冲洗液在聚合物驱油田固井中的应用研究

杨波（长江大学研究生院，湖北 荆州 434023）

张猛（长江大学石油工程学院，湖北 武汉 430100）

聚合物驱（以下简称“聚驱”）油田调整井固井时，注入地层中的聚合物及地层流体混合物侵入水泥浆后，使水泥浆增稠、流动性降低，从而降低固井顶替效率，最终影响固井质量。为提高固井质量，必须使用冲洗液将井壁冲洗干净。

1 冲洗液组成

冲洗液主剂配方：聚合物悬浮剂＋表面活性剂＋有机溶剂＋矿物油。

冲洗液CX－W21L体系配方：水＋冲洗液主剂＋加重剂。

配制不同密度冲洗液的推荐加量见表1。

表1 不同密度隔离液的推荐加量

2 冲洗液的性能评价

2.1 稳定性试验

对密度1.10～1.40g／cm3的冲洗液进行沉降稳定性评价试验，结果见表2。

由表2 可知，冲洗液体系上下密度差在0.015g／cm3以内，冲洗液沉降稳定性好。冲洗液中含有悬浮能力很强的聚合物悬浮剂，有利于提高冲洗液稳定性、降低失水量、增强冲洗液携带泥饼能力等性能。

表2 冲洗液沉降稳定性试验数据表（80℃／24h）

2.2 冲洗试验

评价方法是利用六速旋转黏度计，首先确定泵速与流变仪转速的关系，固井冲洗时，为使流体达到紊流，通常泵速需达1.0m／s以上，流变仪转子周长为13cm＝0.13m，泵速1.0m／s相当于流变仪转速：1.0m／s÷0.13m×60s＝461.5r／min。因此，确定六速旋转黏度计转速为300r／min。

先将质量浓度450mg／L的聚合物溶液、水基泥浆、油基泥浆和冲洗液在80°C 温度下恒温养护，在六速旋转黏度计转子上贴500号砂纸；将搅拌好的450 mg／L 的聚合物溶液、泥浆倒入浆杯，用以300r／min的转速转5min，使500号砂纸表面粘上质量浓度为450mg／L的聚合物溶液、泥浆。然后，换装冲洗液浆杯，用300r／min的转速清洗一定时间；观察砂纸表面质量浓度为450mg／L 的聚合物溶液、泥浆是否被清洗干净，由此来判断清洗效果，再利用下式计算冲洗率：

式 中：mf为粘泥浆圆筒冲洗后的质量，g；mt为粘附泥浆圆筒的总质量，g；mn为未粘泥浆的圆筒净重，g。

表3是冲洗试验结果。由表3可以看出，冲洗液能冲洗掉井壁上的聚合物，可以有效地提高水泥环与界面的胶结质量。冲洗液以紊流状态冲刷井壁，清除井壁虚泥饼和油污，改善界面胶结质量，提高界面胶结强度，以达到提高第一、二界面胶结强度的目的，从而进一步提高固井质量。

表3 CX－W21L冲洗液冲洗聚合物溶液、水基泥浆、油基泥浆的效果（80℃）

2.3 界面胶结强度试验

利用界面胶结强度试验评价装置，在模拟套管外粘上质量浓度为450mg／L 的聚合物溶液及泥浆，然后放入特定质量分数的冲洗液中冲洗，测试冲洗率达95%以上所用时间，再将模拟套管放置到已准备好的装置中，将水泥浆注入环空中，随后放入水浴中养护，24h以后取出，利用界面胶结强度试验评价装置测量模拟套管界面胶结的强度，结果见表4。模拟试验结果表明，未冲洗的界面胶结强度为0.01MPa，冲洗后的界面胶结强度较未冲洗的界面胶结强度提高了289%以上，满足油气井注水泥冲洗液使用方法要求。

表4 界面强度试验数据

2.4 相容性试验

按API相容性检测方法，进行了冲洗液与质量浓度450mg／L 的聚合物溶液、水基泥浆、油基泥浆、隔离液和水泥浆的相容性试验，结果见表5。从试验结果可见，冲洗液与450mg／L的聚合物溶液、水基钻井液、油基钻井液、隔离液和水泥浆相容性良好，没有絮凝、增稠、沉淀的现象。冲洗液的相容性好。

表5 冲洗液与聚合物溶液、水基泥浆、油基泥浆、隔离液、水泥浆的相容性试验（80℃）

3 固井冲洗液现场施工工艺与试验效果

3.1 固井冲洗液现场配制与注入方法

一是依据固井施工方案所制定的固井冲洗液注入数量和密度要求计算药品用量，做好配制固井冲洗液的材料准备。二是现场配制。固井提供1个4m3容积带搅拌器的固井专用水罐和1台水泥车到达钻井队现场，向固井专用水罐中加入冲洗液主剂400kg，然后将其注满水，开启固井专用水罐的搅拌器进行混配搅拌。三是在固井施工注入时，单独由配制固井冲洗液的水泥车注入。

3.2 固井冲洗液现场试验效果

冲洗液在双河聚驱油田固井现场试验实施5口井，固井质量合格。试验情况见表6。从表6可见，固井冲洗液流变性好，冲洗液流性指数大于0.87、冲洗液稠度系数小于0.27Pa·sn，实际注替排量在1.0m3／min左右时，冲洗液完全达到紊流状态，提高了顶替效率，可有效地提高和改善一、二界面水泥环胶结强度和胶结质量，固井质量合格，达到有效封隔油气水层的目的，为下一步试油、开采提供固井方面的技术保证。

表6 1.0g／cm3 冲洗液现场试验情况

4 结论

1）冲洗液CX－W21L静止24h后上下密度差小于0.015g／cm3，体系悬浮稳定性好。

2）冲洗液CX－W21L冲洗5～8min的冲洗率可达到96%以上，体系冲洗效率高，有利于改善界面胶结强度。

3）冲洗液CX－W21L体系与聚合物溶液（质量浓度450mg／L）、隔离液、水泥浆和钻井液具有良好的相容性，现场试验表明，有利于提高固井顶替效率，改善固井质量。