水泥浆失水量对油气层损害影响的试验研究

用失水量不同的水泥浆进行岩心污染试验,研究了水泥浆失水对岩心渗透率和污染深度的影响.结果表明,水泥浆失水量对岩心污染深度影响不大,但对岩心渗透率有很大影响;随着水泥浆失水量的增加,岩心渗透率下降,试验条件下最大渗透率损害率达77.8%.现场保护油气层效果表明,对于高压低渗油气藏,固井过程中水泥浆失水量宜控制在70 mL范围以内.     

钻井液和水泥浆对地层损害的室内实验研究

用大量环氧树脂胶结储层油砂岩心进行了钻井液和水泥浆双重动态污染实验研究，发现钻井液是引起岩心渗透率损害的主要因素。去除岩心端面上钻井液滤饼导致水泥浆滤液侵入深度增大。测定水泥浆滤液与岩心反应时生成的固体颗粒量和滤液对岩心渗透率的损害率，发现水泥降滤失剂木质素磺酸钠可减少滤液中固体颗粒析出量和对岩心的损害，ＣＭＣ特点是ＲＣ８００可增大固体颗粒析出量，加重滤液对岩心的损害。     

钻井液固相和滤液侵入储层深度的预测模型

对于中高渗透砂岩,导致储层损害的主要因素是钻井液固相和滤液的侵入。为了确定钻井液固相和滤液侵入深度,根据质量守恒方程和径向摩阻公式,在考虑内泥饼的情况下,建立了钻井液固相和滤液动态侵入储层的深度模型。并将室内API滤失实验和动态岩心污染实验的结果应用到该模型中。预测结果表明,随着岩心渗透率的增加,钻井液固相侵入深度也逐渐增加,利用理想充填暂堵技术能减小钻井液固相的侵入深度。影响钻井液滤液侵入深度的主要因素有压差、滤液黏度、外泥饼渗透率、外泥饼厚度、内泥饼渗透率以及储层渗透率变化。     

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。     

塔里木致密裂缝性储层钻井液侵入实验研究

近年来致密砂岩储层伤害与保护问题引起学者们的关注。由于存在天然裂缝通道沟通，在裂缝性致密储层的开发过程中，工作液很容易沿裂缝进入储层，对储层造成严重的伤害。为了探究钻井液对裂缝性储层的伤害程度和机理，以塔里木库车山前区块裂缝性致密砂岩储层为研究对象，进行了钻井液侵入伤害实验。实验结果表明，钻井液侵入过程按照泥饼的形成过程可分为4个阶段，分别是无泥饼阶段、泥饼快速生成阶段、泥饼动态平衡阶段和形成封堵阶段；钻井液侵入速率受储层渗透率、泥饼渗透率、流体性质以及密度的影响，当储层渗透率高于临界渗透率时，侵入速率主要由滤饼渗透率决定；通过扫描电镜结果可得，钻井液固相颗粒在岩心孔喉中的堵塞状态分为堵塞状、黏附状和填充状3种，不同堵塞状态对储层渗透率伤害程度不同。得到的钻井液动态伤害分析与固相颗粒侵入研究有助于复杂油藏模拟器的改进，对现场施工作业以及钻井液优化具有一定的指导意义。     

水平井钻完井液污染清洗剂的评价研究

水平井钻井过程中,钻完井液对储层造成的污染将严重影响完井作业的效果和油气井的产能。其中,最主要的伤害之一是由于滤饼清除不彻底所导致的储层渗透率恢复值低。通过针对无粘土相钻完井液滤饼污染采用几种主要清洗剂进行多方面的性能评价,研究出的一种新型清洗剂,其对钻井液粘度降低率和岩心渗透率恢复值均可以达到90%以上,是一种较适合水平井钻完井液滤饼污染的清洗剂。     

稠油油藏钻井液储层保护技术

稠油油藏具有高孔高渗的地质特征,钻井过程中因钻井液滤失极易带来严重的储层伤害问题。认清储层孔隙结构特征设计合理的保护储层的钻井液体系是稠油油藏高效开发的前提。原钻井液室内实验研究结果表明,该钻井液存在滤饼形成不好,渗透率返排效果较差的缺点。针对钻井液储层损害特征,设计了保护储层的屏蔽暂堵钻井液体系,室内实验结果保护效果良好,钻井液污染岩心后泥滤饼在很短时间就可以形成,暂堵率在较短的时间就能达到99％,渗透率返排恢复率值可达到90％以上。该技术为设计具有高效封堵效率及高返排恢复率的储层保护钻井液液体系提供了依据。     

双保型油田水无固相钻井液体系

针对塔河油田奥陶系碳酸盐岩储层开发过程中,常规聚磺钻井液体系含不酸溶固相漏失后污染储层,磺化类处理剂不符合绿色开发理念等技术难题,因地制宜地引入油田水配制无固相钻井液,避免了固相对储层的损害,并优选出了抗高温抗钙增黏剂、流型调节剂、抗高温抗钙聚合物降滤失剂等关键处理剂,开发出了双保型油田水无固相钻井液体系。室内评价数据显示,该钻井液抗温可达150℃,动塑比高达0.68～0.76 Pa/mPa·s,生物毒性指标EC₅₀高达28 600 mg/L,生物降解指标BOD₅/COD_Cr高达21.35%,为无毒易降解钻井液体系,动态渗透率恢复值高达91.8%,具有良好的储层保护性能。研发的双保型油田水无固相钻井液体系成功在10多口深侧钻井应用,应用效果显著。     

尖北区块钻井液储层保护性能评价与优化

阿尔金山前尖北区块基岩储层类型为超低孔超低渗,岩心普遍致密,区块的水敏、速敏、盐敏、碱敏程度均为弱至中等偏弱,无酸敏,主要可能损害类型为固相颗粒侵入和裂缝液锁引起的储层渗透率降低,通过室内实验发现,加入0.3%防水锁剂后,钻井液对裂缝渗透率的伤害有一定程度的降低,钻井液渗透率恢复值达到85%以上。     

神木区块致密砂岩气藏储层保护钻井液优选

储层保护是致密砂岩气藏能否经济高效开发的重要条件之一。目前,渗透率恢复值实验是评价钻井液储层保护效果的主要方法,但其技术手段较单一,并且钻井液对致密砂岩气藏储层伤害是一个长期的、涉及到气、液两相流相互干扰的过程。现用的渗透率恢复值实验无法评价气藏产能受钻井液伤害的长期性影响,而岩心受到钻井液污染前、后的相对渗透率实验可以较好地弥补这一缺陷。结合塔里木油田神木区块储层特征,利用综合分析法,通过对比分析被钾聚磺钻井液和油基钻井液污染前、后岩心的渗透率恢复值、相对渗透率曲线线型的变化及CMG数值模拟软件砂岩模块的含水饱和度、含气饱和度等变化,对现场使用的钾聚磺钻井液、油基钻井液的储层保护效果进行模拟研究,并拟合出不同钻井液对气藏井产能的影响,以产能作为储层伤害程度的评价指标。综合评价结果表明,油基钻井液的储层保护效果优于钾聚磺钻井液,累积产气量提高约为15%。     

厄瓜多尔Parahuacu油田固井技术

厄瓜多尔Parahuacu油田固井时,二界面易发生边底水窜,水泥浆滤液及固相易侵入储层孔喉,采用常规密度水泥浆易发生漏失。针对这些问题,通过模拟冲洗试验,研制了酸性冲洗液、暂堵型隔离液和界面胶结增强剂,配成了多效固井前置液;通过选用空心玻璃微珠、确定液固比设计窗口、控制滤失量和增强防水窜性能,研制出一种防水窜胶乳低密度水泥浆。室内试验结果表明,多效固井前置液能清除井壁95.0%的结构性滤饼,使储层渗透率恢复率超过90.0%,水泥界面胶结强度提高5倍以上;防水窜胶乳水泥浆密度1.74 kg/L,浆体性能稳定,API滤失量不大于20 mL,静胶凝强度过渡时间短于10 min。由上述前置液、水泥浆和相关配套技术措施（如扶正器加放措施、注替方案设计）形成的固井技术,在Parahuacu油田5口井进行了应用,套管居中度达到85.8%,水泥浆环空顶替效率超过95.0%,储层区域未发生水泥浆漏失和边底水窜,固井质量优良。研究结果表明,Parahuacu油田固井技术现场应用效果显著,能解决该油田油层固井中存在的问题。      

固井水泥浆对储层损害的再认识

固井作业是油气田开发过程中的重要一环,其对储层的损害主要由水泥浆滤液造成且是永久性的。储层损害程度与水泥浆滤液组分和侵入范围有关,射孔完井时孔眼长度是否大于滤液侵入深度,直接关系到水泥浆对储层的损害程度和油气井后续产量。通过分析水泥浆对储层的影响,提出了一种根据固井施工设计参数计算水泥浆滤液最大侵入深度的方法。该方法所需参数容易获得,计算简便,考虑了水泥浆动态和静态滤失阶段的极限滤失情况,可作为射孔完井时射孔深度设计的参考,对油气井储层保护和射孔完井参数设计具有重要意义。一般来说,采用密度1.9 g/cm~3的水泥浆对砂岩储层进行固井时,水泥浆滤液侵入储层深度在常规射孔范围内,水泥浆对储层的污染可以忽略不计。     

大牛地气田保护储层固井技术研究与应用

大牛地气田储层属于低压、低渗透气藏，具有钻井过程中个别井段易漏和单井产量低的特点，储层保护十分重要。通过对该气田储层物性特征的分析和敏感性评价，针对水泥浆对气层污染的机理，研究出污染程度小的水泥浆体系和固井工艺技术。大牛地气田227井次的固井施工表明，固井质量优质率迭92．7％，合格率迭100％，而且水泥浆对气层的污染深度只有5，16cm，通过射孔完全可以解除。     

评价钻井液滤饼对固井二界面胶结质量影响的新方法

为了更真实地模拟在固井作业时，高温高压条件下形成滤饼的井壁岩石与水泥浆固结的实际情况，设计了一套HTHP岩心滤失装置以及专用岩心，该装置由加温套、釜体、岩心夹持器3部分组成，岩心中央钻有一未完全连通的小孔作为钻井液的渗滤通道。开展岩心滤失实验时，钻井液只能通过岩心外壁向内壁滤失以在外壁上形成滤饼，这与现场实际情况相符合。通过配合HTHP岩心滤失装置和水泥浆固结模具，并测定形成滤饼的岩心与水泥浆的胶结强度，建立了一种评价固井第二界面胶结质量的新方法。研究结果表明，该评价方法简单适用，科学合理，较为真实地模拟了井壁岩石与水泥浆的胶结情况。该方法有较高的实用推广价值，为以后定量研究钻井液类型和性能对第二界面胶结强度的影响奠定了基础。     

无固相清洗型隔离液研究与应用

针对隔离液中的固相会对井下裸眼段和渗透率较高的砂岩等主要油层段造成污染,开发了一种无固相的清洗型固井隔离液,并对隔离液的综合性能进行评价。实验结果表明,无固相隔离液密度在1.00~1.80 g/cm3之间可调;隔离液在180℃下养护后上下密度差为0,未出现高温沉降现象,具有良好的抗温性能;隔离液的塑性黏度小于6 mPa·s,屈服值为0 Pa,为牛顿流体,易实现紊流顶替;有机盐钻井液、抗盐水泥浆与隔离液以不同比例混合后,流性指数值增加,稠度系数值降低,说明隔离液与有机盐钻井液和抗盐水泥浆具有良好的相容性;隔离液与不同比例抗盐水泥浆混合后,混浆的稠化时间变长,能够确保施工安全。隔离液对井壁上的虚泥饼及油污等的清洗效率在90%以上,有利于形成提高水泥胶结质量的水湿环境,提高固井质量。无固相隔离液在伊拉克市场现场应用29井次,应用效果良好,有效地解决了高压盐膏层固井难题。      

紧密堆积优化水泥浆体系的优势与应用

利用紧密堆积理论,通过调节混合物固相的不同颗粒尺寸分布,使干混合物的堆积体积分数大于0.8而得到紧密堆积优化水泥浆(CemCRETE)。CemCRETE由于固相含量高、混合需水量低,液固比低,抗压强度发展快,使候凝时间缩短,建井速度加快,最终的抗压强度高;水泥石的渗透率小于0.05×10-3μm2,孔隙度一般为35％～45％,具有较好的防窜能力;水泥石收缩小,具有较好的层间封隔;CemCRETE水泥环还具有良好的耐久性、抗腐蚀性和抗射孔冲击能力。含高固相的优化水泥浆体系并不影响其密度和流变性,即使在高密度下也有恒定的粘度,胶凝强度低,滤失量和提粘效应低,易于混合和泵送,沉降稳定性好。低密度高性能水泥浆(LiteCRETE)是薄弱地层固井的理想材料,可用于打造斜塞、固尾管和浅层低压井固井,减少下套管柱层次和危险的多级注水泥作业及补救工作;高密度高性能水泥浆(DensCRETE)在高密度下提供较好的流变性,可现场调节密度和改善井控,在打造斜塞和高压注水泥作业中非常有效,可用于小井眼窄环空的固井;挤注水泥浆(SqueezeCRETE)具有滤失量和提粘效应低的特点,穿透较深,其高强度、低渗透率、低失水量的特性改善了注入条件,提高补救注水泥的成功率,并成为封堵废弃井的合适材料,常用于其它水泥材料不能修补的井眼问题;深水水泥浆(     

用多功能钻井液设计超低密度矿渣水泥浆

本文针对陕甘宁盆地中部低渗透天然气田低压易漏地层二级固井中存在的问题，利用高炉矿渣、漂珠的潜在活性及比重较小的特点，结合多功能钻井液固井技术的优点，用多功能钻井液设计超低密度（１２０ｇ／ｃｍ３～１４０ｇ／ｃｍ３）矿渣水泥浆。用该水泥浆为领浆和纯Ｇ级水泥浆为尾浆对天然气井进行一次性注水泥固井，替代分级固井技术。室内研究结果表明：超低密度矿渣钻井液固化液中激活剂可以扩散到滤饼和残留的多功能钻井液中，使套管、水泥石和地层三者之间达到完整的胶结，使地层封隔效果良好，水泥石抗压强度高，水泥浆流变性好，体系稳定，稠化时间满足现场施工要求，并解决了分级固井技术中存在的固井质量问题。     

渤海湾埕海新区水平井固井配套油气层保护技术

渤海湾埕海新区沙河街组砂体是已探明的浅层稠油油藏,计划钻8口水平井,采用筛管完井,φ244.5 mm技术套管水平段已进入沙河街组储层。在前期勘探井作业过程中,高孔-高渗砂岩层漏失、水泥浆滤液渗透及套管偏心边底水窜流对储层污染严重。为保护油气层,优选应用密度1.50 g/cm3的纳米基低密度低失水水泥浆,游离液和密度差为0,水泥石24 h强度不小于17.9 MPa,失水量不大于38 mL,高于标准要求24%以上。优选应用φ244.5 mm新型一体式弹性扶正器,无应力薄弱点,较普通扶正器其复位力增加25%,起动力降低27%,使套管居中度提高57%以上。综合形成了适合埕海新区水平井固井的配套油气层保护技术,现场应用6口井,固井未发生漏失、水层窜流,固井质量优质,并获高产油流,有利于该区域油气资源的进一步生产开发。      

水泥浆滤液对油气层的损害分析及保护技术

固井过程中,若不对水泥浆性能进行调整和控制,水泥浆滤液与水泥细小颗粒会大量进入油气层,堵塞油气通道,影响油气开采效果。分析了水泥浆滤液对岩石渗透率的影响,对失水量不同的水泥浆体系分别在相同条件下对同类岩心进行了岩石渗透率损害实验,找出了水泥浆滤失量的最佳控制范围,现场应用表明,对于高压低渗油气藏,固井过程中水泥浆失水量宜控制在70 mL范围以内。该项研究对固井过程中较好地保护油气层、提高油井产能具有很好的指导意义。