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。      

新型屏蔽暂堵剂ZDJ室内性能评价

针对传统保护油气层技术和弹性体屏蔽剂的不足,合成了一种具有壳核结构的新型屏蔽暂堵剂ZDJ,该屏蔽暂堵剂利用其可变形特点嵌入孔喉表面,起到保护油气层作用,不需要其粒径与地层孔喉直径及分布准确匹配。新型屏蔽暂堵剂由一定量的AM、AMPS、DMC、N,N-亚甲基双丙烯酰胺和无机试剂A,通过自由基聚合法合成,中间黑色部分为刚性核,边缘透明部分为弹性体。其性能评价结果表明,当无机试剂A质量分数为50%时,ZDJ封堵性能最佳;0.5% ZDJ的砂层侵入深度为2.3~5.9 cm,API滤失量为8.5 mL;将ZDJ、磺化沥青和LV-CMC进行复配,当3者比例为4.5:1.5:1.0时,钻井液封堵性和降滤失性达到最佳,1.0%复配体系的砂层侵入深度为0.6~2.7 cm,API滤失量为6.1mL,200×10-3~300×10-3 μm2人造岩心渗透率暂堵率为99.2%,渗透率恢复率为99.3%;说明ZDJ、磺化沥青和LV-CMC具有较好的协同增效作用,能有效阻止钻井液流体和固相颗粒侵入油气储层孔隙,到达保护油气储层目的。      

镶嵌屏蔽钻井液研究及应用

针对油层非均质性强及油层孔径难以准确预知等特点,提出了镶嵌屏蔽保护油气层技术,该技术利用镶嵌屏蔽剂具有弹性可变性和直径大于储层孔隙直径的特点,使镶嵌屏蔽剂颗粒部分镶在孔隙入口处(不进入孔隙),对较宽孔径分布的油层具有很好的暂堵作用,且有利于反排和渗透率恢复。室内评价结果表明,以镶嵌屏蔽剂为主剂研发的镶嵌屏蔽钻井液具有低侵入、单向封堵、防塌性能好、抗污染能力强及润滑性好等特点,满足了钻井过程中快速钻进及保护油气层的要求,现场应用4口井的平均井眼扩大率仅为6.2%,远低于同区块油井的平均井眼扩大率(12.3%)。     

无土相钻井液屏蔽暂堵技术研究与应用

无土相钻井液中能否进行“屏蔽暂堵”保护油气层,一直为人们所关注。长期以来存在两种观点：一种观点认为无土相钻井液没有必要进行屏蔽暂堵保护,另一种观点认为无土相钻井液其液相对地层的损害远远大于固相对地层的损害,从而更应该采取屏蔽暂堵技术来保护产层。本文通过对无土相钻井液“屏蔽暂堵”技术的室内试验,解决了技术难点。利用惰性级配超细碳酸钙作为骨架粒子,利用乳化硬质沥青作为封堵粒子,形成封堵层防止钻井液浸入产层。在威东７井应用说明：在无土相钻井液中进行屏蔽暂堵技术是可行的、有效的,能保护油气层。     

广谱型屏蔽暂堵保护油层技术在大港油田的应用

广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术是对传统屏蔽暂堵保护油气层技术理论的继承与发展,该技术是依据储层的d流动50和最大流动孔喉直径来确定不同渗透率层段需要的暂堵剂粒子直径,使得屏蔽暂堵理论更具科学性.大港油田钻井泥浆技术服务公司依据该理论,在室内完成了系统的油层保护效果评价实验和油层保护添加剂与井浆的配伍性实验.室内实验表明:广谱型屏蔽暂堵剂能在较短时间内有效地封堵地层孔隙喉道,形成高强度保护带,对油气层具有良好的保护效果;暂堵深度较浅,满足射孔解堵要求;暂堵剂与井浆配伍性强,现场易于维护处理.在港东、段六拨和枣81×1三个区块的现场试验证明:适用于渗透性好而不均质的砂岩油藏,暂堵剂对钻井液性能基本无不良影响,提高钻井液抑制性,且对钻井液润滑性能有一定程度的改善,减少了复杂事故,缩短了油层浸泡时间.广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术的成功实施,会大大减少完井后期作业量,提高油井的产量.     

镶嵌屏蔽剂室内合成及评价

以丙烯酰胺、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸和刚性粒子A为原料,经聚合及交联合成壳核结构产物作为镶嵌屏蔽剂。通过单因素实验确定了合成的最佳实验条件,并对其降滤失性和封堵性能进行室内评价。实验结果表明,合成最佳实验条件为单体浓度30%、反应温度40℃、刚性材料A浓度50%;合成的镶嵌屏蔽剂具有较好的封堵性和降滤失性,0.5%镶嵌屏蔽剂在40~60目砂层侵入深度为5.9cm,80~100目砂层侵入深度为2.3cm,API滤失量为8.5mL;能有效阻止钻井液流体和固相颗粒侵入油气储层孔隙,减少钻井液对储层的伤害。     

广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术的探讨

采用广谱型屏蔽暂堵保护油气层钻井液技术。可以解决中高渗透率油气层和不均质储层的油气层保护技术难题，复配使用多种粒径的架桥粒子和多种粒径的充填粒子，有效封堵不均质油气层流动孔喉，在近井壁带形成渗透率接近零的屏蔽暂堵层，可以阻止钻井液固相和滤液侵入油气层，减少钻井液对油气层的损害。该技术要点为依据油气层流动孔喉直径变化规律。d流动50，dmax确定多种暂堵粒子的直径，按1/2-2/3储层的d流动50选择架桥粒子的d50。而且架桥粒子的d90应力1/2-2/3储层的dmax，其加量大于4%；按1/4储层的d流动50选择充填粒子的d50。其加量大于1.5%。可变形粒子加量为2%，其软化点高于油气层井下温度10-50℃。     

暂堵型保护油气层钻井液技术研究进展与发展趋势

通常在勘探开发油气过程中会发生不同程度的油气层损害,导致产量下降、甚至"枪毙"油气层等,钻井液是第一个与油气层相接触的外来流体,引起的油气层损害程度往往较大。为减轻或避免钻井液导致的油气层损害、提高单井产量,国内外学者们进行了长达半个世纪以上的研究工作,先后建立了"屏蔽暂堵、精细暂堵、物理化学膜暂堵"三代暂堵型保护油气层钻井液技术,使保护油气层效果逐步提高,经济效益明显。但是,与石油工程师们追求的"超低"损害目标仍存在一定差距,特别是随着非常规、复杂、超深层、超深水等类型油气层勘探开发力度的加大,以前的保护技术难以满足要求。为此,将仿生学引入保护油气层钻井液理论中,发展了适合不同油气层渗透率大小的"超双疏、生物膜、协同增效"仿生技术,并在各大油田得到推广应用,达到了"超低"损害目标,标志着第四代暂堵型保护油气层钻井液技术的建立。对上述4代暂堵型保护油气层技术的理论基础、实施方案、室内评价、现场应用效果与优缺点等进行了论述,并通过梳理阐明了将来的研究方向与发展趋势,对现场技术人员和科技工作者具有较大指导意义。      

成膜封堵低侵入保护油层钻井液技术的研讨

为使钻井过程所采用的钻井液对所钻遇的不同渗透率油层均能有效地阻止其固相与液相进入油气层,不诱发储层的潜在损害因素,防止对储层发生损害,提出了成膜封堵低侵入保护油气层钻井液技术的新构思.其核心是在钻开油气层钻井液中加入成膜剂、特种封堵剂和降滤失剂.在钻开油气层的极短时间内,此钻井液中的膨润土、加重剂、岩屑等固相在不同渗透率的油层表面架桥、填充形成内外泥饼,特种封堵剂和高温高压降滤失剂封堵近井壁油层内外泥饼的孔喉,成膜剂在井壁上成膜,封堵孔喉未被架桥粒子、填充粒子、降滤失剂封堵的空间,从而形成钻井液动滤失速率为零、厚度小于1 cm的成膜封堵环带,有效阻止钻井液固相和液相进入油气层.此项技术对钻遇的不同渗透率油层均能有效减少损害,通过室内实验证实了其可行性.     

钻井液用封堵剂的评价方法及影响因素

井塌、井漏、油气层保护是当前制约钻井工程顺利进行的3大技术难题.为了解决此难题,要求钻井液具有强的封堵性能.通过对钻井液封堵剂的评价方法及影响因素进行研讨,提出采用42型或71型高温高压滤失量测定仪,测定钻井液HTHP滤失量、HTHP渗透失水、HTHP砂床滤失量和HTHP砂床渗透失水4个指标来评价钻井液的封堵效果;并对钻井液封堵剂种类、加量、膨润土和加重剂含量、钻井液中固相粒级分布、含油量、温度、压差、地层裂隙大小等因素对钻井液封堵效果的影响进行了研讨.得出,复配使用降滤失剂、沥青类产品、成膜封堵剂等可以有效实现对地层裂隙的封堵,随温度与压差增加,封堵剂的品种与加量必须进行调整.     

THY修井暂堵剂的研究与应用

THY修井暂堵剂是以油溶性树脂作为桥堵剂,桥堵储层孔道,在井壁形成屏敝层.从而减少修井液的漏失。桥堵剂是油溶性的、投产后与原油相遇其桥堵作用自行解除,储层渗透性得以恢复。该修井暂堵剂经辽河油田96口井、112井次现场应用表明,可有效地控制渗透性好的低压储层漏失.起到保护储层和辅助增产措施顺利实施的良好作用。     

复合屏蔽暂堵技术在低渗储层的现场应用

宝侧1井是宝浪油田老井改造上产的重要工程。宝1井区储层属于典型低孔一特低孔、低渗～特低渗储层,存在中等程度水敏、碱敏,毛细管效应以及固相污染等储层损害的主要因素。室内筛选了非渗透处理剂,并对屏蔽暂堵方式进行了岩心渗透率恢复实验,优选出了复合屏蔽暂堵剂。在宝侧1井施工中,通过严格控制滤失量、改善滤液表面活性以及采用有效地屏蔽暂堵等技术,较好的解决了储层污染、煤层垮塌、硬质泥岩分散等问题。本井的施工对低渗储层的保护机理有了一定认识,复合屏蔽暂堵技术与强抑制钻井液体系的复合应用见到了效果。     

无荧光干扰油溶性暂堵剂的研究与应用

采用屏蔽暂堵技术来改变钻井液的性能以保护储层在生产实践中被广泛运用。其中油溶性暂堵剂具有可油溶解堵、在一定温度和压力下可变形等特点,但目前国内的产品由于普遍存在较高的荧光,影响地质录井和油层识别,因此不适用于探井。研制出 1种新型无荧光干扰油溶性暂堵剂YD - 2,经室内评价和现场 2口探井应用表明:YD - 2无荧光干扰油溶性暂堵剂荧光级别小于 2级,软化点可调,与钻井液配伍性良好,油层渗透率恢复值均达到 80%以上,是一种极具有应用价值的油层保护剂。     

开发川西致密碎屑岩气藏的钻井完井液技术

在提出适合川西致密碎屑岩双重介质储层的低损害优质钻井液基础上,再结合屏蔽式暂堵技术来实现保护储层的目的。在ＭＰ－７井的应用表明,对于川西非常规的致密碎屑岩双重介质储层,采用储层保护措施后,经加砂压裂改造后产能提高幅度很大     

甲酸盐聚合物不分散钻井液在江苏洪泽地区的应用

江苏洪泽地区的钻井施工中,容易造成以盐敏、水敏和水锁为主、固相损害次之的油层伤害,因此,提高钻井液的抑制防塌性、维持井壁稳定,保证在低密度下钻井及做好屏蔽暂堵工作、减少对储层的损害,提高钻井液的矿化度,减小盐敏损害是钻井液技术关键.选用甲酸盐聚合物不分散钻井液进行施工.现场应用表明,该体系在化学护壁、保持井壁稳定的前提下,降低钻井液密度至1.08 g/cm3,增强了钻井液的抑制性,提高了滤液矿化度,并结合屏蔽暂堵保护油层技术,使油层渗透率恢复值达90%以上,且井眼规则,提高了电测、固井的一次成功率.     

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。     

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。