改善储层的进攻型隐形酸完井液技术

针对钻井、固井或压井、修井等作业过程中固相微粒和液相侵入损害以及各种作业液之间、各种作业液与储层流体、矿物之间的不配伍性造成的储层损害,研制出了改善储层的进攻型隐形酸完井液。该完井液具有降低pH值,消除无机、有机沉淀和屏蔽暂堵,溶蚀岩心、改善储层等优点。在渤海QK17-2油田现场试验结果表明,以YXA为主剂的隐形酸完井液,可改善储层渗透性,提高油田产能。     

致密砂岩储层高效钻完井液体系优化

致密砂岩储层敏感性较强,为防止钻完井过程钻井液及完井液进地层后产生的储层损害,探讨隐形酸完井液相关特点,通过室内试验评价了隐形酸完井液体系总体效果,根据现场修井过程采用的淡水+5%KCl体系完井液体系,利用岩心实验分析了水锁效应,证实了现场完井液体系存在严重的水锁效应。加入防水锁剂PF-FC,能有效解决水锁效应,降低储层伤害。     

隐形酸完井液效果评价及应用

在钻井、固井、完井以及压井、修井等作业过程中,一般使用pH值为碱性的工作液,当各种作业液中的液相和固相侵入储层时,容易产生沉淀,造成储层损害。隐形酸完井液为酸性完井液,对高价金属离子具有螯合作用,能消除前期工作液引发的各种有机、无机沉淀及近井壁的屏蔽环,有利于保护储层。对储层岩石中易酸溶的矿物及胶结物产生溶蚀反应,改善储层,提高储层渗流能力,从而达到油井投产增产的技术效果。隐形酸完井液对钢材的腐蚀性及浊度值均符合工程要求。隐形酸完井液已在国内油田得到广泛的应用,并取得了良好效果。     

螯合酸完井液体系的研究及应用

针对渤中某油田的储层和原油特性,研发了一种螯合酸完井液体系。室内实验评价结果表明,螯合酸完井液在60℃下对渤中某油田油砂溶蚀率为3.62%、与渤中某油田油砂按质量比为1︰1反应72h后pH值为6.98,防膨率达到88.7%,对渤中某油田岩心渗透率恢复值达到127.6%,对铁离子螯合能力为110.15mg/g,对钙离子螯合能力为878.3mg/mL,体系的腐蚀速率能够满足现场要求。经渤中某油田应用表明,螯合酸完井液作为射孔液取得了增产效果。      

泥饼可液化处理的UltraFLO钻井完井液

在分析传统无固相钻井完井液体系利弊的基础上,研制出了全部材料可液化的无黏土相钻井完井液体系——Ultra FLO钻井完井液。该体系在配合简易隐形酸完井液完井时能够将泥饼全部液化,并且该体系抗温140℃;具有较好的抑制性、润滑性、抗污染性(15%钻屑);具有较好的储层保护效果,即使在直接返排的情况下,其渗透率恢复值也能够达到89%,在经过简易隐形酸完井液完井后,渗透率恢复值提高到了96%,这说明简易隐形酸能够进一步解除伤害,保护储层。室内研究和现场实践证明,Ultra FLO钻井完井液体系简化了施工工艺,节省作业时间,具有较好的储层保护效果,现场应用3口井产量均超预期,应用效果较好。     

隐形酸完井液的性能研究

隐形酸完井液是在传统的碱性完井液基础上发展而来的。研究了隐形酸完井液的腐蚀性和缓蚀效果。从溶蚀率和pH值的变化关系,可确定隐形酸螯合剂的适宜加量为0.8%～1.0%,此时溶液pH值为1.72～1.61,对N80钢片的腐蚀速率约为5.978～7.003mm/a,因此需要添加缓蚀剂。当用HCOONa作密度调节剂时,加入2%JCE缓蚀剂,N80钢片的腐蚀速率从7.003降至0.089mm/a;当用KCl作密度调节剂时,由于有活性离子Cl–存在,比用HCOONa作密度调节剂时缓蚀控制难度加大,缓蚀剂加量从2%提到3%,N80钢片的腐蚀速率可降至0.067mm/a。该隐形酸完井液中各种添加剂的配伍性好,浊度值在10NTU以内,远小于施工要求的30NTU,不对储层造成伤害。     

庄平3井低固相低伤害完井液体系研究与试验

针对西峰油田特低渗透油层，通过对储层的物性特征、储层敏感性矿物、地层水性质的分析研究和室内敏感性评价实验，初步搞清了钻井完井液对特低渗透储层的伤害机理，确定了完井液施工措施，并研制出一种新型的水平井低伤害完井液体系，在庄平3井进行了试验，应用效果良好。     

保护深层气钻井完井液技术

根据中原油田深层气储层特征、矿物组分，对深层气储层潜在伤害因素进行了分析得出，在进入目的层的不同钻井液体系中加入新型表面活性剂ABA和特性暂堵剂CXD进行改造，改造后的钻井完井液能够在井壁快速形成憎水性油膜屏蔽环，阻止滤液侵入储层，从而起到了更好地保护气层的作用。并探讨了保护深层气储层的钻井完井液技术，该技术使钻井液滤失量低，抑制性强，高温下性能稳定，能有效降低滤液与储层气体之间的表面张力，岩心渗透率恢复值高，更好地保护了气层；降低水锁效应和水敏效应，减少钻井液对储层的损害，提高深层气的勘探开发效率．     

海上油田高温解堵液体系

海上油田X-1井砂岩储层具有高温、异常高压和低渗等特征,且储层岩样溶蚀孔发育,含有一定的粒间缝被黏土矿物充填,黏土矿物较多,易造成水敏、速敏。针对上述问题研制出一种高温低渗敏感性储层解堵液体系。实验表明,在170℃的条件下,解堵液体系对钢片的平均腐蚀速率为62.880 g/m2·h,达到行业一级标准,且该体系具有较低的表面张力,鲜酸和残酸表面张力均低于24.0 mN/m。解堵液体系有较好的稳定铁离子能力,稳定铁量高达263 mg/mL。解堵液体系具有较好的防膨效果,终膨胀率降低值为32.19%,能有效控制黏土膨胀,抑制水敏伤害。岩心中注入解堵液体系后,渗透率呈明显的上升趋势,由于该体系对黏土矿物和基质的溶蚀率均较大,且不宜引起出砂堵塞孔喉,渗透率增加倍比约为3.5倍,是较为理想的适用于高温低渗储层的解堵液体系。现场应用表明,解堵液基本解除井筒附近堵塞,对比酸化前后日产气量,本次酸化对该井起到了很好的解堵效果。      

腰英台地区钻井完井液保护油气层效果评价

腰英台区块地处松辽盆地南部长岭凹陷东北部,储层属低孔特低渗油气藏,具有中等偏弱速敏、弱水敏、中等偏强酸敏等特点,水锁损害程度属中等偏弱.为了保护油气层,减小储层伤害,选用了两种钻井完井液体系:两性离子聚合物钻井液体系和聚合物腐钾聚合物钻井液体系.实验表明:两种聚合物体系的各种处理剂与地层水的配伍性好,储层岩心的动态渗透率恢复值在80%以上.现场测试也表明,这两种钻井完井液体系对腰英台区块复杂油气层保护效果较好.     

高矿化度盐水钻井完井液损害气层防治方法

盐水钻井液完井液对防止地层中盐层溶解、粘土水化膨胀分散而导致井壁不稳定和储层产生水敏损害具有很好的作用。室内试验结果表明，高矿化度盐水钻井完井液对气层的渗透率产生严重损害，损害率在90％以上；无固相的高矿化度盐水压井液对气层渗透率的损害率达80％左右。通过研究其损害机理，损害的主要原因是高矿化度盐水钻井液完井液中的盐组分在干气返排过程中的结晶堵塞问题。提出了防治高矿化度盐水钻井完井液和射孔压井液损害气层的技术对策，即，调整井身结构，用套管将盐膏层封隔，将钻井液矿化度降低到气层的临界矿化度再钻开储层，能有效地防止钻井液的盐结晶损害；现场施工中，可以在射孔压井液前打入一段盐结晶溶解液作为前置液，投产返排时，天然气驱替前置液，前置液驱替进入储层的射孔液，这样在射孔液还没有析出盐结晶前，就被驱出了气层，从而消除了高密度盐水射孔液盐结晶损害气层问题，达到保护气层的目的。     

Characteristics of Formation Damage and Variations of Reservoir Properties during Steam Injection in Heavy Oil Reservoir

Abstract

Steam stimulation and steam flooding are two kinds of effective processes of enhanced oil recovery for a heavy oil reservoir. But steam can lead to severe and permanent formation damage due to interactions between injected fluids and reservoir rock and liquids. This article presents the laboratory studies undertaken to evaluate the influence of fluid composition, temperature, salinity, pH, dissolution and transformation of minerals, and asphalt deposition on formation damage during steam injection. The degree of damage during steam injection is observed to be dependent on pH and temperature. The technology of casting samples micrographs and scanning electron micrographs is employed to study the variations of reservoir properties after steam injection in each experiment. The mechanisms of formation damage and the characteristics of reservoir property variations are analyzed in heavy oil reservoirs during steam stimulation or steam flooding. The results show that the solubilities of rock and clay increase with increasing temperature and pH. Formation pores are blocked and plugged due to migration and precipitation of new minerals and asphalt deposition away from the steam injection well due to temperature drop and pH reduction in reservoirs. A great deal of asphalt deposition alters formation wettability to increase seepage resistance. Average porosity and average permeability increase near the steam injection well due to the generation of earthworm holes and steam channeling zones under the effect of high pH and elevated temperature. But a large amount of crude oil is left in large and mid-size pores during steam injection in heavy oil reservoirs.     

苏里格气田东区储层保护技术研究及应用

苏里格气田东区储层粘土矿物含量高、易发生水相圈闭、水锁伤害严重、存在水敏、速敏伤害、受外来工作液的伤害比较严重。钻井过程中,钻井液易堵塞气层孔喉,破坏油气层原有的平衡,从而诱发油气层潜在伤害因素,造成储层伤害。压裂过程中,压裂液与地层岩石和流体不配伍、破胶不彻底、不良添加剂等对支撑裂缝导流能力的损害,造成储层伤害。本文在目前已有资料的基础上,结合储层地质特征及保护机理研究,采用室内评价和现场验证等手段,分析筛选出适合苏里格气田东区低伤害钻井液和压裂液,提出改进意见和方向,从而降低钻完井液等对储层的伤害,提高气井单井产量。     

准噶尔盆地砂砾岩储层压裂液损害及保护措施

针对准噶尔盆地玛湖凹陷区上乌尔禾组砾岩储集层压裂开采过程中储层损害等问题,在分析准噶尔盆地砂砾岩上乌尔禾组玛湖1井区储集层基本特征的基础上,开展了压裂液破胶液与地层水流体配伍性及固相颗粒堵塞评价、储层敏感性评价、毛细管自吸及黏土矿物水化膨胀评价实验,分析了储层损害的主要因素;对防膨抑制剂,仿生双疏压裂液助排剂进行了优选;此外,还建立了储层敏感性损害智能化定量预测技术。研究结果表明,准噶尔盆地砂砾岩上乌尔禾组玛湖1井区储层损害主要因素是蒙脱石吸水膨胀损害、强毛细管自吸损害、固相颗粒堵塞损害、水敏和弱酸敏性损害。优选出的4%聚醚胺抑制剂膨胀量在1.28 mm,2%仿生双疏助排剂的助排效率在88.54%以上; 2%聚醚胺和2%双疏压裂液体系的岩心自吸量为1.38 mL,膨胀量为1.42 mm,返排率达到86.2%;建立的储层敏感性损害智能化定量预测技术的预测精度在85%以上,形成了一套适合准噶尔盆地玛湖砾岩储集层保护体系。      

川渝油气田完井液、压井液体系的应用技术

针对川渝油气田砂岩和碳酸盐岩储层渗透率差异大,黏土或泥页岩易发生水化膨胀,深井、高温、高矿化度、异常高压或高含H2S;CO2酸性气藏等因素的多变性难题,结合HSE的要求,提出了特定地层井况对完井修井作业的建议:①根据特定地层井况对完井修井作业进行专门的完井液、压井液方案设计;②研制新型高效的增黏剂、降失水剂、增效剂、温度稳定剂、防垢剂、除硫剂和缓蚀剂等添加剂来满足不同油气地层条件的需要;③选用可生物降解性好、低毒性的材料来提升完井液、压井液的环保功能;④通过优化完井液压井液体系配方技术和集成化技术的系统研究,以满足川渝油气田不同储集层条件的油气井完井与修井等安全作业以及HSE的要求。     

稠油油藏注蒸汽储层伤害机理及调整措施

对河南油田稠油油藏地质特征和开发现状进行了分析,利用高温物理模拟实验研究了注蒸汽过程中岩石颗粒的溶解、黏土矿物的溶解及转化、新生矿物的生成、结垢沉淀的产生和注蒸汽后沥青沉积及原油组成的变化引起的储层物性变化。运用铸体和扫描电镜方法,研究了注蒸汽后储层孔隙结构变化特征和物性参数变化规律。在此基础上,分析了稠油油藏注蒸汽过程中的储层伤害机理。根据储层注蒸汽前后物性变化规律提出了治理储层伤害和改善开发效果的技术对策。自2000至2002年,应用治理储层伤害技术对策后,热采区块开发后期累计增油9.4138×10⁴t,累计油汽比达到了0.36,增油效果显著。     

强水敏储层矿物高温变化对储层物性的影响——以金家油田沙一段为例

金家油田沙一段稠油油藏储层具有强水敏特征,在蒸汽吞吐开发及高温下储层矿物易发生变化,并改变储层的孔隙结构,影响储层物性。为此,在此次研究中开展了高压釜物理模拟实验。实验结果表明：高温下储层矿物发生变化主要体现在3 个方面,即蒙脱石晶间距的改变引起的膨胀性变化、矿物溶蚀及转化、溶蚀孔隙等;当温度为200～300 ℃ 时,蒙脱石膨胀性减弱至接近消失,溶蚀作用进一步增强使得储层孔隙呈大中孔,孔径增大,连通性和储层物性进一步变好。因此,强水敏性稠油油藏在蒸汽吞吐过程中,要切实保证注入蒸汽的温度和干度,使储层温度高于200 ℃,以降低储层水敏性,从而改善储层物性,提高开发效率。     

低伤害油层保护液性能试验评价

针对基山砂岩体储层特性,从防膨、防乳、低表(界)面张力等角度出发,研制了低伤害油层保护液配方体系,进行了降低返排压力试验、耐温性试验、防原油乳化试验、岩心伤害试验。结果表明,在低渗透砂岩油藏完井、洗压井等作业液中加入油层保护液,能够有效防止粘土矿物的膨胀,防止完井液与原油形成乳液,明显降低完井液返排压力,可以很好地防止水敏和水锁现象的发生,对地层渗透率基本无伤害。     

胜利油田保护储层的水平井钻、完井液技术

胜利油田的水平井钻、完井液开发应用已经有20余年历史,形成多项具有胜利特色的保护油气层的钻、完井液技术.从低密度钻井液、全油基钻井液完井液、保护低渗储层钻井液完井液、非渗透钻井液完井液和特殊的分支井钻井液完井液技术等5个方面进行了阐述.研究发现,在水平井钻、完井液技术中,最重要的是要保持钻井液具有强润滑性能、携岩性和储层保护性.在特强水敏性地层,需要采用全油基钻、完井液体系;在将来的水平井钻、完井液技术中,要特别注意采用全过程欠平衡钻井结合使用低(无)伤害体系;在储层钻进中建议使用专门的储层钻开液,以最大程度保护储层;钻完井后,需要实施高效解堵技术,特别是无伤害解堵技术(免酸洗和自解堵技术).实施以上技术可以建立有效的储层-油气井通道,实现油气产量最大化.     

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盐水钻井完井液对防止地层中的盐膏层溶解、粘土矿物发生水化膨胀分散，从而导致井壁不稳定和储层产生水敏损害具有很好的作用。然而，研究表明，高矿化度的钻井完井液对干气层会产生严重的伤害，渗透率损害率高达90％。分析研究其损害机理。主要原因是在干气返排驱替过程中，高矿化度盐水钻井完井液漶液中的盐组分会形成盐结晶堵塞储层孔道。中还介绍了防治这种损害的技术对策。