吐哈油田裂缝-孔隙性油气藏保护技术

裂缝性储层受损害的主要原因是固相或液相的侵入。由于钻井液固相粒径与裂缝大小不匹配，使裂缝成了钻井液的流动通道，造成储层永久性损害。开发出了裂缝-孔隙性油气藏暂堵材料LF-1和EP-1，研究了保护裂缝-孔隙性油气藏钻井液性能要求及处理工艺。并对该技术在4口井上的初试做了评价。结果表明，暂堵材料LF-1和EP-1与钻井液有很好的配伍性，钻井液密度易控制，有良好的滤失造壁性和较强的抑制性，满足了裂缝-孔隙性油气藏保护的需要。为今后吐哈盆地保护裂缝-孔隙性油气藏奠定了基础。     

哈萨克斯坦北特鲁瓦油田“一体化”井钻井液技术

哈萨克斯坦北特鲁瓦油田近年来大力推行的“一体化”钻井模式,对钻井液技术提出了挑战。针对这一情况,对北特鲁瓦油田的地质工程概况和钻井液技术难点进行了分析,室内研究形成了一套饱和盐聚磺钻井液体系,并优选出2种屏蔽暂堵材料,ZD-1是一种可酸溶刚性粒子,EP-1是一种油溶性可变形颗粒,2者粒径与油层孔喉尺寸匹配,加入2% EP-1和3% ZD-1的暂堵剂后,钻井液体系的渗透率恢复值达到89%,超过了85%的控制指标,满足现场施工要求。在哈萨克斯坦的首口“一体化”井H817进行了应用,顺利钻达目的层,平均井径扩大率控制在8%以内,机械钻速提升15.2%,屏蔽暂堵钻井液技术可满足碳酸盐岩孔隙型、微小裂缝型储层保护要求,日稳产原油110 t,较邻井产量提升26.4%。      

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。     

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.     

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。     

HT-10高温屏蔽暂堵剂研制与应用

筛选出水不溶而油溶的两种颗粒材料HP－15和TB－1，根据地层孔隙直径1／2－1／3两颗粒和三颗粒架桥原理确定其粒径分布，借助悬浮剂制成了浓缩悬浮液（使用时稀释至要求浓度），供高温油藏井下作业前对地层进行蔽屏暂堵，防止伤害，该屏蔽暂堵剂（HP－10）在140℃对不同渗透率人造岩心的水相暂堵率Dw为96．5％－99．8％，煤油解堵率（油相渗透率恢复率）H0为95．3％－97．2％；对天然岩心砂充填模型的水相（埕岛油田地层水）暂堵率Dw为96．1％和97．8％，原油解堵率H0为93．3％和94．6％，在0．1－0．2MPa范围内逐步加大HP－10注入压力，140℃下人造岩心的水相（盐水）暂堵率Dw逐步增大（82．6％→100％），煤油解堵后水相渗透率恢复率Hw逐步减少（98．1％－93．3％），该剂在胜利渤南高温油田已成功用于8口井洗井，压井，检泵等作业前的油层屏蔽暂堵，简介了施工工艺和1口井检泵作业的良好效果。     

“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。      

广谱暂堵技术在新疆陆9井区砂岩储层保护中的应用

针对新疆油田陆9井区的中、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，运用分形理论对储层孔喉和暂堵剂颗粒的尺寸与分布进行了分析。从而优选出颗粒尺寸及分布与储层孔喉尺寸及分布相匹配的暂堵剂，采用能起架桥作用和填充作用的颗粒状暂堵剂以及可变形的油溶性暂堵剂复配使用的广谱暂堵技术。实验结果表明，应用分形理论优选的暂堵配方具有较好的暂堵效果，可有效地避免储层受到严重损害；采用该优选方法能使岩心的渗透率恢复值明显提高，侵入深度明显降低，较好地解决了该地区高渗油气藏的储层保护问题；暂堵剂对钻井液性能有一定的影响，但只要加量适当，各项性能参数均能满足钻井工程的要求。     

酸液油溶性暂堵剂XH-1的室内评价

在油田酸化作业中,由于地层孔隙或裂缝的问题,使注入的酸液大部分只能波及到整个产层渗透率较高的区域内,波及系数小,影响了酸化效果,为此开发了XN—1暂堵剂。经过对油溶性暂堵剂XN—1的主要物理化学性能的评价及暂堵、解堵效率的考察,证明了XN—1暂堵剂具有良好的油溶性、水不溶、酸不溶性,且与酸液添加剂的相容性好,可应用于裂缝性油田酸化暂堵作业。     

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。     

哈南油田保护储层钻井完井液新技术

针对二连地区哈南油田储层特性和使用钾铵基钻井完井液体系特点,研究出一种新的保护油封堵剂L－RP,加入L－RP后的钻井液能在一定深度内彻底封堵储层孔喉,减少钻井液及后续流体进入储层的量,降低外来流体对储层的污染,该封堵层经射孔后解堵,所以封堵层深度必须小于射孔深度,以便射孔后井筒与储有较完善的连通,达到保护油层的目的。L－RP主要成分为磺化沥青和惰性粒子,与储层特性与钾铵基钻井完井液体系配伍性好,同时提出2项评价保护储层效果的参数,封堵效率和封堵深度。封堵效率应大于90％,封堵深度应小于1cm,在哈南油田现场应用表明,保护油层封堵剂L－RP的保护油层效果良好,完善井达到了100％。     

钻井液用纳米封堵剂研究进展

分析了硬脆性泥页岩井壁失稳的原因,介绍了纳米材料特点及其应用,并概述了国内外钻井液用纳米封堵剂的研究进展,包括有机纳米封堵剂、无机纳米封堵剂、有机/无机纳米封堵剂,以及纳米封堵剂现场应用案例。笔者认为:利用无机纳米材料刚性特征以及有机聚合物可任意变形、支化成膜等特性,形成的一种核壳结构的无机/聚合物类纳米封堵剂,能够很好地分散到钻井液中,且对钻井液黏度和切力影响较小,这种类型的纳米封堵剂能够在低浓度下封堵泥页岩孔喉,建立一种疏水型且具有一定强度的泥页岩人工井壁,这不仅能够阻止钻井液侵入,而且还能提高地层承压能力,无机纳米材料与有机聚合物的结合是未来钻井液防塌剂的发展方向。      

缓释型泥浆清除剂在W9P1井的应用

W9P1井在正常生产过程中被临近井钻进过程中泥浆侵入储层不出液,室内溶蚀实验证明泥浆固结物堵塞伤害无法采取常规酸化措施解除。优选滤饼清除率达82.67%的泥浆清除剂对固结物进行处理,在地层温度下浸泡0.5h后泥浆固结物均匀分散呈粉末状。室内腐蚀实验说明泥浆处理剂可以在管柱表面形成钝化膜,现场施工不用加入任何缓蚀剂,最终确定采用直接注入缓释型泥浆清除剂后抽汲排液的方式进行泥浆解堵。现场施工取得成功,该井恢复产能。     

逆土酸增注技术在大港油田的推广与应用

逆土酸系指氢氟酸浓度和用量高于盐酸浓度和用量的土酸,它处理地层的机理与土酸相同。在大港油田的逆土酸酸液中加入一种可以抑制氧化物沉淀或絮结成胶状物的"溶蚀剂",避免了地层酸化后新的堵塞。用高浓度大剂量的氢氟酸对泥质堵塞为主的地层解堵和在改造以粘土胶结为主的泥质砂岩地层或钻井液堵塞中的碳酸岩成分较少时,大大增强了酸液对泥质堵塞物的溶蚀能力,所以逆土酸对地层渗透性的改善程度就优于常规土酸。     

扎纳若尔油田钻井液工艺技术

扎纳若尔油田是CNPC出资控股,与哈萨克斯坦共同组那宾阿克纠宾油气股份公司属下的主力油田。该油田的主要油层为石灰系,深度为2800-3800m左右。该油田的地层情况非常复杂,在钻井施工中经常发生井塌,井漏、卡钴等井下复杂事故,甚至造成井报废,为了提高钻井速度和效率,采用中国的钻井液体系,即一开选用密度为1.05-1.15g/cm^3的两性离子聚合物钻井液;二开用密度为1.05-2.00g/cm^3的两性离子聚磺饱和盐水钻井液体系;三开选用密度为1.14-1.16g/cm^3两性离子矣磺屏蔽暂堵钻井液,该套钻井液体系解决了大段粘土层,泥岩地层造浆,软泥岩塑性流动引起的起钻遇卡,下钻遇阻,划眼等井壁稳定问题;屏蔽暂堵技术提高了油层承压能力,避免了井壁稳定问题;屏蔽暂堵技术提高了油层承压能力,避免了井漏,较好地保护了油气层。该套钻井液体系适应了该区域地层特点,满足了钻井施工要求,油井日产量比过去提高了30%。     

CPDF在委内瑞拉CARACOLES油田的钻井液服务技术

委内瑞拉CARACOLES油田的钻井液技术服务,由中国石油钻井液有限责任公司（CPDF）在2000年5月30日中标。在此之前该油田的钻井液技术服务由BAKER HUGHES INTEQ公司和BABOID DRILLING FLUID公司提供。因上部泥岩地层造浆严重;下部煤层易坍塌,砂岩地层渗透性强,易缩径。钻井过程中,造成煤层和页岩地层坍塌、起钻遇卡、下钻遇阻、固井质量差等复杂情况。CPDF在服务过程中根据地层特点,一开采用膨润土钻井液;二开使用分散钻井液体系;下部井段使用生物聚合物钻井液体系。应用表明,该套钻井液体系有很强的抑制性和稳定性,携砂能力强,配合使用超细碳酸钙和Fiber LCM保护油气层酸溶性纤维封 堵剂,提高了下部大段煤层的稳定性和页岩裂缝封堵能力,用中国产的钻井液材料解决了委内瑞拉CARACOLES油田钻井过程中出现的井塌、缩径、井漏等复杂问题,提高了固井质量。     

KCl-BPS聚合物钻井液体系

针对冀东油田高104-5区块高孔、高渗、疏松稠油油藏的特点,以黑色有机正电胶为油层保护主剂,按照屏蔽暂堵新原则选择不同类型的暂堵保护油层材料,并加入氯化钾和聚合物配制成一种保护油气层机理全面的新型广谱屏蔽暂堵保护油层钻井液体系KCl-BPS聚合物钻井液。室内研究和现场试验表明,该体系携岩能力强,抑制性好、润滑防塌效果显著,钻井液性能易于维护和调整,暂堵保护油层效果好。     

柯深101井钻井液技术

柯深101井是集团公司的一口重点高难度井,设计井深为6850 m,采用3种体系、4项工艺的钻井液技术措施.在井深5000 m以上井段,使用不分散聚合物体系,钻井液技术主要以提高钻速为主,钻遇高压盐水层时,用BaSO4和BGH以73的比例加重,这有利于低压地层的防压差卡钻;进入低压带后加入2%SLD-1随钻堵漏剂,防止渗漏,加入2%的XC-1和XC-2、3%的YL-180封堵地层孔隙,并加入3%MHR-86润滑剂;在井深4100m以下为稳定井壁加入3%多元醇PE-l,顺利钻穿易粘附卡钻地层.在深部、易塌井段使用KCl聚磺体系,在4814.9～5200 m井段,钻井液中未加入KCl,维护以磺化处理剂胶液为主;在5200～5600 m井段,加入5%KCl,并保持多元醇PE-1和KCl的含量;在井深5600 m以下井段,钻井液维护以磺化处理剂为主,防塌剂以阳离子乳化沥青为主.小井眼段(ψ149.2 mm×6850 m)使用钙处理欠饱和盐水体系,该钻井液性能稳定,粘度和切力小,使钻进正常,起下钻畅通无阻,开泵顺利.     

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。