页岩气钻井储层潜在损害分析和保护技术探讨

随着我国传统油气资源的日趋紧缺,页岩气成为近十年来我国最具有吸引力的新兴能源之一。目前,我国页岩气研究起步较晚,开发技术相对落后,在钻井的过程中不适当的操作及处理,页岩气储层极易受到不可逆的伤害,此时,储层潜在损害因素分析和保护技术讨论显得尤为重要。文章以页岩气储层为例,在系统调研了国内外钻井过程中页岩气储层相关文献的基础上,并结合我国页岩气储层的地质特征,总结归纳了页岩气储层潜在损害因素与保护技术,并提出应立即全面开展页岩气储层伤害机理、评价标准和保护技术研究的建议。     

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。     

玻璃微珠目数与砂床特征的回归分析模型

中压砂床滤失评价方法可以直观评价储层段的防漏堵漏效果,但是玻璃微珠有很多规格,如何根据储层参数选择匹配的砂床,一直没有规范可以参考。通过扫描电镜自带软件,分别测定不同目数玻璃微珠对应砂床的孔隙直径,并分别采用线性回归模型、线性模型EM算法及非线性模型EM算法进行了回归分析。通过对比3个模型的优缺点及拟合程度,决定采用非线性模型EM算法来描述玻璃微珠目数与砂床特征的对应关系,从而改进了可视式中压砂床滤失评价方法,建立了一种可以与储层参数相匹配的储层段防漏堵漏评价方法。     

国内外钻井及储层改造过程中致密砂岩气藏储层保护技术现状研究——论适用于塔里木油田致密砂岩气藏储层保护技术

塔里木油田致密砂岩气藏储量巨大,随着钻井工程技术以及气藏增产改造技术的不断进步,致密砂岩气藏资源的开发将备受重视。致密砂岩气藏与常规油气藏差异较大,普遍具有超低渗透率,超低孔隙度和超低含水饱和度的特点,并且储层岩石性质多变,埋藏较深,温度较高,高压、异常高压井广泛存在。条件的复杂性导致致密砂岩气藏在钻探开发过程中极易受到伤害,导致产量急剧下降甚至丧失的情况。侵入液体的相圈闭伤害以及储层岩石的敏感矿物与侵入液相互作用产生的理化反应是导致致密砂岩气藏产能下降的主要原因。除此以外乳化堵塞、多相流效应、润湿反转效应等因素也会导致气藏渗透率进一步降低。对于天然裂缝发育的致密砂岩气藏,固相颗粒堵塞裂缝通道是储层伤害的一个不可忽视的因素。目前国内致密砂岩气藏储层保护技术发展较慢,可借鉴国内外先进的储层保护技术,提高塔里木油田致密砂岩气藏的开采效果。     

入井液储层保护技术研究进展概论

入井液在钻井过程中起到至关重要的作用,对储层的伤害也是不容忽视的。钻井液、酸化工作液、压裂液中,对储层有不同程度的损害,钻井、完井液损害主要为固相损害和水锁,酸化工作液损害为配伍性,压裂液损害为破胶后残留物不反排。并分别介绍了各个工作液技术的发展现状与新技术。     

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%。     

基于压力监测技术的油井泥浆密度和流量的控制

设计采用双压力传感器组合的方法构成一种压差式泥浆密度测量设备。假设两个压力传感器之间的钻井液密度是一样的,要确保每一组压力采集间隔内,井底流体都能循环至两个压力测量点以上的位置,又要考虑对压力传感器灵敏度的要求不能过高。借鉴地面传感器和国外综合设备流速测量的方法,可以使用节流原件两端的压力差在线计算井下泥浆的环空流量。在接近钻头处安装包含该节流元件的设备,泥浆流经节流元件就会产生压力差,将节流元件两端作为两个压力测量点,就可以得到节流元件两端的压差值,计算出环空泥浆的流量和流速。     

基于致密砂岩气藏初始含水饱和度的水锁伤害评价

针对现有的水锁伤害评价方法不适用于致密气藏岩心的现状,建立了基于初始含水饱和度情况下的抽真空饱和水锁伤害评价方法,完成一种塔里木油田聚磺钻井液滤液对岩心的水锁伤害实验,并通过使用气测渗透率的方法,测定污染前后岩心的渗透率变化,计算钻井液滤液对岩心的水锁伤害程度的方法。该实验方法可以对比初始含水饱和度条件下岩心的气体渗透率和束缚水饱和度条件下的气体渗透率变化情况,相对于常规方法更加符合气藏的实际状况。实验过程中,设计了致密砂岩气藏较低初始含水饱和度的建立方法。另外,开展实验评价了抽真空饱和时间、气驱返排时间、气驱流速等对抽真空饱和法的影响。用建立的实验方法测定了塔里木油田聚磺钻井液滤液对致密岩心的水锁伤害程度为54.83%~72.73%。      

油基钻井液损害气藏机理研究

油基钻井液被普遍认为是钻完井过程中保护储层的有效措施之一,但越来越多的研究表明油基钻井液对油气藏存在一定的伤害。文章结合塔里木油田库车山前致密砂岩气藏特征,系统的分析了油基钻井液伤害气藏的机理。油基钻井液损害气藏储层主要由固相堵塞、多相流效应、润湿反转和乳液堵塞引起,实验结果表明,不同种类固相对气藏伤害程度按从重到轻顺序排列:纤维材料刚性材料可变形材料微粉重晶石;油基钻井液会给气藏引入第三相,产生三相流,增加流动阻力,造成气藏伤害;油基钻井液能使岩心从水湿性变成了弱亲油性,使得储层渗透率下降,其中乳化剂和润湿剂对储层润湿性影响最大,其次是稳定剂、有机土;乳状液堵塞孔喉造成的储层伤害不是永久的,会随着温度的升高而部分恢复。