“超广谱”屏蔽暂堵钻井完井液新技术室内研究

突破传统屏蔽暂堵技术观念 ,针对层间差异较大的高孔、高渗储层 ,将不同类型的油层保护剂加入黑色正电胶体系 ,研制出一种广谱暂堵型保护油气层钻井完井液体系。该体系能够对不同渗透特性的储层进行瞬时镶嵌式封堵与纤维架桥作用 ,减少粘土颗粒的侵入污染 ,抑制油气层中的粘土水化膨胀 ,减少了处理剂对油气层的污染 ,有利于反排和渗透率恢复。试验结果表明 ,该体系封堵率达 10 0 % ,煤油反排渗透率恢复率达 90 %以上。     

大港油田水平井保护油层钻井液技术

水平井油层保护工作比普通开发井更为重要,其重要环节是钻井液的油层保护工作。大港油田集团钻井泥浆技术服务公司针对大港油田和冀东油田断块型砂岩油层特点,依据不同的完井方式,研究出适应不同区块、不同完井方式的水平井钻井液保护油层方案,在75口水平井进行了现场应用,取得了较好的油层保护效果,平均渗透率恢复值达到86.75%,试验井原油产量均超过配产指标。现场应用结果表明,广谱型屏蔽暂堵和理想充填保护油气层技术能实现有效暂堵,确保封堵效果,非常适用于非均质砂岩油藏的油层保护,其中理想充填保护油气层技术是借助计算机软件工作,操作更方便,它更适用于高孔高渗的砂岩油藏;低固相超低渗透保护油气层钻井液技术适应筛管完井的水平井油层保护,具有较高的现场应用价值;油层保护研究必须按区块、分层位进行,油层保护方案必须个性化,才能取得理想的效果。     

“超广谱”屏蔽暂堵钻井完井液新技术室内研究

突破传统屏蔽暂堵技术观念,针对层间差异较大的高孔、高渗储层,将不同类型的油层保护剂加入黑色正电胶体系,研制出一种广谱暂堵型保护油气层钻井完井液体系。该体系能够对不同渗透特性的储层进行瞬时镶嵌式封堵与纤维架桥作用,减少粘土颗粒的侵入污染,抑制油气层中的粘土水化膨胀,减少了处理剂对油气层的污染,有利于反排和渗透率恢复。试验结果表明,该体系封堵率达100％,煤油反排渗透率恢复率达90％以上。     

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针对塔里木盆地大宛齐探区的地层情况和油气层损害机理：较强的水敏性、盐敏性和碱敏性损害，以及中等程度的速敏性损害，无酸敏性损害发生；优选出能够有效保护油气层，并具有良好性能的正电胶钾基暂堵型钻井完井液。室内实验表明，使用该钻井完井液，岸样的渗透率恢复值可达90％以上，经3口井现场试验，各层位的表皮系数均很低，取得了理想的保护效果。     

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.     

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     

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.     

低孔低渗高压砂岩储层损害机理及保护技术研究

根据低渗高压致密砂岩储层的构造特征、岩性特征、孔渗特征及矿物组成,分析储层主要的潜在损害机理为敏感性、液锁及应力敏感性损害,资料表明,该储层液锁损害程度可达70%～90%,应力敏感损害程度可达25%～60%.室内研发了高效防液锁表面活性剂、架桥粒子与可变形粒子组成的复配暂堵剂及聚醚多元醇等组成的防液锁、强包被、强抑制、强封堵的广谱暂堵钾盐聚磺钻井完井液,经高压深探井应用表明,广谱暂堵钾盐聚磺钻井完井液具有流变性参数合理,暂堵效果好,与储层岩性、流体配伍好,保护储层效果好的特点;并具有防液锁、强包被、强抑制、强封堵的特点,渗透率恢复值高,防塌性能好,较好地解决了在高陡构造和存在大量煤层的致密砂岩储层中稳定井壁和有效保护储层的技术难题.     

低渗透致密砂岩气藏保护技术研究与应用

分析了低渗致密气藏的损害机理与保护措施,认为低渗透致密砂岩气藏在钻井过程中的损害因素主要是水敏损害和水锁损害,其次为固相颗粒堵塞损害。为此,针对试验区块提出了“合理的屏蔽暂堵-强抑制-防水锁” 保护气层技术思路,进行了水锁损害机理与预防方法研究;以自行研制的气层专用保护剂为主剂,研制出了保护气层的钻井完井液配方,并进行了现场试验。实验表明,岩样被水侵之后,渗透率明显降低。因此,对于低渗透岩样,在钻井过程中,尽量避免滤液侵入储层;研制的保护气层钻井完井液配方抑制性强（页岩回收率为97.8%）,岩样气体渗透率恢复率高（大于80%）,能有效减小钻井液对气层的水敏和水锁损害。现场试验表明,该钻井完井液体系抑制能力强,气层保护效果较好。     

DGZ油溶性暂堵剂的研究与应用

DGZ油溶性暂堵剂是根据屏蔽暂堵原理开发的一种新型多功能油层保护剂.该剂满足无荧光要求,粒度与软化点均可根据不同的油藏情况进行调节,油溶率在90%以上,软化点在80～150℃范围内可调,用其暂堵的岩心渗透率恢复值在90%以上.在钻井过程中的应用表明,该剂能起到暂堵的作用,减少钻井完井过程中钻井液完井液对油层的损害,又能在油向井内流动时自动溶解解堵,从而减少后期作业工序,达到保护油层的目的.在采油过程中的应用表明,该剂不仅具有较好的中砂效果,而且对防止地层漏失、减少对地层的污染,效果更好.     

致密砂岩气藏损害机理及低损害钻井液优化

针对塔里木盆地B区块致密砂岩气藏储层孔喉细小、渗透性差、束缚水饱和度高、非均质性严重、微裂缝发育、极易受到损害且损害难以解除的难题,模拟地层条件,开展了高温敏感性与水锁损害测试,分析了储层固相损害,系统揭示了致密砂岩气藏损害机理:应力敏感损害、水锁损害、微裂缝固相损害是该储层的主要损害类型。在该区块使用的磺化防塌、钾聚磺钻井液基础上,优选出暂堵剂及可有效降低表面张力的表面活性剂,运用理想充填技术与表面活性剂两者相结合,优化设计“协同增效”型保护致密砂岩气藏的低损害钻井液。通过配伍性测试、动态污染实验对优化钻井液的储层保护性能进行评价发现,优化钻井液与研究区块地层水配伍,岩心渗透率恢复值在85%以上,储层保护效果明显。优化钻井液在B区块B2井巴什基奇克组储层中取得成功应用,钻井后储层表皮系数极大降低,钻井液对储层的污染明显减少。      

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。      

屏蔽暂堵技术在华北油田的应用

屏蔽暂堵技术是保护油气层的主要技术手段之一,华北油田自"七五"以来就进行了该技术的研究。为适应不同的井深,分别采用聚合物钻井液和聚磺钻井液,在聚合物钻井液中加入改性沥青、超细碳酸钙或油溶性暂堵剂;在聚磺钻井液中加入油溶性暂堵剂和超细碳酸钙,配制成屏蔽暂堵钻井液。室内试验表明:屏蔽暂堵钻井液API失水小于5mL,HTHP失水小于15mL,岩心渗透率恢复值均大于65%,起到了较好的屏蔽暂堵效果。完井电测解释表明,表皮系数均小于0,堵塞比均小于1,投产后与邻井相比,产量大幅度提高,取得了较好的效果。     

应用高性能多元醇钻井液保护深层低渗透油气藏

准噶尔盆地中部3区块的深层油气藏具有低渗透储层的典型特征,表现为含水饱和度高、孔喉细小、渗透性差、结构复杂、非均质性严重、油气流动阻力大及常伴有天然裂缝等特点。经岩心流动实验证实,水锁是损害该低渗透储层的主要因素之一,渗透率损害率为49.3%~89.2%。应用防液锁技术、理想充填理论及 d₉₀ 规则,研发了具有防水锁、低侵入特点的高性能多元醇钻井液。通过配伍性实验、表面 界面张力评价实验、动态污染实验及水锁实验,对该钻井液的储层保护特性进行了评价。室内实验及现场应用结果表明,该钻井液不仅能够满足超深井安全快速钻井的需要,而且多元醇SYP-1与表面活性剂HAR之间的协同作用能显著降低滤液表面张力和滤液-油界面张力,提高钻井液返排效率,减轻深层低渗透储层水锁损害。     

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     

Experimental study of low-damage drilling fluid to minimize waterblocking of low-permeability gas reservoirs

This paper discusses the systematic design and development of low-damage drilling fluid to protect the low-permeability gas reservoir of the Sulige block in the Ordos Basin, Inner Mongolia Autonomous Region, China. Based on investigation of the geological characteristics and the potential formation damage of the Permian formation of the reservoir, waterblocking due to invasion of drilling or completion fluids was identified one of the most severe causes of damage to gas well deliverability. By adopting the phase trap prevention method, ideal packing theory, and film-forming technology, a lowdamage drilling fluid, sodium formate brine containing efficient waterblocking preventing surfactants, optimized temporary bridging agents （TBAs）, and film-forming agents has been developed. The performance of the new drilling fluid was evaluated by using a variety of techniques. The results show that the fluid has good rheological properties, good strong shale-swelling inhibition, good temporary plugging effect, ultra-low filtration, and good lubricity. It can efficiently minimize waterblocking and can be used to drill horizontal wells with minimal intervention of the reservoir in the Sulige Gas Field.     

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。      

广谱暂堵保护油气层钻井完井液体系研究

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经的暂堵剂,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的保护储层作用。研究针对储层孔径分布范围较大的特点,根据室内岩样污染评价结果,提出了采用广谱暂堵剂GPJ-08进行广谱暂堵,通过室内评价表明,该钻井完井液体系对储层具有很好的保护效果。     

东营北带砂砾岩体裂缝伤害与保护

东营北带砂砾岩体属特低孔、低渗储层,裂缝的发育程度是决定储层物性的主要因素.研究表明:裂缝易于被常规聚磺钻井液所污染,尤其是钻井液中的无机固相及不溶有机物颗粒,且堵塞后不易排出.采用无黏土漂珠钻井液可实现欠平衡或近平衡钻井,且消除了固相污染,其主处理剂可在岩石表面堆积成膜,漂珠可对裂缝起到支撑作用,从而较好地保护了裂缝,污染后渗透率恢复值可达85.43％.