裂缝性致密砂岩气藏入井流体伤害规律

塔里木克深区块裂缝性致密砂岩储层具有埋藏深,孔隙度、渗透率低,裂缝发育,非均质性强等特征,不经过压裂增产措施难以达到工业开采价值。钻完井以及增产改造过程储层与工作液及其所携带的固体颗粒相接触,容易引起储层渗透率降低,从而导致产能降低。以人工劈缝的储层岩心为评价岩心,使用储层成像测井资料确定岩心裂缝宽度,对裂缝性致密砂岩储层钻井液/压裂液损害进行了评价。实验结果表明,在围压低于4.5 MPa的情况下,模拟裂缝岩心渗透率保持不变,模拟裂缝岩心渗透率与缝宽呈三次方关系;随着裂缝宽度的增加,压裂液伤害程度逐渐减小,但是钻井液伤害程度先增大后减小,存在一个伤害峰值;此外,一步酸可以显著提高裂缝渗透率,解除钻井液/压裂液伤害。该研究对低伤害新型工作液的研发以及储层保护措施的优化具有一定的指导意义。      

基于压力脉冲法的储层基质压裂液伤害评价

低渗透油气藏储层基质致密,发育微纳米孔喉,毛管压力作用明显,在压裂过程中由于压裂液返排不彻底而受到伤害,导致油气藏产能降低。目前大量的研究集中于压裂液对储层裂缝的伤害,忽略了对基质的伤害。基于压力脉冲法测定原理,建立基质渗透率测定模型,并根据模型研发了压力传导仪,系统地研究压裂液对塔里木油田克深地区致密砂岩、四川盆地鲁家坪组以及须家河组页岩储层基质的伤害规律。与常规岩心流动伤害评价方法相比,压力脉冲法不需计量岩心出口端流量,而是以记录流体通过岩心时下游压力随时间的变化来评价岩心渗透性和损害程度,从而解决了低渗透岩心渗透率过低而引起的实验误差大、流量监测时间长等常规评价问题。     

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%。     

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。     

沙特B区块致密砂岩气层保护技术研究

沙特B区块SAHRA储层孔隙度、渗透率低,平均孔喉中值半径小于0.1 μm,属于典型的致密砂岩气层.认清储层损害机理,设计合理的保护储层的钻井液体系是致密砂岩气藏高效开发的前提.敏感性实验研究结果表明,该储层存在中等偏弱速敏、中等偏弱的水敏和盐敏、以及弱的酸敏和碱敏,水锁程度为中等.针对储层损害特征,选用抗温、低滤失的无黏土KCl钻井液体系,为减轻水锁伤害,在钻井液体系中加入SPAN-80.室内实验结果表明,钻井液污染岩心后气测返排渗透率恢复值可达到75%以上.现场应用储层保护效果良好,ATNB-2井SARHA储层表皮系数为-2.     

非渗透钻井液体系在梨树断陷的研究与应用

梨树断陷碎屑岩储层多为低孔低渗致密碎屑岩储层,存在井壁稳定性差和储层保护难度大的钻井技术难点。为增强井壁稳定性和储层保护效果,开展了非渗透钻井液的研究与应用工作。根据钻井液抗温性、抑制性、储层伤害等室内试验评价结果,表明非渗透钻井液抗温稳定性好,防塌能力强,返排压力低,能够有效封堵地层孔隙,渗透率恢复率达到80%以上,表皮因数较低,具有储层保护的效果。     

沁水盆地在用煤层气钻井液伤害沁水3#煤岩室内评价

研究沁水3#煤岩储层钻井液储层伤害机理,对沁水煤层气开发至关重要。室内对比测定了清水、绒囊、膨润土聚合物等3类钻井液伤害端氏煤矿3#煤岩柱塞前后渗透率值。结果表明,清水、绒囊钻井液、膨润土聚合物钻井液伤害煤岩柱塞平均渗透率恢复值为70.88%、84.22%和49.26%。结合渗透率恢复实验数据、煤岩柱塞伤害时漏失情况,分析钻井液储层伤害的主要因素有钻井液滤液及颗粒伤害、煤岩自身煤粉及微粒运移、某些表面活性剂与地层不配伍等。建议钻井使用无固相控制煤粉运移的钻井液,适当使用处理剂封堵地层控制滤液与煤层接触机会,根据具体煤岩情况优选表面活性剂避免煤岩与表面活性剂不配伍造成储层渗透率降低。     

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。      

由钻井液引起土耳其东南地区储层伤害的评价

引起储集层伤害的主要原因是钻井作业期间的微粒运移.叙述了这样一种实验,用一种动态钻井液循环体系测试三种钻井液对土耳其东南地区砂岩和石灰岩渗透率的降低率.按API标准准备非处理膨润土流体、聚合物XT、PACXC三种钻井液各11份,用于11种不同的压力下的实验.岩心塞抽真空后用盐水饱和,并测定初始渗透率.循环钻井液2～3 h,然后从另一端测量岩心塞的恢复渗透率.由于细颗粒侵入了岩心塞,降低了岩心塞的渗透率.最终渗透率和初始渗透率的差值与初始渗透率的比值定义为伤害比,用这个概念来分析渗透率的降低.用含有PACXC的钻井液,石灰岩岩心的伤害比最低,它的渗透率伤害比为32%,而同样条件下砂岩岩心造成了46%伤害比.非处理膨润土钻井液对砂岩岩心的伤害比最高,为78.4%.确定了造成最低伤害比的最优钻井液.伤害比与滤失压力的指数关系式应用于实验数据中.实验数据与相关结果彼此很一致.这个关系方程通过两边取自然对数而线性化,确定了每一种钻井液的相关系数.得到约0.90的高回归系数.这个关系式能够为砂岩和石灰岩岩心塞进一步确定不同压力下的伤害比.     

聚磺混油钻井液对深层裂缝性致密储层的保护能力评价

为了评价和优化塔里木盆地北部深层裂缝性致密砂岩油藏开发中使用的聚磺混油钻井液对储层的保护效果,进行了钻井液动/静态伤害、滤饼承压、流体敏感性、水相圈闭伤害和流体配伍性实验。分析了钻井液伤害的主要机理,探讨了钻井液保护效果评价方法,提出了聚磺混油钻井液优化策略。实验表明:储层钻井液动态伤害中—强,滤液静态伤害中—强,100μm及以下缝宽裂缝承压达10 MPa,流体敏感性伤害较弱,水相圈闭伤害强,滤液与地层流体配伍性差;水相圈闭、流体不配伍和固相侵入是钻井液伤害储层的主要方式;聚磺混油钻井液对储层大缝宽裂缝封堵较差、对小缝宽裂缝控滤失较差是造成储层伤害的主要原因。钻井液储层保护效果评价需综合分析钻井液伤害的主要因素,充分挖潜钻井液动态伤害实验数据,评价钻井液的固相磨蚀粒度降级率。提高钻井液屏蔽暂堵性能、改善钻井液与储层流体配伍性、加入表面活性剂将提升聚磺混油钻井液对深层裂缝性致密砂岩油藏的保护能力。     

低渗透致密砂岩气藏保护技术研究与应用

分析了低渗致密气藏的损害机理与保护措施,认为低渗透致密砂岩气藏在钻井过程中的损害因素主要是水敏损害和水锁损害,其次为固相颗粒堵塞损害。为此,针对试验区块提出了“合理的屏蔽暂堵-强抑制-防水锁” 保护气层技术思路,进行了水锁损害机理与预防方法研究;以自行研制的气层专用保护剂为主剂,研制出了保护气层的钻井完井液配方,并进行了现场试验。实验表明,岩样被水侵之后,渗透率明显降低。因此,对于低渗透岩样,在钻井过程中,尽量避免滤液侵入储层;研制的保护气层钻井完井液配方抑制性强（页岩回收率为97.8%）,岩样气体渗透率恢复率高（大于80%）,能有效减小钻井液对气层的水敏和水锁损害。现场试验表明,该钻井完井液体系抑制能力强,气层保护效果较好。     

保护油气层的防塌钻井液技术研究

保持井眼稳定和保护油气层不受损害涉及较多的工程环节,存在诸多影响因素,钻井液则是系统工程中的一个重要环节.钻井液是打开油气层的第一种工作液,其性能好坏不仅影响钻井施工的正常进行,而且直接影响油气层保护和油气产量.钻井液密度是钻井液的重要性能指标,直接关系到钻井压差的高低.如果按照钻井压差的大小则可把钻井液技术分为两大类,即正压差钻井液技术和负压差钻井液技术.从油气层保护的角度,分析了钻井液密度与井眼稳定和油气层保护的辩证关系,以及钻井液对油气层的损害机理和相应的保护措施,提出了多元协同防塌新原理,即在处理井眼不稳定现象时,除了要考虑钻井液的因素外,还要综合考虑地质、工程、水力学等方面的因素.重点介绍了目前国内外防塌与保护油气层的稀硅酸盐钻井液、有机盐钻井液、聚合醇(又称多元醇)钻井液和合成基钻井液等代表性钻井液新技术.     

钻井液快速封堵油层保护技术

华北油田在屏蔽暂堵技术基础上开发出了适用于砂岩油藏完井作业的快速封堵保护油层钻井液技术.该项技术的特点是封堵带薄且致密,渗透率趋于0,封堵深度小于1 cm,在一定负压差下不能反排解堵,易被射穿,在开采时通过射孔实现储层与井筒连通良好的目标.快速封堵保护油层钻井液技术可根据不同地区砂岩储层的特点和潜在损害因素,有针对性地研制油层保护剂,而且不用考虑油层保护材料的油溶性、酸溶性或水溶性,凡是能够起到快速封堵效果的材料,也包括钻井液中的处理剂均可考虑作为封堵材料.由于钻井液处理剂的引入,使快速封堵型油层保护剂既与现场钻井液有良好的配伍性,又同时发挥了钻井液处理剂的功效,走出了单一采用粒径匹配的固相颗粒进行封堵的思路,使封堵层更加致密,油层保护效果更佳.该项技术在二连油田231口开发井中进行了应用,完善井层百分率由37%提高到85%以上,储层严重损害百分率由36%降低到3.75%.     

3Cr钢在CO2环境中的腐蚀研究

由于非常规储层的特殊性(即低孔、低渗、易膨胀和易破碎等),该类储层在开发过程中极易受到不可逆的伤害。为了认识钻井过程中非常规储层伤害机理,以页岩储层为例,系统地调研了页岩钻井储层伤害的国内外研究现状,分析了目前研究中存在的问题,并对下一步储层保护工作开展提出了建议。研究发现,目前页岩钻井储层伤害研究主要体现在钻井技术和钻井液两方面,但针对非常规储层中井壁稳定性问题的研究相对较少,且对钻井液引起的储层伤害机理认识不够深入。结合页岩钻井储层伤害研究现状,应全面开展非常规储层井壁稳定性、钻井对储层伤害机理和非常规储层钻井液优选的研究。     

页岩钻井储层伤害研究进展

由于非常规储层的特殊性(即低孔、低渗、易膨胀和易破碎等),该类储层在开发过程中极易受到不可逆的伤害。为了认识钻井过程中非常规储层伤害机理,以页岩储层为例,系统地调研了页岩钻井储层伤害的国内外研究现状,分析了目前研究中存在的问题,并对下一步储层保护工作开展提出了建议。研究发现,目前页岩钻井储层伤害研究主要体现在钻井技术和钻井液两方面,但针对非常规储层中井壁稳定性问题的研究相对较少,且对钻井液引起的储层伤害机理认识不够深入。结合页岩钻井储层伤害研究现状,应全面开展非常规储层井壁稳定性、钻井对储层伤害机理和非常规储层钻井液优选的研究。     

裂缝性低渗砂岩气藏水基钻井液欠平衡钻井储层保护

采用水基钻井液欠平衡钻进裂缝性低渗砂岩气层时,裂缝面和基质孔隙内同时存在指向地层的毛细管力,欠平衡压差并不能完全抵消该力,因而为钻井液侵入提供了驱动力。评价水基钻井液欠平衡钻井是否对裂缝性低渗砂岩储层造成损害的相关研究较少,为此,设计了一套试验装置模拟水基钻井液欠平衡钻井条件,研究了裂缝性低渗砂岩气藏在水基钻井液欠平衡钻井过程中的损害情况及其机理。研究结果表明:水基钻井液欠平衡钻井过程中逆流自吸效应以及伴随的钻井液吸附是造成储层损害的主要原因,但损害程度低,侵入深度浅;如果欠压状态不稳定,钻井液会迅速侵入裂缝,影响其渗流能力,并且这种影响随裂缝宽度的增大而增强。     

气体钻井应用于致密砂岩气藏开发的思索

致密砂岩气藏是非常重要的非常规油气资源,其储层致密、孔喉细小、黏土改造作用强、强亲水且原始水饱和度低;采用钻井液钻开储层可能造成较为严重损害,且难以解除,严重影响气井产能。气体钻井是保护该类储气层的最有效技术,可以获得高的产能。我国在应用该技术开发致密砂岩气藏中取得较好的效果,但是部分井的效果差,甚至发生井下复杂情况。由于断层、透镜体和裂缝的作用使得气藏非均质性强,为充分发挥气体钻井的优势,应开展气藏精细描述,综合分析储层发育的主控因素,建立高渗富集区分布模式,优选井位和井身轨迹,这是气井高产稳产的物质基础。由于气体钻井与常规钻井有较大差异,需要做好气体钻井的工程可行性论证,气体钻井和完井一体化设计来实现有效保护气层且投产快;并根据其技术特点加强现场组织实施工作,以达到在安全顺利条件下获得高产气量。     

低渗透致密气藏水基欠平衡钻井损害评价技术

低渗致密砂岩气藏具有孔喉细小、强亲水、裂缝发育等特点,在作业过程中易于受到损害,即使在欠平衡条件下,仍然具有一定的损害可能.在水基欠平衡钻井条件下,低渗致密砂岩气藏主要的损害方式为水锁和应力敏感.利用裂缝可视化测试系统、毛管流动孔隙结构仪等分析测试手段评价了低渗致密气藏的水锁和应力敏感损害.研究表明,低渗致密气藏在欠平衡条件下仍有很强的水锁损害可能,初始渗透率越低,水锁损害程度越大;有效应力一定时,欠压值越小,水锁损害程度越大,过小的欠压值不能起到保护储集层的作用;欠压值一定时,有效应力越大,水锁损害程度越大.目前对欠平衡条件下的水锁损害评价还处于摸索阶段,下一步工作的重点是储集层原地作业条件的真实模拟以及将室内实验结果应用于现场工程设计.图7表6参13