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%。     

保护裂缝性气藏的超低渗透钻井液体系

理论分析和油田现场钻井实践表明,钻井液中液相及固相颗粒侵入裂缝是造成裂缝性气藏储层伤害的主要因素。将理想充填暂堵理论扩展应用到裂缝性气藏的储层保护,把理想充填暂堵剂与成膜剂进行复配优化,利用"迭加增效"作用优选出了保护裂缝性气藏的新型超低渗透水基钻井液。室内评价试验表明:该钻井液体系流变性能优良,易于调整和控制,抗高温能力强,泥饼致密、光滑,可在井壁形成一层致密的隔离层(非渗透膜)。API滤失量可控制在2.3 mL以下,高温高压动态累计滤失量≤0.3 mL,可显著提高裂缝性气藏的储层保护效果。     

“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。      

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。     

理想充填油气层保护技术在青海油田深探井中的应用

青海油田柴达木盆地北缘断块带深探井钻井过程中油气层保护存在一系列技术难点：缺少具有代表性的岩心样品和储层岩性、物性资料；存在高压含气、水层；存在多个储层，各储层之间损害机理有一定差异等。采用人工神经网络储层敏感性预测新方法，对该地区储层进行了敏感性预测。在此基础上，按照理想充填方法对暂堵剂进行了优化设计，并通过大量试验确定出了保护储层的低损害聚磺钻井液配方。现场试验表明：该钻井液体系性能优良，流变性易于调整和控制，抗高温能力强，API滤失量和高温高压滤失量很低，泥饼致密、光滑；油气层保护效果显著，储层渗透率恢复率高达82．54％，表皮系数≤1．5；井壁稳定作用明显，未发生井塌、缩径、划眼等井壁失稳的情况，实现了安全、优质、快速钻进。     

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。     

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。      

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.     

苏北边城地区储层屏蔽暂堵技术及应用

针对苏北边城地区低压低中渗储层的地质特征及油气层损害机理，储层孔隙喉道尺寸及温度情况，研究实施保护该储层的屏蔽暂堵技术。在优选的改性正电胶钻井液中加入暂堵剂后，在很短时间内形成薄而致密的滤饼，最大限度地对地层进行封堵，提高井壁承压能力，阻止滤液和固相进一步向地层侵入，保护油气层，而且能与体系很好地配伍。实验表明，ZD和EP系列暂堵剂在该地区具有很好的暂堵效果，暂堵率达99%，压力返排解堵率可达85%，酸化返排也具有90%以上的恢复率，可以对储层采用酸洗或酸化作业。     

苏丹六区低伤害防塌钻井液技术

针对苏丹六区钻井过程中易于发生井壁失稳和对储层损害大的问题,基于理想充填暂堵剂和成膜剂的协同增效作用,在该地区原用KCl/聚合物钻井液基础上,优选出一种新型低伤害防塌钻井液。室内试验结果表明,该钻井液具有优良的抑制性能,与原用钻井液相比,可显著降低钻井液的滤失量,岩心渗透率恢复率可提高至88.32％,具有显著的储层保护效果。该钻井液在两口试验井三开井段进行了现场试验,并取得了良好的井眼稳定及储层保护效果,有效解决了泥页岩地层井壁失稳和保护高孔、高渗储层的两大技术难题。      

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...     

渤中34-5区块深层小井眼钻井液体系优选

渤中地区沙河街地层微裂缝非常发育,地层易坍塌,井壁稳定周期短。笔者通过研究新型无固相储层强抑制钻井液体系,降低其水活度,提高其抑制性和封堵性,增强井壁稳定周期;选用具有单向液体开关性能的暂堵剂,加强储层保护。     

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。     

油基钻井液在百色油田的应用

百色油田那读组储层具有岩石胶结疏松、水敏性极强的特征,为了提高井壁稳定性及保护油气层,提出了使用油基钻井液。文中通过广泛技术调研形成油基钻井液基础配方,并对其进行常规性能、抗污染性、抑制性及润滑性评价;针对基础配方黏切偏低,对配方中的提切剂加量进行了优选,形成了一套油基钻井液体系方案,并在该区块第1口水平井K8-6HF井进行了首次应用。现场应用表明,油基钻井液性能稳定,失水低,泥饼质量好,井壁稳定性好,封堵防塌能力强,携岩性好,满足现场施工要求,为解决该区块井壁失稳及油气层保护问题提供了新的工艺技术。     

双层结构协同增效保护油气层技术及其室内实验评价

针对屏蔽暂堵保护油气层技术存在的问题,提出了双层结构协同增效保护油气层技术,即通过镶嵌屏蔽剂与膜屏蔽剂复配使用,在封堵较大孔隙或微裂缝基础上形成有效聚合物胶束屏蔽膜,从而有效降低钻井液侵入地层。室内实验评价表明:镶嵌屏蔽剂与膜屏蔽剂的复配使用可产生较好的协同增效保护油气层作用,对钻井液流变性影响不大,具有降滤失作用明显、渗透率封堵率高、封堵强度大、易返排等特点。     

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。     

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。     

组合裂缝储层保护暂堵评价新技术

通过对常规岩心流动仪的技术改造,新组建了一种裂缝岩样应力敏感性及其暂堵评价实验装置,并利用该装置对组合裂缝岩样进行暂堵评价,形成一套裂缝储层保护广谱暂堵型工作液评价新技术,该技术同样可用于深探井广谱型保护油气层钻井完井液研究     

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.     

江苏油田Z1区块保护储层钻井完井液技术

江苏油田Z1区块整体属低孔低渗特细喉储层,Jls2储层敏感性特征为弱-中等盐敏、强水敏、中等-强酸敏、中偏弱速敏和中等偏强水锁.进行了保护油层的完井液研究,提出了减少损害的预防措施,即采用高抑制性的低表面张力型的完井液,结合使用复合广谱型暂堵剂,有效地封堵非均质储层.确定采用聚合醇-甲酸盐复合广谱暂堵型完井液.现场7口井的应用表明,该钻井液完井液体系及储层保护技术满足了Z1区块深井的需要,储层井段表皮系数在-2.78～0.90之间,证明储层得到了较好的保护.