三塘湖盆地裂缝性油藏保护储层暂堵技术研究

马朗凹陷是吐哈油田三塘湖盆地的主要产油区,属典型的低渗裂缝性油藏.通过对适合三塘湖盆地马朗凹陷裂缝性油藏使用的复配暂堵钻井液配方的评价,优选出了保护裂缝性储层的复配暂堵型两性离子聚合物钻井液.该体系对裂缝性油藏有较好的保护作用;与原来使用的钻井液相比,API滤失量可降至5 mL以下,岩心的渗透率恢复值提高20%以上,具有良好的保护储层效果.实验表明,复配暂堵型两性离子聚合物钻井液中使用纤维状暂堵剂XWB-1,明显地提高了裂缝性油藏的暂堵效果;该体系具有很强的抑制性,流变性合理,滤失量低,可很好地保护低渗裂缝性油藏,满足现场施工要求.     

保护低渗透油气层的钻井完井液体系

丘东油田主力气藏具有低孔、细喉、含有敏感性矿物和裂缝分布等特点,储层主要的潜在损害为水敏、速敏、水锁及应力敏感损害.在两性离子聚磺钻井液的基础上,通过实验优选出高效防水锁剂ABSN、成膜剂OCL-BJ和理想充填暂堵剂以及其推荐加量,研制出了低伤害两性离子聚磺钻井液,并对其性能进行了评价.性能评价结果表明,该钻井液具有良好的抗高温稳定性,抗温达140℃;API滤失量不大于5mL,高温高压滤失量不大干10 mL;摩阻系数不大干0.141;与储层岩石和流体的配伍性好;其动态渗透率恢复值大于81.0%,具有较好的保护储层效果;动滤失量较低,初滤失基本实现了零滤失,钻井液成膜效果良好,适用于丘东油田低渗气层的钻进需要.     

阜东头屯河组强水敏性储层钻井液技术

准噶尔盆地阜东斜坡区头屯河组储层具有极强的水敏性,在钻井过程中储层保护难度大,在以强抑制性直链高分子有机盐JN-2为核心处理剂的有机盐钻井液中,加入胺基抑制剂和"理想充填"暂堵剂,利用胺基抑制剂与"理想充填"暂堵剂的协同增效作用,进一步提高钻井液的抑制性和封堵性,实现钻井过程中的储层保护。通过室内试验,对有机盐钻井液的配方进行了优化。性能评价结果表明:优化后有机盐钻井液的流变性能稳定;高温高压滤失量由优化前的12.6 mL降至8.0 mL;页岩膨胀率从优化前的20%降至17%;岩屑回收率由优化前的90.14%提高至91.8%;储层天然岩心的渗透率恢复率从优化前的73.14%提高至82.15%。研究结果表明,利用胺基抑制剂与"理想充填"暂堵剂的协同增效作用可以提高钻井液的抑制性和封堵性,达到在钻井过程中保护极强水敏性储层的目的。      

保护缝洞性碳酸盐岩储层的钻井液技术

塔里木盆地玉北地区储层损害机理主要表现为碱敏程度中等偏强,储层水锁损害严重.针对以上损害机理,通过加入理想充填暂堵剂、无荧光仿沥青和超低渗透成膜剂,形成了钻井液优化配方,其高温高压滤失量可降至小于12 mL,岩心渗透率恢复值可达85％以上,达到储层保护的要求;建立了暂堵剂粒度分布与储层裂缝宽度上限值之间的匹配关系:当缝宽上限小于150μm可使用超细碳酸钙;当储层缝宽上限值大于150μm之后,应使用超低渗透成膜剂和无荧光仿沥青.玉北5井和玉北9井的现场试验表明,所使用的优化四开钻井液性能优良,井浆的岩心渗透率恢复值达到87％以上,对储层的保护达到预期效果.     

理想充填暂堵新方法在吐哈丘东低渗透气田的应用

传统的暂堵方法主要是依据储层的平均孔喉直径优选暂堵剂的颗粒尺寸,但是对具有较大尺寸的孔喉封堵效果较差。根据吐哈丘东低渗气田储层孔喉尺寸分布规律确定钻井液体系中暂堵剂颗粒粒度分布,设计出理想充填暂堵型钻井液。室内性能评价结果表明,理想充填暂堵型钻井液流变性好,滤失量低。与传统方法相比,该方法设计的钻井液可有效封堵同一储层中不同粒径的孔喉,尤其是较大尺寸的孔喉,对储层岩样的侵入深度较浅,可获得更高的岩心渗透率恢复值及更低的突破压力梯度,降低钻井液污染。     

保护裂缝性储层的复合盐弱凝胶钻井完井液

钻井液侵入是裂缝性储层损害的主要因素之一，实验分析了无机盐、有机盐等不同类型水溶性加重剂对无固相钻井液性能的影响，研究了无固相钻井液快速弱凝胶特性形成条件以及高温稳定性和抑制能力的提高方法，研制出的无固相复合盐弱凝胶功能性钻井液高温稳定性达到150 ℃，具有独特的流变性（0.3 r/min黏度达到27000 mPa·s）和优良的抑制能力（150 ℃HTHP滤失量小于15 mL），成本远低于甲酸盐钻井完井液。遵循理想充填D90规则优选出了暂堵方案，应用不锈钢缝板模拟岩心与人工造缝碳酸盐岩岩心进行储层保护效果评价。实验结果表明：复合盐弱凝胶无固相钻井液加入优选暂堵组合后，HTHP滤失量进一步降低（小于10 mL），在不锈钢缝板模拟岩心（缝宽40~60 μm）端面快速形成有效封堵层，人工造缝碳酸盐岩岩心的渗透率恢复值高达97.18%，储层保护效果十分理想。     

碳酸盐岩裂缝性储层钻井液损害评价新方法

以不锈钢缝板岩心为评价岩心,以储层成像测井资料确定岩心裂缝宽度,对碳酸盐岩裂缝性储层钻井液损害进行了评价,评价实验过程中所用岩心裂缝宽度的相对误差降低到1%以下。应用这种新方法对聚磺钻井液、无固相弱凝胶钻井液以及两种钻井液中加入理想充填暂堵组合剂后进行的储层伤害评价实验结果表明:无固相弱凝胶钻井液的渗透率提高值高于聚磺钻井液,在加入适量优化暂堵组合剂后,两种钻井液的渗透率提高值均明显增大,在不锈钢缝板岩心端面可观察到有致密暂堵层形成。裂缝性储层损害评价新方法即可用于钻井液储层伤害评价和暂堵方案的优选,也可应用于裂缝性储层保护的实验研究。     

理想充填油气层保护技术在吐哈油田的研究与应用

理想充填保护油气层技术是根据d90(累积粒度分布曲线中累积体积分数为90%的颗粒直径)规则,通过综合考虑整个地层孔喉尺寸,借助于理想充填软件优选出与地层孔喉相匹配的一组完整的暂堵剂粒径分布序列,可实现对孔喉的有效暂堵和保护。根据吐哈油田各重点区块的储层特性,应用理想充填油气层保护技术,对丘陵、温米和鄯善等近十二个重点区块的钻井液暂堵方案进行了优化设计。通过使用自主开发的理想充填暂堵软件,将1000目、600目、100目3种Ca CO3暂堵剂按质量比2∶13∶5复配,可使钻井液颗粒的d90(110.92μm)大于储层的最大孔喉尺寸(dmax=80.33μm),可有效封堵储层中各种尺寸的孔喉。复配暂堵剂加量为3%时,钻井液流变参数变化较小,滤失量降低,储层岩心的渗透率恢复值可从30%左右增至80%以上,储层保护效果较好。该技术在吐哈油田20口井进行了现场应用,实验井日产液量较邻井提高45%以上,平均含水率18%。     

钻井液中暂堵剂颗粒尺寸分布优选的新理论和新方法

应用颗粒堆积效率最大值原理,阐述了优选钻井液中暂堵剂颗粒尺寸的“理想充填”理论和d90规则,提出了一种特别有利于对中、高渗透储层实施暂堵和保护的新方法。依据该方法研制和开发的配套软件能够根据相关地层参数,快速、准确地对具有不同粒径的暂堵剂产品按一定比例进行合理的复配组合。实验结果表明,优选出的复配暂堵方案能有效地使钻井液中的暂堵剂形成致密泥饼。与传统方法相比,岩心的渗透率恢复值明显提高,从而能有效地阻止钻井液中固相颗粒和滤液侵入油气层。     

优选暂堵剂粒度分布的新方法

为了实现屏蔽暂堵式钻井完井液能在井壁上形成渗透率接近零的泥饼,就要依据暂堵剂粒径与储层孔隙尺寸之间的最佳匹配关系,寻找出一种科学、合理的暂堵剂优选方法.阐述了优选暂堵方案的理想充填理论和d90规则.依据连续颗粒堆积理论所提出的理想充填理论对提高钻井液的暂堵效果具有指导意义,颗粒堆积效率越高,越有利于形成致密的泥饼,对储层的暂堵效果也越好.在此基础上提出了一种优选暂堵剂颗粒尺寸及其分布的图解新方法.依据该方法开发的配套软件能够根据相关地层参数,快速、准确地对暂堵剂产品进行合理的选择.实验结果表明,根据理想充填理论和d90规则建立的优选暂堵剂颗粒尺寸的图解新方法在原理上更加合理,优选出的复配暂堵方案能有效地形成致密泥饼,可达到十分理想的保护储层的效果,与传统方法相比,更有利于对中、高渗储层的保护.     

大港油田水平井保护油层钻井液技术

水平井油层保护工作比普通开发井更为重要,其重要环节是钻井液的油层保护工作。大港油田集团钻井泥浆技术服务公司针对大港油田和冀东油田断块型砂岩油层特点,依据不同的完井方式,研究出适应不同区块、不同完井方式的水平井钻井液保护油层方案,在75口水平井进行了现场应用,取得了较好的油层保护效果,平均渗透率恢复值达到86.75%,试验井原油产量均超过配产指标。现场应用结果表明,广谱型屏蔽暂堵和理想充填保护油气层技术能实现有效暂堵,确保封堵效果,非常适用于非均质砂岩油藏的油层保护,其中理想充填保护油气层技术是借助计算机软件工作,操作更方便,它更适用于高孔高渗的砂岩油藏;低固相超低渗透保护油气层钻井液技术适应筛管完井的水平井油层保护,具有较高的现场应用价值;油层保护研究必须按区块、分层位进行,油层保护方案必须个性化,才能取得理想的效果。     

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。      

深井小井眼钻井液技术

为解决玉门青西油田深井开窗侧钻(或加深钻井)的钻井液防塌、抗高温、润滑、抑制和油层保护问题,经过对抑制剂、防塌剂、成膜剂的优选,应用"理想充填理论"对封堵粒子进行了优选复配,形成了阳离子-正电胶-有机(硅)醇抗高温深井钻井液体系,在玉门青西油田4口井侧钻、加深施工中应用了该技术。现场应用表明,井壁稳定,井径规则,井径扩大率小于8%,复杂损失率为0,岩心渗透率恢复值大于90%,产油量提高70%,很好地满足了深井小井眼钻井施工和油层保护的需要。     

大港油田重点区块保护油层钻井完井液体系设计与应用

大港油田部分重点产能区块属于中孔低渗油藏，非常容易发生油层损害。通过对这些区块油层基本特征、油层损害机理系统研究，优化设计了保护油层的理想充填型和广谱“油膜”暂堵型钻井完井液体系，并对2 种体系的油层保护效果进行了室内评价和现场应用效果对比。结果表明，广谱“油膜”暂堵型钻井完井液体系对油层的保护效果更佳，渗透率封堵率达到91.4%以上，渗透率恢复值高达99.3%，矿场测试的纯损害表皮系数接近0，阻止了钻井完井液中固相颗粒和滤液对油层的损害，实现了对油层的更好保护。     

环境友好油层保护钻井液的研究及应用

针对江苏油田地层特性和地面生态环境具体情况开展了钻井液防塌性能、油层保护与环境保护的协同研究。在研制和筛选能满足环境保护要求的钻井液处理剂如润滑剂、降滤失剂和油层保护剂等的基础上,通过配方优化研制出了环境友好油层保护钻井液体系,并进行了防塌、油层保护、裂缝封堵等性能的室内评价。评价结果表明:该钻井液体系具有较强的抑制泥页岩膨胀和分散能力,渗透率恢复值大于85%,润滑性及滤失性好,而且无生物毒性,化学毒性低,易生物降解。应用该钻井液体系在江苏油田AF地区进行了现场试验,现场应用表明,该钻井液体系防塌性和油层保护效果好,各项环境指标达到农用污染标准,可直接排放,从源头控制了钻井液的污染,可进一步推广应用。     

却勒地区高压差下保护储层钻井液试验研究

却勒储层属于碎屑岩孔隙型,储层胶结差,易造成井壁不稳定,所采用的钻井液其井底液柱压力必须大于地层孔隙压力才能保持井壁稳定.由于在储层钻井时形成了高压差,为了保证正常钻井,并减少储层伤害,确定合适的高压差钻井液体系是很有必要的.通过研究,在聚磺钾基钻井液体系的基础上,对高分子量聚合物增粘剂、降滤失剂、加重剂进行了优选试验,确定出适合却勒储层的聚磺氯化钾钻井液配方.对所确定的钻井液进行抗温性评价和岩心抗污染试验表明,该钻井液具有较好的抗高温能力和屏蔽暂堵功能,能够满足却勒地区高压差条件下对钻井液的要求.     

提高可循环泡沫钻井液保护油气层效果研究

通过对可循环泡沫钻井液进行微观分析，并考察其对油藏岩石润湿性的影响，探讨了可循环泡沫钻井液保护油气层的机理。为进一步提高可循环泡沫钻井液的油层保护效果，优选出两种配伍性较好的油层保护添加剂：特定浊点的聚合醇和一定级配的暂堵剂。实验结果表明．泡沫钻井液中加入适量暂堵剂和聚合醇后，渗透率恢复值从66．54％增加到84．30％，油气层保护效果显著提高，而且它们对体系的稳定性和流变性没有不良影响。聚合醇与暂堵剂协同作用，既能保持泡沫钻井液体系独特的性能，又能充分发挥各自的保护油气层作用，实现了3者的有机统一，有效提高了该特殊钻井液体系的油气层保护效果。