保护高渗砂岩储层的钻井液技术

针对克拉玛依陆9井区吐谷鲁群高渗砂岩油气藏的储层特点，在优选出钻井液基本配方的基础上，采用了将3种类型暂堵剂复配的屏蔽暂堵技术，室内暂堵评价实验结果表明，采用这种暂堵技术可使岩心的渗透率恢复值明显提高。从而较好地解决了该地区高渗砂岩油气藏的储层保护问题。     

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。     

保护高渗砂岩储层的钻井液技术

针对克拉玛依陆 9井区吐谷鲁群高渗砂岩油气藏的储层特点 ,在优选出钻井液基本配方的基础上 ,采用了将 3种类型暂堵剂复配的屏蔽暂堵技术。室内暂堵评价实验结果表明 ,采用这种暂堵技术可使岩心的渗透率恢复值明显提高 ,从而较好地解决了该地区高渗砂岩油气藏的储层保护问题。     

暂堵剂图解优化新方法在钻井液设计中的应用

为使钻井完井液在井壁上形成超低渗透的泥饼,需要依据暂堵剂粒径与储层孔隙尺寸之间的匹配关系,寻找一种科学、合理的暂堵剂优选方法。国内外普遍采用的"1/3架桥规则"和屏蔽暂堵方法主要依据储层的平均孔喉直径优选暂堵剂的颗粒尺寸,这对均质储层较为有效,但难以有效封堵非均质储层中较大尺寸的孔喉。在研究连续颗粒堆积效率最大值原理、理想充填理论和d90规则的基础上,提出了一种暂堵剂颗粒图解优化的新方法,研发的配套软件能够快速、准确地根据储层孔喉尺寸的分布对具有不同粒径分布的暂堵剂产品按一定比例进行合理的复配组合,得到最优的粒径分布,指导钻井液的暂堵优化设计。现场应用表明,利用该方法优选出的复配暂堵剂钻井完井液能有效形成致密泥饼,封堵非均质储层中不同粒径的孔喉,有效阻止钻井液中固相颗粒和滤液侵入油气层。与传统方法相比,对储层岩样的侵入深度较浅(<2 cm),具有更高的岩心渗透率恢复率(>83%)与更低的突破压力梯度(1.05 MPa/m),储层保护效果显著。     

理想充填理论在大港油田的应用

依据颗粒紧密堆积原理,在理想充填理论基础上,以储层孔喉尺寸分布和暂堵剂的粒径分布匹配关系为依据,建立了一种更为科学、有效的优选暂堵剂颗粒尺寸和分布的复配暂堵新方法.介绍了利用理想充填理论及研制的软件开发的保护油层钻井液在大港油田的成功应用情况.试油报告等资料证明,试验井日产油量高于邻井,充分说明了建立起的理想充填暂堵新方法可有效地保护中、高渗储层.     

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.     

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%。     

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文章针对现有屏蔽暂堵理论尚处于经验选择暂堵剂、定量化程度不够的情况，引入分形理论，对裂缝性储层屏蔽暂堵技术进行了定量化的研究。研究认为，裂缝性储层张开度分布具有分形特征,可以用裂缝张开度分布的分维数定量表征裂缝张开度分布的复杂程度；同样暂堵剂粒径尺寸和分布的分维数可定量表示暂堵剂粒径尺寸分布的复杂程度，所以可以两者分维数相近作为优选暂堵剂的原则，从而建立起了裂缝性储层屏蔽暂堵分形理论。取自新疆油田中拐隆起北东斜坡区克84井现场岩心和新疆油田常用的几种暂堵剂，进行了分维数的测定和计算，并利用此理论进行了暂堵剂优选和室内暂堵试验，取得了较好的效果，初步验证了理论的正确性。     

国外保护油气层技术新进展--关于暂堵机理和方法的研究

针对近年来国外在钻井液、完井液中通过加入暂堵剂对储层进行有效保护的研究进展进行了综述，重点介绍了实施暂堵的原理和一些新的方法，即（1）碱溶性微米级纤维素暂堵技术，这种暂堵剂能够对井壁进行快速封堵，减少钻井液中的固相和滤液侵入储层；（2）固相颗粒多组分滤失模型，利用该模型，可分别预测储层岩心受钻井液污染和反排后的损害深度及对渗透率的损害程度，又可用于对钻井液中固相的粒度分布状况进行优化设计，减轻固相对储层的损害；（3）反排时泥饼的清除机理，用初始流动压力的数学模型计算，初始流动压力随渗透率下降而增大，并随损害深度增加而增大，同时初始流动压力与反排速度呈线形增长的关系；（4）孔喉网络模型，可用于模拟微粒运移、沉积及发生堵塞的过程，并可优选暂堵剂尺寸，虽天然的多孔介质并不具有规则的结构，但可通过一个网络结构代替；（5）高渗储层暂堵技术，高渗储层的主要损害因素是固相侵入，因此需使用暂堵剂来形成低渗透泥饼，以防止固相和滤液进一步侵入。总之，油气层保护技术还需要进一步向前发展。     

屏蔽暂堵分形理论在吉林油田的应用

屏蔽暂堵技术是防止入井流体固相和液相侵入储层的最有效方法之一，而选择与储层孔隙尺寸最佳匹配的屏蔽暂堵剂则是暂堵技术成功实施的关键所在。针对在现场应用中暂堵剂优选理论精确化与定量化程度不足的情况，引入屏蔽暂堵分形理论，描述了吉林油田储层孔隙尺寸分布和暂堵剂分形几何分布特征，并介绍了屏蔽暂堵分形理论、分维数的计算。利用此理论对吉林油田岩心进行了暂堵实验，取得了较好的效果，验证了屏蔽暂堵分形理论的正确性。     

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.     

多级架桥暂堵储层保护技术及其应用效果评价——以四川盆地磨溪-高石梯构造龙王庙组储层为例

四川盆地磨溪-高石梯构造下寒武统龙王庙组储层具有巨大的开发潜力,属于裂隙-孔隙型储层,已有的研究成果表明,该类型储层容易受到碱敏、水锁及固相粒子的损害。为此,在对磨溪-高石梯构造龙王庙组储层特征分析基础上,评价了龙王庙组储层潜在损害因素：水敏、碱敏、速敏、应力敏感,并依据孔喉渗透率贡献率的多峰分布理论,提出了多级架桥屏蔽暂堵储层保护技术。通过室内实验优选出了多级架桥暂堵钻井完井液配方,评价了加入多级架桥暂堵剂前后对钻井液性能及对岩心渗透率恢复值的影响,并在该区20口井次进行了现场试验。结果表明：多级架桥暂堵材料对井浆性能影响小,所用的多级架桥暂堵钻井完井液室内岩心渗透率恢复值达80%以上,平均储层岩心渗透率恢复率由实施前的65%提高至84.5%,具有较好的储层保护效果。     

“多级孔隙最优充填”暂堵方法与现场试验

为了提高对渗透率贡献较大孔隙孔径分布不集中储层的暂堵效率,提出了"多级孔隙最优充填"暂堵方法。该方法基于"隔层堆积"理论,将储层孔隙与暂堵微粒的连续分布进行离散处理及匹配,对储层多级孔隙进行"最优充填",即可得到架桥颗粒的标准粒度分布曲线。对岐口凹陷某区块储层岩心进行连续分布孔隙离散后,对其进行"多级孔隙最优充填",依据得到的标准粒度分布曲线对现有的暂堵剂颗粒分布进行了优选,1 000目碳酸钙的粒度分布最接近标准粒度分布曲线。储层保护试验结果表明,加入利用"多级孔隙最优充填"方法优选暂堵剂颗粒的钻井液具有良好的暂堵效果,其污染深度0.9 cm,污染端切去后其渗透率恢复率达97.29%。现场应用结果表明,加入优化暂堵剂颗粒的钻井液能形成封堵层,阻止钻井液滤液侵入地层。这表明"多级孔隙最优充填"方法可用于孔隙孔径分布不集中储层暂堵颗粒的优选,暂堵效果优良。      

屏蔽暂堵技术在河南油田的应用

以河南下二门油田为研究对象,研究了泥浆处理剂及完井液对储层的损害程度,选择苛化泥(生产烧碱的副产物,粒径峰值13～35μm)、超细碳酸钙为架桥粒子和充填粒子,磺化沥青为可变形填充粒子,采用PAC或复合离子泥浆体系进行试验。结果发现,该技术暂堵效果好,渗透率恢复值高,施工简单,成本低,易于推广。在现场试验了10口井,效果明显。     

镶嵌剂与成膜剂协同增效保护储层钻井液室内研究

在钻井过程中,为了减少钻井液对油气储层的损害,通常采用储层暂堵技术,而该技术的关键是要求暂堵粒子尺寸与地层孔喉合理匹配,这种匹配关系很难把握,从而影响保护油气层效果。针对传统暂堵技术在应用中的不足,提出了镶嵌剂与成膜剂协同增效保护储层技术。采用钻井液传统评价与砂心试片评价相结合的方法,筛选出了保护油气层的镶嵌剂XQ-3和成膜剂DL-7,室内试验结果表明,将两者复配后加入钻井液中,岩心渗透率暂堵率达到99.6%,岩心切片渗透率恢复率达到99.4%,与传统的暂堵剂相比分别提高了20.6%和15.3%,表现出良好的协同增效暂堵效果及对不同孔喉更好的适应性能。因此,XQ-3和DL-7是保护油气储层的理想钻井液添加剂。      

元坝海相超深水平井均匀布酸技术研究及应用

碳酸盐岩水平井酸化改造的关键问题是水平段如何均匀布酸,常用方法是采用多级暂堵工艺。但元坝海相长兴组气藏由于埋藏超深、温度高,常规的暂堵剂无法满足施工要求。为此,研制了新型有机纤维暂堵剂,输送介质采用高黏压裂液,室内实验测试可降低岩心渗透率1 000倍以上,具有较好的物理暂堵效果,同时纤维在高温酸液中溶解率高,实现了暂堵后零残留。酸化前利用液氮诱喷钻井液净化水平井井筒,酸化工艺采用多级暂堵交替注入,依据水平段储层分布及衬管段确定暂堵级数,暂堵液与胶凝酸以“初期低排量、暂堵定排量、后期大排量”的方式交替注入,实现水平段的均匀布酸。该工艺在现场实施4口井,暂堵有效率近80%,增产有效率100%,表明对深层碳酸盐岩水平井改造有较好的针对性。     

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。     

低渗透储层多级架桥暂堵储层保护技术

水锁、水敏及碱敏等造成了低渗透砂岩储层渗透率难以恢复的伤害,成为了储层保护的技术瓶颈。为此,依据屏蔽暂堵技术原理,以岩心实验确定的对渗透率贡献最大的孔喉半径区间为依据,研制出了与储层孔喉渗透率贡献率分布相匹配的多级架桥暂堵油气层保护剂,它由多级架桥粒子FDPD和可变形粒子FEP组成,在钻井液中最佳加量分别为4%和2%～3%。室内对加入多级架桥暂堵油气层保护剂前后钻井液性能变化和岩心渗透率恢复值进行了实验评价。结果表明：①岩心渗透率恢复率达85%,能很好地保护低渗透储层;②多级桥架暂堵剂加入钻井液后,虽钻井液的黏度和切力有所上升,但波动不大,能够满足工程的要求;③中压滤失量和高温高压滤失量降低,更有利于储层保护。2口应用井与同区块其他井相比油气产量明显提高,起到了良好的储层保护作用。该技术具有低成本、施工方便等特点,是一种切实可行的低成本且安全可行的油气层保护方法。     

KCl有机正电胶钻井液在G104-5P1井的应用

冀东油G104-5区块Ng油藏属于普通稠油油藏,油层粘土矿物含量较高,渗透率在空间分布很不均匀,流动孔喉分布较宽,钻井液固相和滤液对油层伤害较严重.针对该区块Ng的油层特点,在室内试验的基础上,选用了复配暂堵剂配制成的KCl有机正电胶钻井液,并配合屏蔽暂堵技术进行了油层保护.在G104-5P1井的应用结果表明,KCl有机正电胶钻井液能在近井壁处形成滞流带,防止了流体对井眼的冲蚀,利于井壁稳定.KCl有机正电胶钻井液以高密度的正电荷、特殊的钻井液结构、独特的流变性、适宜的滤液矿化度更适合该区块的勘探与开发.