适用于塔北地区防止地层损害的钻开油层完井液

介绍了塔北地区油气层特征、潜在损害因素及其作用机理,研制出YK型钻开油层完井液体系及相应的施工措施。室内静、动态模拟损害评价试验及现场应用表明,YK型钻开油层完井液可防止地层损害、流动性好、现场配制简单、性能易于维护。

国外防止地层损害保护气层的技术对策

关于油气层的损害问题,国外尤其是美国,前苏联在认识和防止油气层损害方面做了大量地研究工作。经室内和现场研究表明不论是油层或是气层,在钻井、完井、修井。

宁东油田致密油储层损害机理与对策

鄂尔多斯盆地宁东油田致密油储层岩性复杂、低孔低渗、非均质性强,钻井过程中钻井液漏失情况多发,固相、液相侵入极易造成储层损害。为明确宁东油田致密油储层的微观特征与损害机理,降低钻完井对储层的损害,进行了SEM扫描、固液伤害性测试等试验研究,证实该油田致密油储层损害的主要原因为固相侵入、水锁及伴有的水敏感性和盐敏感性;明晰了该油田致密油储层的损害机理,发现钻井所用钾铵基聚合物钻井液对致密油储层的损害较大,采用隐形酸对储层进行处理时渗透率恢复率较低。针对该油田致密油储层损害机理和钻井所用钻井液的缺点,构建了低损害无固相钻井液,其黏度为45.5 mPa·s,API滤失量为3.5 mL,对储层损害较低,渗透率恢复率达85%以上,可满足宁东致密油储层保护需求。研究结果为鄂尔多斯盆地致密油储层保护技术措施的制定提供了依据。

地层损害中的几个重要问题

本文对“保护油气层防止地层损害”这一课题中的若干重要概念进行了探讨。对如何给地层损害下一个科学的定义,通过射孔完井电模拟试验,证明在某些情况下,射孔对地层的损害比钻井损害更为严重。目前普遍采用矿场试井法所确定的表皮系数作为地层是否受损的判别标准是不够确切的。

低渗透油气层水锁损害机理及低损害钻井液技术研究

低渗透油田地层具有泥质胶结物含量高、含水饱和度高、毛细管压力高、水敏性强及孔喉细小、渗透性差、结构复杂、非均质严重、油气流动阻力大、常伴有天然裂缝等特点。大量的研究表明，水锁损害是低渗储层最主要、最严重的损害类型，损害率一般为70％～90％。从多种角度系统分析了水锁损害产生的根源及其主要影响因素，并针对钻井完井过程中的水锁损害问题，研制出了多功能、低伤害、超低渗透的两性离子聚磺钻井液。该钻井液抑制性强，能防止水锁损害，更好地保护地层，提高低渗透油气藏的综合开发效益。

低孔低渗高压砂岩储层损害机理及保护技术研究

根据低渗高压致密砂岩储层的构造特征、岩性特征、孔渗特征及矿物组成，分析储层主要的潜在损害机理为敏感性、液锁及应力敏感性损害，资料表明，该储层液锁损害程度可达70％～90％，应力敏感损害程度可达25％～60％。室内研发了高效防液锁表面活性剂、架桥粒子与可变形粒子组成的复配暂堵剂及聚醚多元醇等组成的防液锁、强包被、强抑制、强封堵的广谱暂堵钾盐聚磺钻井完井液，经高压深探井应用表明，广谱暂堵钾盐聚磺钻井完井液具有流变性参数合理，暂堵效果好，与储层岩性、流体配伍好，保护储层效果好的特点；并具有防液锁、强包被、强抑制、强封堵的特点，渗透率恢复值高，防塌性能好，较好地解决了在高陡构造和存在大量煤层的致密砂岩储层中稳定井壁和有效保护储层的技术难题。

水平井钻井完井液损害实验评价技术新进展

使用常规实验仪器评价水平井储层损害并未充分考虑其损害特殊性,国内外研究者一直在探索用于评价水平井储层损害的方法和技术。国外研究者通过设计专用水平井岩心夹持器来研究水平井损害问题,如模拟水平井径向流动条件的实验装置,研究水平井顶部、侧面及底部损害程度的三向多岩心夹持器等。国内研究者在自行研制的高温高压动态损害仪、长岩心评价仪等设备进行损害评价的基础上,又设计了多功能组合损害评价仪,充分考虑了各向异性、时间效应及钻具偏心等因素对水平井钻进过程损害的影响,进一步深化了水平井油气层损害过程和机理的认识。

油气藏水相圈闭损害预测新方法——相圈闭系数法

准确预测水相圈闭损害是储层保护技术和增产改造措施优选的基础。目前的预测方法,如渗透率损害率、水相圈闭损害指数和总水体积等,多用来预测油层水锁损害,且因考虑因素不够全面或使用不够简便,而不能较好地预测水相圈闭损害,尤其是致密气层的水相圈闭损害。根据初始含水饱和度、储层压力、流体性质和储层孔隙结构等对水相圈闭损害的影响机理,提出了预测水相圈闭损害程度的相圈闭系数法,研究了其对渗透率、初始含水饱和度和压差的敏感性,给出了预测标准。相圈闭系数是无因次量,具有考虑因素全面、实用简便、易于推广等特点,已经应用到致密气藏水相圈闭损害预测,并取得了较好效果。

迪那3区块致密砂岩气藏损害机理及储层保护技术

迪那3区块致密砂岩气藏属于典型的低孔、特低渗碎屑岩储层,初始含水饱和度低,非均质性严重,裂缝发育,黏土矿物含量较高,该区块原用钾聚磺体系对迪那区块气藏造成一定的伤害,储层保护效果亟待提高。在分析迪那2及迪那3区块致密砂岩气藏特征及损害机理的基础上,确定钾聚磺体系损害气藏机理为水敏、应力敏感、漏失、毛管力效应及相圈闭损害。通过研制可酸化防漏堵漏材料及防水锁剂,对现用的钾聚磺体系进行改进,形成了一套保护致密砂岩气藏储层的钻井完井液体系,该体系流变性良好,滤失量明显降低,渗透率恢复值大幅提高,储层保护效果明显。

致密碳酸盐岩储层损害特征及钻井液保护技术

致密碳酸盐岩储层孔喉细小,渗透性差,非均质性严重,微孔微裂缝较为发育,储层易发生应力敏感性损害和水锁损害。结合英买2油田致密碳酸盐岩油气藏特征,系统分析了低渗碳酸盐岩储层的损害特征。评价结果表明,该油田储层应力敏感损害率达82.9%、水锁损害率为72.53%～91.22%是该储层的主要损害类型。在该区原用聚磺钻井液基础上,通过优选高性能处理剂和可有效降低油/水界面张力的表面活性剂,应用理想充填技术,优化设计出了保护储层低损害钻井液;通过开展配伍性、动态污染等实验对该钻井液的储层保护特性进行了评价。实验结果表明,该钻井液具有良好的流变性与配伍性,天然岩心和不锈钢缝板岩心污染实验均表明,优化配方的渗透率恢复值均要高于现用配方,其储层保护效果显著。

水平井钻井完井液侵入损害数值模拟研究进展

根据水平井钻井完井液滤液侵入储层损害机理,从相渗流模型、多元参数回归模型、表皮模型、油藏数值模拟技术和固相侵入损害模型几个方面,概述了钻井完井液滤液侵入和固相颗粒侵入损害数值模拟技术的研究进展。指出了目前的研究主要集中在中渗孔隙型和高渗孔隙型储层中滤液侵入数学模型的建立及模拟方面,而且关于内滤饼形成和初始滤失期间侵入储层深部的固相颗粒对储层损害程度、损害分布和生产返排影响的研究还不够充分,还缺乏针对裂缝性致密储层钻井完井液侵入动态损害的模拟研究;强调水平井侵入损害的动态模拟在充分考虑到钻井完井液的浸泡时间、储层非均质性、钻具偏心运动和重力作用等因素的影响的同时,应该重视水平井裂缝性、致密储层的动态损害的模型研究,特别是固相颗粒的侵入,对滤液损害动态及返排恢复过程的影响的模拟研究。

国外保护油气层技术新进展——关于油气层损害机理的研究

通过岩心分析和室内实验对油气层损害机理进行诊断,是实施保护油气层技术过程中必不可少的基础工作。对近年国外在固相侵入引起储层损害、粘土矿物水化膨胀和分散运移引起的损害、聚合物吸附引起的油气层损害、孔隙尺寸分布对损害剖面的影响、井壁应力状态导致的井壁失稳与储层损害的关系等方面的研究进展和技术成果进行了概括和总结,提出了近年来国外在油气层损害机理研究方面的一些新见解,如储层原始渗透率对损害程度的影响,蒙脱石、高岭石等粘土矿物的损害方式以及聚合物处理剂所引起的损害等。

孤岛油田采油工程入井液对地层伤害因素的研究

开发作业过程中,各种采油工程入井液进入油层后,由于入井液与油层固有的岩石和所含流体性质不配伍,或由于压差、温度等条件的改变,造成了对油气层的伤害。对采油工程入井液伤害油层的主要因素(矿化度、pH值、表面张力、固相颗粒尺寸、固相颗粒含量等)进行了试验研究;对现场采油工程入井液和室内配制的低伤害入井液的综合伤害率进行了评价,得到了各种因素对地层损害的影响规律,提出了避免或减轻入井液伤害储层的对策。

JHMD-Ⅰ新型智能高温高压动态损害失水仪的研制

J HMD-Ⅰ新型智能高温高压动态损害失水仪属石油勘探开发实验仪器。该失水仪由泥浆泵、液体罐、端面动态剪切循环的岩心夹持器、流量计、电子天平、压力源、压力传感器、温度传感器、围压泵、回压控制器、加热系统、数据采集与处理系统等部分组成。HMD-Ⅰ新型智能高温高压动态损害失水仪可以在模拟地层温度、压力、环形空间钻井液上返速度的条件下,使用高温高压泥浆泵,通过管道在岩心端面形成剪切速率对地层岩心进行动态污染,测量岩心受入井流体的动态剪切损害,克服了国内目前使用的模拟钻井动失水仪采用磁力藕合模拟法的缺点。结合岩心流动实验仪或者岩心多段渗透率梯度仪就可以评价出岩心各段受入井流体损害的深度和程度,从而优选出满足保护油气层需要的钻井液与完井液体系。

氧化法消除钻井完井液固相损害的室内实验

对于酸敏储层和裸眼完井的井,不能采用酸化和射孔方法清除滤饼和消除固相损害。利用改进的岩心流动仪,对两种现场钻井完井液体系进行了岩心污染与解堵实验,并对比评价了不同类型的氧化型解堵液和酸化液的腐蚀性。实验结果表明,正电胶海水钻井液具有较好的保护储层性能;氧化型解堵液的解堵效果明显优于非氧化型解堵液;氧化型解堵液适合于解除聚合物铵盐海水钻井液固相损害,而且对金属设备的腐蚀性小,可以进行现场作业。

高渗透性地层无固相钻井液渗透率恢复值实验认识

渗透率恢复值的测定结果作为评价保护油气层技术的主要技术指标,一直指导着现场保护油气层钻井液技术的施工。但近期在评价无固相甲酸盐钻井液体系对高渗透(渗透率大于1000×10-3μm2)储层的保护效果中发现,其渗透率恢复值较低,但现场应用井的显示效果良好。鉴于此,室内对无固相体系用于高渗透性地层时的钻井液性能参数以及在测定渗透率恢复值时动态污染的实验压差、转子的转速进行了理论推导,按照接近现场实际情况进行参数优化,并得到了与现场效果一致的室内实验效果。认为,渗透率恢复值的室内评价实验条件要具体问题具体分析,对孔隙发育、连通性好的高渗透性储层岩心,一方面要控制无固相钻井液滤失量,另一方面应从实际出发,控制合理的压差与转速,以使室内实验结果更接近现场,更能指导现场施工。

欠平衡钻井完井液技术(Ⅰ)——概念及损害机理

欠平衡钻井完井技术是保护油气层、提高采收率、克服各种钻井复杂问题的重要技术措施。介绍了欠平衡钻井的概念以及优点和缺点,阐述了欠平衡钻井对地层的损害机理为由于缺少起保护作用的滤饼,临时的超平衡造成对地层的损害;天然渗析效应;抛光、表面损害以及其它损害。

高温高压多功能组合损害评价系统研制及应用

针对水平井、多分支井钻井、完井、开发生产和增产改造过程中出现的越来越复杂的损害特征,综合国内外已有损害评价实验仪器的优点,研制出了新型高温高压多功能组合损害评价系统,该评价系统具有功能多、自动化程度高的优点;应用该系统模拟水平井不同方向上的动态滤失情况进行的初步实验结果显示,由于储层渗透率各向异性以及受浸泡时间、钻具偏心及钻井完井液体系等因素的影响,水平井顶部、侧面、底部表现出不均匀非均质损害特性,优质滤饼的形成可以降低滤液侵入量、减少损害,弱化水平井各种损害因素的影响。

张店油田地层水钻井液体系研究及应用

张店油田地层亏空严重,储层水敏性强,同时岩性破碎,提出用地层水配制钻井液,以期通过提高钻井液与储层的配伍性来达到保护油层的效果。但张店油田地层水矿化度为7707～20331 mg/L,不利于基浆的配制和钻井液的胶体稳定性。通过室内实验,优选出了张店油田地层水钻井液体系,并进行了5口井的现场试验。应用结果表明,该地层水钻井液体系能满足钻井工艺要求,抑制地层遣浆效果好,井径规则,起下钻无遇阻遇卡现象,并满足了油层保护的要求。