利用泡沫解除黏土造成的储层伤害试验研究

黏土膨胀或运移/沉积会造成孔隙堵塞或吼道堵塞,从而引起储层孔隙度及渗透率的下降,导致油气井产能降低。提出了利用泡沫解堵技术来解除黏土造成的储层伤害,并设计了氮气泡沫解堵试验系统。为了模拟黏土造成不同程度的储层伤害,以PVA薄膜包裹细粉砂及钙基膨润土的方式,制备了3块可出砂人造岩心。岩心测试结果显示,黏土含量越高,岩心的渗透率越低,说明黏土造成的储层伤害越严重。泡沫解堵试验结果显示,将泡沫注入岩心再放喷,可携带出部分砂土混合物,能够有效解除黏土造成的储层伤害,渗透率恢复速度较快;黏土造成的伤害比由细粉砂造成的储层伤害严重。此研究可为储层伤害修复提供理论依据。     

井筒积液对储层伤害及产能的影响

为了定量研究井筒积液对低渗透致密气藏储层伤害程度,设计了井筒积液伤害实验评价物理模拟方法,利用某气田真实岩心开展了实验研究,并分析了井筒积液对产量的影响程度。研究结果表明：岩心在反向注入一定体积的工作液后,造成渗透率不同程度的降低,初期渗透率伤害率和最终渗透率伤害率平均为44.79%和28.69%;正向通气后渗透率仍不能恢复到之前的状态,渗透率低的岩心受到伤害较严重;在较低的含水饱和度变化区间上,渗透率变化率下降的幅度较大;井筒积液污染储层造成产能下降幅度达到31%。井筒积液的影响不可忽视,油气田生产现场须制订合理的开关井生产制度,这对于油气田的持续高效开发具有重要的现实意义。     

基于水动力不稳定性的油水乳化储层伤害数值模拟

高含油饱和度的储层钻完井过程往往向近井地带中引入水基工作液,这些水相在后续的生产过程中将与近井地带油相接触掺混,在一定条件下可发生油水乳化导致储层伤害。反之,低含油饱和度的储层使用油基钻井液则向近井引入油相,在后续生产中也可能发生油水乳化。基于水动力不稳定性理论,建立了原油乳化储层伤害的数学模型,并对其进行了数值模拟,得到了乳化损害的时间、空间分布及变化情况,其伤害空间范围局限于井壁附近几十厘米范围内,但由于渗透率损害严重,导致较高的表皮系数。模型基于对油水分相界面在低界面张力和高剪切条件下破裂分散过程的水动力分析,考虑储层孔隙分布特征和乳化液滴堵塞,一定程度上实现了乳化损害的时空模拟和诊断。      

稠油热采储层伤害及物性变化特征研究

通过研究河南油田稠油储层注蒸汽过程中的水岩反应、水液反应、原油组分变化和沥青沉积等因素引起的储层物性变化,总结分析了稠油油藏蒸汽吞吐储层伤害机理及物性变化规律。研究结果表明,稠油油藏注蒸汽过程中,岩石和黏土溶解量和转化量随温度及pH值的增加而增加,新生矿物、沉淀物、沥青沉积等在储层内的运移造成储层孔隙堵塞;同时,大量沥青沉积造成储层润湿反转,使渗流阻力增加,造成储层物性伤害。稠油油藏注蒸汽后,储层的孔隙度、渗透率有所增加,而剩余油仍集中于油藏大孔道地层内。
     

孤东浅层气藏相对渗透率伤害影响因素分析

孤东浅层气藏具有厚度薄、胶结疏松、边底水活跃等特点,水侵和出砂等因素对气藏相对渗透率造成不利的影响,致使气井产能和气藏规模递减加快。结合典型井生产动态资料,分析了底水锥进、井筒积液反渗、出砂堵塞及水砂复合等因素对储层渗透性能伤害机理。研究表明：底水锥进、井筒积液反渗等水侵现象的发生,导致近井带气相相对渗透率降低,油压、套压同步下降,气井生产压差增大,渗流阻力增大;气藏产水后,储层中黏土矿物遇淡水极易膨胀和运移, 胶结变差,储层易出砂,堆积并堵塞近井带地层孔喉,造成渗透率降低。该研究成果为制定孤东地区浅层气藏开发技术措施提供了依据,同时为同类型气藏的开发研究提供了借鉴。     

水平井泡沫酸化分流数值模拟

泡沫分流可以有效地解决不同渗透率储层的酸液分布问题。由于水平井具有较长的水平段长度,它可以钻遇储层性质不同的层段。根据泡沫具有的暂堵分流特性,利用泡沫进行酸化可以使得井筒周围得到均匀的酸化解堵。根据施工过程中酸液在水平井筒中的变质量流动,以及酸液自水平井筒流出后进入井筒周围储层,建立了水平井泡沫酸化分流数学模型,研究了沿井筒不同渗透率情况下泡沫酸流动渗流特征。结合井筒流动和井筒往周围地层的渗流,建立两种流动系统的耦合模型并进行求解,对水平井泡沫酸化分流进行了数值模拟,研究成果可为水平井泡沫酸化分流提供理论指导。     

利用时间推移测井数据估算油藏渗透率

本文介绍了一种用时间推移测井数据估算渗透率的方法。油藏渗透率值还可通过随时间变化拟合生产数据和分析岩心获得，这些渗透率值与测井资料估测的结果一致。钻井时，泥浆滤液侵入井筒周围的地层，泥浆滤液侵入量与时间、地层渗透率及地层其他参数有关，随泥浆滤液侵入的增加，在井筒周围地层中形成独特的电阻率与含水饱和度剖面。因此由测井所得的数据随时间而改变。通过观察和分析测井数据随时间的变化，可以估算地层渗透率。     

考虑润湿性的黏土膨胀模型研究及其应用

建立了考虑润湿性的黏土膨胀孔隙网络模型,通过与实验数据对比,验证了模型的正确性,研究了不同润湿系统中黏土膨胀给储集层渗透率带来的伤害以及黏土膨胀体积对油水相对渗透率和水驱采出程度的影响。研究结果表明:在黏土吸附液相速率相同的情况下,随着岩石亲油性的增强,黏土膨胀对渗透率的伤害减轻;同一润湿系统中,膨胀体积越大束缚水饱和度越高,含水饱和度相同时,膨胀体积大的模型油相相对渗透率大于水相相对渗透率,这将在高膨胀体积模型中产生"低渗流速度窜流"现象,采出程度随黏土膨胀体积的增大逐渐降低,说明这种油相的相对渗流优势不会从根本上提高水驱采收率。     

考虑黏土连续性影响的低孔隙度低渗透率砂岩储层导电模型研究

针对高含泥低孔隙度低渗透率储层具有连续产状的黏土和高束缚水等特征,基于有效介质对称导电理论,考虑黏土连续性对于岩石导电规律的影响,建立了低孔隙度低渗透率泥质砂岩储层电导率模型.理论分析黏土连续性对岩石导电规律的影响,发现当黏土产状从断续到连续时地层导电性增强、地层电阻增大系数降低;针对黏土包裹的球形颗粒立方体模型和斜方体模型,估算出了形成单层和双层黏土颗粒包裹所需的黏土含量界限值.通过岩电实验数据验证,说明黏土颗粒的连续性随黏土含量变化而变化.实际应用表明.该导电模型能描述高含泥低孔隙度低渗透率储层的导电规律.     

新场气田难动用储量启动压力特征研究

川西新场气田JS21、JS23储层品质差,属于难动用储量,储层改造过程中容易造成水锁伤害,而储层启动压力的变化能够反映外来液体水锁伤害的大小.在分析储层水锁伤害机理的基础上,通过室内实验的方法测定了新场气田JS21储层的启动压力梯度值,并对影响储层启动压力的因素,如岩心渗透率、含水饱和度、外来液体的入侵深度和性质进行了定量分析.经研究发现,渗透率的降低导致启动压力的增加,启动压力随含水饱和度的增加而增加,破胶液的滤失是造成储层水锁伤害的主要原因.提出优化压裂液配方,提高破胶液返排性能和质量是降低储层水锁伤害程度的关键措施.     

海上油田高温解堵液体系

海上油田X-1井砂岩储层具有高温、异常高压和低渗等特征,且储层岩样溶蚀孔发育,含有一定的粒间缝被黏土矿物充填,黏土矿物较多,易造成水敏、速敏。针对上述问题研制出一种高温低渗敏感性储层解堵液体系。实验表明,在170℃的条件下,解堵液体系对钢片的平均腐蚀速率为62.880 g/m2·h,达到行业一级标准,且该体系具有较低的表面张力,鲜酸和残酸表面张力均低于24.0 mN/m。解堵液体系有较好的稳定铁离子能力,稳定铁量高达263 mg/mL。解堵液体系具有较好的防膨效果,终膨胀率降低值为32.19%,能有效控制黏土膨胀,抑制水敏伤害。岩心中注入解堵液体系后,渗透率呈明显的上升趋势,由于该体系对黏土矿物和基质的溶蚀率均较大,且不宜引起出砂堵塞孔喉,渗透率增加倍比约为3.5倍,是较为理想的适用于高温低渗储层的解堵液体系。现场应用表明,解堵液基本解除井筒附近堵塞,对比酸化前后日产气量,本次酸化对该井起到了很好的解堵效果。      

解除低渗砂岩气层钻井液伤害的洗井液研究与应用

钻井液对低渗砂岩气藏的伤害主要来自钻井液滤液,滤液产生的伤害主要为水锁,同时也有水敏膨胀及高分子聚合物在孔隙内壁的吸附滞留作用以及少量的固相微粒进入形成堵塞,导致产量降低。针对这一问题,主要从改变储层表面性质着手,研制出了洗井液NDF-1。该洗井液使低渗砂岩气藏由强亲水变为弱亲水,消除储层毛细管压力,溶解进入的部分固相,拆散堵塞,从而提高气驱水效率。室内实验表明,洗井液NDF-1可以使现场DIF伤害后岩心渗透率恢复率得到明显提高,平均恢复率提高率达到133.45%。在CB3-3井进行了现场试验,通过试气结果表明,单井产量提高率达到35.71%。     

临兴区块致密砂岩气储层损害机理及钻井液优化

致密砂岩气储层钻井过程中,钻井液入侵将造成严重的储层伤害难题。通过岩心分析技术、岩心流动实验等系统分析了临兴区块致密砂岩气储层主要损害机理,统计并分析了现场钻井液存在的技术难题,并优化出具有良好性能的致密砂岩气储层保护钻井液。研究结果表明,临兴区块致密砂岩气储层岩石具有中-粗砂状结构,胶结致密,孔喉细小,含敏感性黏土矿物,储层潜在严重的水锁伤害与中等偏强的水敏性及应力敏感性损害（临界压力为7.0 MPa）,潜在中等偏弱的速敏性（临界流速为0.75 mL/min）、盐敏性（临界矿化度为7500 mg/L）、碱敏性（临界pH值为10.0）及土酸敏感性损害;临兴区块主要存在储层损害、钻井液漏失、井眼垮塌、摩阻扭矩大与井眼清洁等钻井液技术难题。优化出的钻井液封堵性能良好,滤液表面张力低（23.3 mN·m-1）,能减少固相侵入,削弱水锁效应,提高岩石渗透率恢复值至91.3%,具有良好的储层保护性能。现场应用结果表明,该储层保护钻井液完全满足复杂井段或水平井段钻进的钻井液技术要求。      

高孔高渗储层保护修井液在海上油田的应用

渤海南部A油田明化镇储层岩性为含砾砂岩,平均孔隙度30.9%,渗透率1 551 mD,具有高孔高渗特征。随着地层能量的不断下降,油井在修井过程中出现了不同程度的修井工作液漏失现象,导致水敏、结垢等伤害。本文通过对X井储层伤害因素分析,开发了针对该高孔高渗储层保护的修井工作液。现场应用表明,使用该体系在投产后油井产能恢复周期短,产液含水下降快,具有良好的增油效果。表明该体系能有效减小黏土膨胀、微粒运移、原油乳化、水敏等伤害,增大油流通道,提高作业后油井产能。     

乌石凹陷低渗储层伤害机理研究与注入水源优选

针对乌石凹陷低渗强水敏储层水敏伤害机理认识不清制约注入水源选择的问题，通过铸体薄片、扫描电镜、图像分析、全岩分析等手段详细研究储层特征，由于储层中黏土矿物含量并不高，且膨胀性黏土矿物含量相对较少，因此，乌石凹陷低渗储层水敏伤害机理不同于常规储层水敏伤害机理。分析认为储层水敏伤害机理主要为在内表面水化过程基础上存在一定程度的渗透水化过程，即微观"速敏"现象。在此基础上进行储层配伍性实验和黏土膨胀抑制实验，评价注入水与地层水结垢和水驱油过程中黏土矿物膨胀、分散、运移对储层伤害的影响，指导油田注入水源优选，降低储层伤害风险。     

预测钻井完井液对油气层损害的数学模型

考虑钻开储层时粘土水化膨胀、微粒沉积与释放、微粒运移堵塞等对井壁周围储层渗透率的影响 ,建立了一套与钻井液完井液有关的储层损害程度数学模型 ,包括 :渗透率与孔隙度联立方程 ;连续性方程 ;微粒运移方程 ;粘土水化膨胀速率方程 ;侵入液微粒沉积速率方程 ;岩石微粒释放速率方程 ;微粒运移喉道堵塞模式。运用有限差分近似方法求解模型参数和测量可测参数 ,并将此过程编成计算机程序 ,可计算出钻开储层时钻井液对储层的损害程度。室内模拟试验表明 ,建立的模型是有效的。     

低伤害油层保护液性能试验评价

针对基山砂岩体储层特性,从防膨、防乳、低表(界)面张力等角度出发,研制了低伤害油层保护液配方体系,进行了降低返排压力试验、耐温性试验、防原油乳化试验、岩心伤害试验。结果表明,在低渗透砂岩油藏完井、洗压井等作业液中加入油层保护液,能够有效防止粘土矿物的膨胀,防止完井液与原油形成乳液,明显降低完井液返排压力,可以很好地防止水敏和水锁现象的发生,对地层渗透率基本无伤害。     

致密砂岩气藏损害机理及低损害钻井液优化

针对塔里木盆地B区块致密砂岩气藏储层孔喉细小、渗透性差、束缚水饱和度高、非均质性严重、微裂缝发育、极易受到损害且损害难以解除的难题,模拟地层条件,开展了高温敏感性与水锁损害测试,分析了储层固相损害,系统揭示了致密砂岩气藏损害机理:应力敏感损害、水锁损害、微裂缝固相损害是该储层的主要损害类型。在该区块使用的磺化防塌、钾聚磺钻井液基础上,优选出暂堵剂及可有效降低表面张力的表面活性剂,运用理想充填技术与表面活性剂两者相结合,优化设计“协同增效”型保护致密砂岩气藏的低损害钻井液。通过配伍性测试、动态污染实验对优化钻井液的储层保护性能进行评价发现,优化钻井液与研究区块地层水配伍,岩心渗透率恢复值在85%以上,储层保护效果明显。优化钻井液在B区块B2井巴什基奇克组储层中取得成功应用,钻井后储层表皮系数极大降低,钻井液对储层的污染明显减少。