超低渗砂岩储层钻井液损害机理分析及解决方法——以库车北部构造带吐格尔明段为例

超低渗储层物性较差,在钻井过程中极易发生损害,致使储层渗透率下降。为深入剖析超低渗储层的钻井液损害情况,以塔里木油田吐格尔明段超低渗储层位研究对象,进行了钻井液损害机理的研究以及解决方案的设计。该层段钻井液损害值为54%~64%,对储层伤害较为严重。将钻井液损害细分为固相损害和液相损害两种方式,采用扫描电镜对污染端岩心切片进行比较观测,利用恒速压汞等手段方法定性定量分析不同损害类型对储层的影响的程度。结果表明:液相侵入为主要损害方式,所占比重约80%,固相侵入为次要损害方式,所占比重约20%。测定了固相侵入深度为25~30 mm。设计对照实验,提出了添加胶束封堵剂HSM、抑制剂HAS以及防水锁剂HAR-D等措施来解决液相侵入损害的问题,发现滤液损害降低了20%,水敏损害降低60%,水锁损害降低40%以上,数据证明了所提出的方案能够有效地降低钻井液对超低渗储层的伤害。

超深层裂缝性致密储层应力敏感性研究

致密砂岩储层的应力敏感性研究对指导致密油气藏开发生产意义重大。鉴于目前常规研究方法无法模拟高温、高压的真实地层环境,以及评价标准(行业标准SY/T 5358—2010)并不适用于致密岩心的实际情况,本文在模拟真实地层高温、高压条件下,采用塔里木盆地库车东部地区的致密砂岩天然岩心进行应力敏感性评价实验。通过对实验结果进行半对数化坐标处理,并采用不同函数模型进行拟合,发现强应力敏感性岩心的渗透率与有效应力的关系符合指数递减规律,相关系数均在90%以上;随着有效应力的增加,渗透率下降明显分为"先陡后缓"2段,临界压力分别为9.5 MPa和11.28 MPa,前半段体现致密砂岩裂缝渗透率的应力敏感性,后半段体现基质渗透率的应力敏感性;通过不同岩心拟合后的应力敏感性曲线的对比发现,前半段曲线越陡,岩心微裂缝越发育。分析岩心、岩石薄片、扫描电镜、全岩X射线衍射及压汞实验数据可知,高岭石含量越高,石英等刚性颗粒含量越低,微裂缝及片状喉道发育的储层往往更容易表现强应力敏感性。

扩张式封隔器接触力学行为及坐封效果评价

以K344-114型扩张式封隔器为研究对象,基于橡胶材料的Mooney-Rivlin本构模型,运用有限元分析方法按照封隔器坐封过程和坐封后两种工况,对封隔器的非线性接触力学行为进行了模拟研究,分析了坐封过程中施加载荷与轴向压缩距的关系以及坐封后的强度、接触应力和摩擦力校核。分析结果表明:在封隔器坐封过程中,中胶筒首先与套管发生接触,当压差达到一定值时胶筒扩张到与套管接触,封隔器完成坐封;坐封后胶筒的应力集中于胶筒的肩部;胶筒与套管之间的摩擦力、接触应力均能满足分层注水工艺设计要求,能够有效封隔15 MPa的层间压差。