Pa0.52.0符合符合終切，終切，Pa2.05.0 終切，終切，Pa2.05.0符合符合塑性粘度塑性粘度,mPas1014塑性粘度塑性粘度,mPas10-14符合符合動切力動切力,Pa57動切力動切力,Pa57符合符合膨潤土含量，膨潤土含

35、量，g/L/膨潤土含量，膨潤土含量，g/L/相似度相似度0.92鉆井液體系、參數(shù)設計對照表鉆井液體系、參數(shù)設計對照表 2、鉆井液體系優(yōu)選經(jīng)濟評價鉆井液體系優(yōu)選經(jīng)濟評價對采用技術評價優(yōu)選的鉆井液體系，進一步計算對采用技術評價優(yōu)選的鉆井液體系，進一步計算凈現(xiàn)值凈現(xiàn)值、凈現(xiàn)值比率凈現(xiàn)值比率(NPVR)、內部收益率內部收益率(IRR)、外部收益率外部收益率、折算動態(tài)投資回收期折算動態(tài)投資回收期、經(jīng)濟指標。從而優(yōu)選出技術上可行、經(jīng)濟效益上合理的鉆井液體系，并對優(yōu)選經(jīng)濟指標。從而優(yōu)選出技術上可行、經(jīng)濟效益上合理的鉆井液體系，并對優(yōu)選結果進行排序。結果進行排序。名稱名稱單價單價(元元/噸噸)CaO474羧甲

36、基纖維素鈉鹽羧甲基纖維素鈉鹽(HV-CMC)17604羧甲基纖維素鈉鹽羧甲基纖維素鈉鹽(LV-CMC)17064羧甲基纖維素鈉鹽羧甲基纖維素鈉鹽(MV-CMC)15228.有機硅腐植酸鉀有機硅腐植酸鉀5200GWJ硅穩(wěn)定劑硅穩(wěn)定劑6868以以x井為例說明：井為例說明： 開鉆次序開鉆次序一開一開二開二開三開三開四開四開鉆頭尺寸鉆頭尺寸mmmm660.4660.4444.5444.5311.1311.1215.9215.9井段井段m m0-3000-300300-1103300-11031103-36241103-36243624-43233624-4323井筒容積井筒容積m m3 3909025

37、3.00253.00404.00404.00234.00234.00鉆井液用量鉆井液用量m m3 3210.00210.00380.00380.00530.00530.00260.00260.00儲備鉆井液儲備鉆井液密度密度g/cmg/cm3 31.351.35體積體積m m3 36060材料名稱材料名稱用用 量量 ( (噸噸) )合計合計（噸）（噸）純堿純堿0.500.500.500.501.001.001.001.003.003.00HV-CMCHV-CMC0.500.500.500.501.001.001.001.003.003.00甲酸鹽甲酸鹽/ / /20.0020.0020.002

38、0.0040.0040.00抗鹽膨潤土抗鹽膨潤土7.007.007.007.0012.0012.0010.0010.0036.0036.00片堿片堿/ /1.501.504.004.004.004.009.509.50正電聚醇正電聚醇/ / /3.003.004.004.007.007.00NH4-HPANNH4-HPAN/ /1.501.504.504.50/ /6.006.00材料名稱材料名稱用用 量（噸）量（噸） 合計（噸）合計（噸）KPAMKPAM/ /0.500.503.003.00/ /3.503.50腐鉀（腐鉀（HFT-201HFT-201）/ /2.002.007.007.00

39、/ /9.009.00增粘降濾失劑增粘降濾失劑/ / /5.005.004.004.009.009.00HF-PSHF-PS/ / /3.003.002.502.505.505.50抗鹽抗高溫降濾失劑抗鹽抗高溫降濾失劑/ / /9.009.007.007.0016.0016.00輔助抑制劑輔助抑制劑/ / /1.501.501.501.503.003.00環(huán)保降濾失劑環(huán)保降濾失劑/ / /5.005.004.004.009.009.00液體消泡劑液體消泡劑/ / /1.001.001.001.002.002.00流型調節(jié)劑流型調節(jié)劑/ / /1.001.001.501.502.502.50低熒

40、光低熒光SASSAS/ / /2.002.004.004.006.006.00多元聚醚潤滑劑多元聚醚潤滑劑/ / /4.004.005.005.009.009.00隨鉆堵漏劑隨鉆堵漏劑/ / /1.001.001.001.002.002.00殺菌劑殺菌劑/ / /1.001.001.001.002.002.00重晶石重晶石50.0050.0010.0010.0060.0060.00攜砂粉攜砂粉10.0010.0010.0010.0020.0020.00塑料球潤滑劑塑料球潤滑劑/ /2.002.002.002.002.002.006.006.00鉆井液材料費用設計鉆井液材料費用設計:序序 號號

41、名名 稱稱 數(shù)數(shù) 量量( (噸噸) )單單 價價 ( (元元) )金金 額額 ( (元元) )1 1純堿純堿3.003.001914.001914.005742.005742.002 2HV-CMCHV-CMC3.003.0015745.6015745.6047236.8047236.803 3甲酸鹽甲酸鹽40.0040.003024.003024.00120960.00120960.004 4抗鹽膨潤土抗鹽膨潤土36.0036.00648.00648.0023328.0023328.005 5片堿片堿9.509.502052.002052.0019494.0019494.006 6正電聚醇正

42、電聚醇7.007.0024840.0024840.00173880.00173880.007 7NH4-HPANNH4-HPAN6.006.005076.005076.0030456.0030456.008 8KPAMKPAM3.503.5014688.0014688.0051408.0051408.009 9腐鉀（腐鉀（HFT-201HFT-201）9.009.002620.802620.8023587.2023587.201010增粘降濾失劑增粘降濾失劑9.009.0018000.0018000.00162000.00162000.00序序 號號 名名 稱稱 數(shù)數(shù) 量量( (噸噸) )單單

43、 價價 ( (元元) )金金 額額 ( (元元) )1111HF-PSHF-PS5.505.5025920.0025920.00142560.00142560.001212抗鹽抗高溫降濾失劑抗鹽抗高溫降濾失劑16.0016.007900.007900.00126400.00126400.001313輔助抑制劑輔助抑制劑3.003.0025000.0025000.0075000.0075000.001414環(huán)保降濾失劑環(huán)保降濾失劑9.009.0015000.0015000.00135000.00135000.001515液體消泡劑液體消泡劑2.002.0011880.0011880.002376

44、0.0023760.001616流型調節(jié)劑流型調節(jié)劑2.502.5038000.0038000.0095000.0095000.001717低熒光低熒光SASSAS6.006.009720.009720.0058320.0058320.001818多元聚醚潤滑劑多元聚醚潤滑劑9.009.0011000.0011000.0099000.0099000.001919隨鉆堵漏劑隨鉆堵漏劑2.002.009000.009000.0018000.0018000.002020殺菌劑殺菌劑2.002.0013284.0013284.0026568.0026568.002121重晶石重晶石60.0060.00

45、510.64510.6430638.4030638.402222攜砂粉攜砂粉20.0020.001846.801846.8036936.0036936.002323塑料球潤滑劑塑料球潤滑劑6.006.0012960.0012960.0077760.0077760.00合計合計1678734.841678734.841 1、國內外保護油氣層工程技術措施、國內外保護油氣層工程技術措施 （1）暫堵技術）暫堵技術暫堵技術是減輕油氣層損害的重要方法暫堵技術是減輕油氣層損害的重要方法，在鉆井完井液中加入各在鉆井完井液中加入各種新堵劑既可以改善濾餅質量，減少濾失量，抑制粘土水化膨脹，又可有效種新堵劑既可以改

46、善濾餅質量，減少濾失量，抑制粘土水化膨脹，又可有效控制固相侵入油氣層，在現(xiàn)場應用中已取得良好的效果?？刂乒滔嗲秩胗蜌鈱?，在現(xiàn)場應用中已取得良好的效果。新近發(fā)展新近發(fā)展的暫堵技術有：的暫堵技術有：a、堿溶性微米級纖維素暫堵技術、堿溶性微米級纖維素暫堵技術b、固相顆粒多組分濾失模型、固相顆粒多組分濾失模型c、高滲儲層暫堵技術、高滲儲層暫堵技術 d、D90暫堵技術暫堵技術三、保護油氣層鉆井完井液體系研究三、保護油氣層鉆井完井液體系研究（2）粘土或儲層穩(wěn)定劑）粘土或儲層穩(wěn)定劑 當粘土與低礦化度溶液接觸時膨脹型粘土將水吸入晶格使體積增大，當粘土與低礦化度溶液接觸時膨脹型粘土將水吸入晶格使體積增大，縮小孔

47、隙；非膨脹型粘土發(fā)生移動、運移、和沉淀而堵塞孔道損害儲層，縮小孔隙；非膨脹型粘土發(fā)生移動、運移、和沉淀而堵塞孔道損害儲層，需用粘土穩(wěn)定劑穩(wěn)定粘土及儲層需用粘土穩(wěn)定劑穩(wěn)定粘土及儲層。 理想的粘土或儲層穩(wěn)定劑應該具有以下特性：理想的粘土或儲層穩(wěn)定劑應該具有以下特性：a、分子質量應低且顆粒均勻分子質量應低且顆粒均勻b、在砂巖表面具有作潤濕性，以降低含水飽和度。在砂巖表面具有作潤濕性，以降低含水飽和度。c、粘土表面粘土表面SiO2有強親和力有強親和力d、分子應具有適當?shù)年栯x子電荷分子應具有適當?shù)年栯x子電荷（3）解堵技術）解堵技術 油層堵塞問題較為普遍，油層堵塞問題較為普遍，解堵技術已成為當前保護油氣層

48、、提解堵技術已成為當前保護油氣層、提高產(chǎn)量及提高采收率的重要方法高產(chǎn)量及提高采收率的重要方法。 a、化學解堵：、化學解堵： 氧化型解堵劑；復合解堵酸氧化型解堵劑；復合解堵酸 ；二氧化氯；二氧化氯 b、物理解堵：、物理解堵：高溫熱處理高溫熱處理（4）互溶劑）互溶劑 從水濕向油濕變化對油氣層損害嚴重從水濕向油濕變化對油氣層損害嚴重。水包油乳狀液可利用水溶水包油乳狀液可利用水溶液、互溶劑與表面活性劑混合液分解，而油包水乳狀液可利用芳香族溶劑與液、互溶劑與表面活性劑混合液分解，而油包水乳狀液可利用芳香族溶劑與互溶劑的混合液進行分解。互溶劑的混合液進行分解。（5）防垢及溶垢技術）防垢及溶垢技術 無機垢無

49、機垢是從改變條件的溶劑或與不相配伍的水混合而析出的；是從改變條件的溶劑或與不相配伍的水混合而析出的；有機垢有機垢是壓力溫度降低時重烴沉淀而形成的產(chǎn)物。是壓力溫度降低時重烴沉淀而形成的產(chǎn)物。垢存在于油管孔眼或地層中，垢存在于油管孔眼或地層中，影響原油產(chǎn)量或注入量影響原油產(chǎn)量或注入量。（6）緩沖溶液）緩沖溶液 緩沖溶液主要是控制緩沖溶液主要是控制pH值在值在8以下，緩沖鹽水以下，緩沖鹽水pH值最大至值最大至8以以防止高防止高嶺石破碎形成細粒狀礦物，造成地層損害嶺石破碎形成細粒狀礦物，造成地層損害，加入氯化銨或硫酸銨緩沖劑可，加入氯化銨或硫酸銨緩沖劑可防止高防止高pH值時硅酸鹽分解。值時硅酸鹽分解。

50、2、國內外保護油氣層鉆井完井液體系國內外保護油氣層鉆井完井液體系 （1 1）無侵入鉆井完井液體系及處理劑）無侵入鉆井完井液體系及處理劑暴露的巖石表面迅速形成低滲透屏障膜，體系濾失量接近暴露的巖石表面迅速形成低滲透屏障膜，體系濾失量接近于零，具有封堵作用，抑制性強，能有效保護油氣層。于零，具有封堵作用，抑制性強，能有效保護油氣層。適用性：適用性：無論是低滲透率地層還是高滲透率地層，無侵入鉆井完井液體系均能有無論是低滲透率地層還是高滲透率地層，無侵入鉆井完井液體系均能有效防止地層損害。效防止地層損害。功能：功能：濾失量接近于零，具有封堵作用，抑制性強，能有效保護油氣層濾失量接近于零，具有封堵作用，

51、抑制性強，能有效保護油氣層。 是解決鉆進壓力衰竭地層、裂縫發(fā)育地層、破碎或弱膠結性地層、低滲儲層及深井長裸眼大段復雜泥頁巖和多套壓力層系等地層的壓差卡鉆、鉆井液漏失和井壁垮塌等復雜問題以及油氣層損害問題的關鍵技術。 固含要求：固含要求：具有超低固相質量濃度具有超低固相質量濃度(低于低于28.4g/L)，對固控設備要求較高。，對固控設備要求較高。（2）硅酸鹽鉆井完井液）硅酸鹽鉆井完井液作用機理：作用機理：硅酸鹽尺寸分布寬，硅酸鹽尺寸分布寬，通過吸附擴散堵塞井壁裂縫、孔洞從而抑制泥頁巖膨通過吸附擴散堵塞井壁裂縫、孔洞從而抑制泥頁巖膨脹和分散脹和分散。硅酸鹽與粘土礦物表面有強烈的超分子化學吸附，可使

52、粘土礦。硅酸鹽與粘土礦物表面有強烈的超分子化學吸附，可使粘土礦物膠結成牢固整體。物膠結成牢固整體。優(yōu)點：優(yōu)點：與多數(shù)處理劑具有與多數(shù)處理劑具有良好的配伍性，無毒且抑良好的配伍性，無毒且抑制性強，抗溫性好，濾失制性強，抗溫性好，濾失量低。量低。固控要求：固控要求：由于該體系存在流變性較難調整，摩阻力較大等問題，因此固控由于該體系存在流變性較難調整，摩阻力較大等問題，因此固控要求高，要求低固含。要求高，要求低固含。硅酸鹽鉆井完井液能夠穩(wěn)定各種硅酸鹽鉆井完井液能夠穩(wěn)定各種復雜地層，具有類似于油基鉆井復雜地層，具有類似于油基鉆井液的優(yōu)良抑制穩(wěn)定性。液的優(yōu)良抑制穩(wěn)定性。特點：特點：具有毒性低、有機物含量

53、高且某些組份易被生物降解的特點。具有毒性低、有機物含量高且某些組份易被生物降解的特點。（3）聚合醇）聚合醇(PEM)鉆井完鉆井完井液井液(a)穩(wěn)定井眼穩(wěn)定井眼(b)鉆速快鉆速快(c)良好的潤滑性良好的潤滑性(d)減輕地層損害減輕地層損害(e)防止和消除鉆頭泥包防止和消除鉆頭泥包(f)在經(jīng)濟上的優(yōu)越性在經(jīng)濟上的優(yōu)越性(g)對環(huán)境影響小對環(huán)境影響小優(yōu)點：優(yōu)點：固控要求：固控要求：盡量清除巖屑，提高鉆速，盡量發(fā)揮該體系的優(yōu)點。盡量清除巖屑，提高鉆速，盡量發(fā)揮該體系的優(yōu)點。（4）甲基葡萄糖甙）甲基葡萄糖甙(MEG)鉆井完鉆井完井液井液優(yōu)點：優(yōu)點：強抑制泥頁巖水化性能；良好的潤滑性能；強抑制泥頁巖水化性

54、能；良好的潤滑性能；環(huán)境可接受性好，具有生物降解性；環(huán)境可接受性好，具有生物降解性；良好的穩(wěn)定性；可有效保護油氣層，鉆速高；良好的穩(wěn)定性；可有效保護油氣層，鉆速高；井眼規(guī)則，井徑擴大率較鄰井低，油層段井徑擴大率低。井眼規(guī)則，井徑擴大率較鄰井低，油層段井徑擴大率低。適用性：適用性：目前，目前，MEG鉆井完井液在國外得到了廣泛的應用，大量用于水平井鉆井完井液在國外得到了廣泛的應用，大量用于水平井和大位移井鉆井。和大位移井鉆井。 固控要求：固控要求：盡量清除巖屑，減小盡量清除巖屑，減小MEG的消耗，更有利于發(fā)揮的消耗，更有利于發(fā)揮MEG的優(yōu)點。的優(yōu)點。機理：機理：甲基葡萄糖甙甲基葡萄糖甙(MEG)可

55、以吸附在井壁巖石和鉆屑上，在井壁巖石和鉆可以吸附在井壁巖石和鉆屑上，在井壁巖石和鉆屑上形成一層吸附膜，將巖石和水隔開。屑上形成一層吸附膜，將巖石和水隔開。（5）全油基鉆井完井液）全油基鉆井完井液優(yōu)點：優(yōu)點：剪切稀釋性好；乳化穩(wěn)定性好；攜屑能力強；化學劑成本低；可提剪切稀釋性好；乳化穩(wěn)定性好；攜屑能力強；化學劑成本低；可提高鉆速；良好的潤滑性；保護油氣層等。高鉆速；良好的潤滑性；保護油氣層等。適用性：適用性：在防塌、防卡、防漏等方面能起到良好作用，可抗鹽層及粘土污在防塌、防卡、防漏等方面能起到良好作用，可抗鹽層及粘土污染，耐溫染，耐溫220以上，防止粘土膨脹保持井壁穩(wěn)定，以上，防止粘土膨脹保持井

56、壁穩(wěn)定，適用于水平適用于水平井、大位移井鉆井。井、大位移井鉆井。 固控要求：固控要求：盡量清除巖屑，提高全油基鉆井完井液的鉆速。盡量清除巖屑，提高全油基鉆井完井液的鉆速。（6）合成基鉆井完井液）合成基鉆井完井液優(yōu)點：優(yōu)點：對環(huán)境無害；可在寒冷地區(qū)使用；其液相粘度比礦物油高；熱穩(wěn)定對環(huán)境無害；可在寒冷地區(qū)使用；其液相粘度比礦物油高；熱穩(wěn)定性好；鉆屑清除容易；較強的抑制性和井眼穩(wěn)定性，較好的潤滑性；保護性好；鉆屑清除容易；較強的抑制性和井眼穩(wěn)定性，較好的潤滑性；保護油層效果良好。油層效果良好。固控要求：固控要求：盡量清除巖屑，提高鉆速，盡量發(fā)揮該體系的優(yōu)點。盡量清除巖屑，提高鉆速，盡量發(fā)揮該體系的優(yōu)點。（7）低密度鉆井液）低密度鉆井液(a)水包油鉆井液水包油鉆井液(b)微泡沫鉆井液微泡沫鉆井液微泡沫鉆井液是一種低密度鉆井液體系。微泡沫鉆井液是一種低密度鉆井液體系。特點：特點：能夠產(chǎn)生低于水的表觀密度，在低壓地層中產(chǎn)生微泡膨脹能夠產(chǎn)生低于水的表觀密度，在低壓地層中產(chǎn)生微泡膨脹橋堵孔隙，保護油氣層，提高勘探開發(fā)的綜合效益。橋堵孔隙，保護油氣層，提高勘探開發(fā)的綜合效益。適合大港油田低壓油氣藏特點的穩(wěn)定性泡沫鉆井液體系的基本配適合