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。     

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%。     

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。     

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.     

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。     

优选钻井液中暂堵剂颗粒尺寸的理想充填新方法

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、高渗储层实施暂堵和保护的新方法.依据该方法研制、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.试验结果表明,优选出的复配暂堵方案能有效地形成致密泥饼,与传统方法相比,岩心的渗透率恢复值明显提高,从而能有效阻止钻井液中固相颗粒和滤液侵入油气层.现场试验证实,应用该项技术可取得十分理想的保护储层的效果.     

涠洲W油田多压力系统储层定向井钻井液优化技术

涠洲W油田储层段存在多压力系统,导致常规PLUS/KC1钻井液因流变稳定性较差而老化后增黏变稠、封堵材料单一使钻井压差超过26 MPa时发生井漏、暂堵剂粒径分布不合适使储层保护效果欠佳等问题.在常规PLUS/KCL钻井液配方基础上,通过优化处理剂加量提高体系流变稳定性,优选封堵剂及复配组合提高封堵能力,同时优化暂堵剂粒...     

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。     

采用屏蔽暂堵技术保护油气层

在钻井过程中,为了减少钻井液对油层造成的损害,在宋芳屯油田芳407区块选择了50口井采用屏蔽暂堵技术保护油气层钻井。储层孔喉尺寸特征是涉及屏蔽式暂堵技术成败的关键,只有采用粒级分布与储层孔喉尺寸相匹配的暂堵剂才能达到保护油层的目的。因此通过取心井岩心室内实验研究,分析孔喉分布区间,确定油层保护重点对象。选择合适储层特征的暂堵剂,并对其屏蔽效果进行室内评价。完钻井后,通过加测表皮系数对其进行试验效果评价。     

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。     

理想充填暂堵钻井液室内研究

钻井过程中,传统的暂堵方法主要是依据储集层的平均孔喉直径优选暂堵剂的颗粒尺寸,因此难以有效封堵对油气层渗透率贡献很大的那部分较大尺寸的孔喉.中高渗砂岩储集层一般具有渗透率分布范围广、孔隙度大和孔喉尺寸分布范围大的特点,且常以泥质胶结为主.中高渗砂岩储集层损害的主要机理是钻井液中固相颗粒和滤液的侵入以及黏土的水化膨胀和分散.在优化聚合物钻井液的基础上,采用了理想充填暂堵技术,用动态岩心污染实验仪进行了评价.实验结果表明,原有钻井液对岩心损害较为严重,优化后钻井液能明显提高岩心渗透率恢复值,进一步采用理想充填暂堵技术可以明显降低钻井液的动滤失量和最大突破压差,提高岩心渗透率恢复值,从而减轻储集层损害.图5表3参12     

“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。      

钻井液屏蔽暂堵层强度的确定模拟实验研究

钻井液屏蔽暂堵层强度的确定是钻井工程设计中的关键内容之一，它为设计井身结构、钻井液密度、钻井液类型与屏蔽暂堵材料选择等提供科学依据。选取具代表性的岩心，利用高温高压动态损害评价仪和RTR—100三轴岩石力学测试系统，模拟不同钻井液在实际钻井过程中形成暂堵层，定量测定了钻井液屏蔽暂堵层的强度。这种测试系统具有快速、精确、工作压力高的特点，为今后暂堵层强度测定提供了一种新思路。实验结果表明，油基钻井液体系形成的暂堵层强度小于水基钻井液；对于同一种钻井液，高渗透岩心的暂堵层强度小于低渗透岩心。最后通过对实验结果的分析，认为钻井液中的暂堵颗粒粒径分布必需与储层主流喉道半径相匹配，才能获得更致密的暂堵层；为了更好地保护储层，建议钻井正压差应尽量小于室内测定的钻井液暂堵层强度。     

海南福山凹陷保护油气层钻井技术

通过室内试验分析了压差及浸泡时间对保护油气层的影响,并对相应的暂堵效果进行了分析。试验结果表明,渗透率随浸泡时间及压差的增加均有下降趋势;如果钻井液选择合理,其固相颗粒与孔喉匹配可以达到较好的暂堵效果;暂堵技术实施中应针对储层渗透率贡献大的孔喉进行封堵,而非孔喉中值。采取了较合理的保护油气层措施后,花X4井取得了较好的效果。     

阳离子乳化沥青对油层的保护作用

在钻井过程中为了达到保护储层的目的,通常根据储层的平均孔喉半径,在上部钻井液中加入合适粒径的暂堵剂,再配合胶体填充粒子等,将上部钻井液改造为完井液;但往往在实际井中,储层孔喉半径分布范围较宽,导致经改造后的钻井完井液仅对某井段具有较好的屏蔽暂堵效果,而对另外的井段则不能起到较好地保护储层作用。针对储层孔径分布范围较大的特点,配制了17个配方,分别进行了污染试验,根据室内岩样污染评价结果,提出了采用原浆加3%阳离子乳化沥青进行屏蔽暂堵技术,室内评价表明,该技术对储层有很好的保护作用。     

应用屏蔽暂堵技术提高致密砂岩气层测井识别能力

致密砂岩气层低孔低渗、低初始水饱和度和裂缝发育等特征使其极易受到钻井完井液损害。钻井完井液侵入诱发的水相圈闭损害将使测井数据不能反映地层真实情况,导致气层测井响应弱或无,错判漏失气层。屏蔽暂堵技术在井壁形成薄、韧和渗透率近于0的滤饼,能减少和防止固相侵入和水相圈闭损害。以鄂尔多斯盆地北部塔巴庙致密砂岩气藏为研究对象,通过屏蔽暂堵钻井完井液室内评价和现场应用前后常规测井资料分析指出,屏蔽暂堵技术改善滤饼质量、井径和井壁粗糙度,为测井数据提供良好的采集环境,提高气层测井响应和测井解释含气饱和度,促使了高产气层发现。通过毛细管自吸实验揭示出水相圈闭损害是暂堵技术前未发现盒2+3高产气层的原因。     

屏蔽式暂堵技术中钻井液固相颗粒的最优化计算方法

采用屏蔽式暂堵技术时,如何确定钻井液中固相颗粒的粒径及其所占比例是一个关键因素。分析了内、外屏蔽的形成机理。认为储层中的孔隙喉道截面和外屏蔽(滤饼)中已沉积颗粒之间的孔隙喉道截面都可处理为曲边三角形,根据曲边三角形的内切圆半径可以确定下一级颗粒的半径。钻井液中固相颗粒粒径的最佳比例关系为1,0.16,0.07,0.037,0.023,0.016,……。此计算结果与实验结果相一致。给出了各级颗粒数量所占比例的计算方法。