钻井液对高煤阶煤层气解吸率损害评价方法研究

高煤阶煤层气储层渗透率极低,孔隙空间小,在钻井液侵入后极易改变煤层孔隙结构或孔隙分布,直接影响煤层气的产出。因此,高煤阶煤层气储层受钻井液影响后的解吸率损害评价成为煤层气储层损害评价的一个重要指标。结合煤层气储层特点和钻开储层后钻井液侵入方式,建立了钻井液对煤层气解吸率损害的评价方法,以便深入研究煤层气储层损害规律,形成煤层气储层保护技术。     

钻井液与水泥浆损害油层室内综合动态评价方法

盘40块Ng37油藏隔夹层较发育,连通性较好,采用水平井钻井工艺技术开发.为了保护好油气层,需要区分钻井液和水泥浆各自对储层的伤害,但目前缺乏关于水泥浆的滤失与侵入伤害影响的室内动态评价方法.利用FDS-800-10000型地层伤害评价系统,依据SY/T 6540-2002标准,建立了钻井液与水泥浆室内综合动态评价方法,并对滤失量、侵入深度、渗透率伤害和恢复程度等参数进行了分析,为室内准确评价钻井和固井作业伤害以及油气层保护措施的有效实施提供了技术平台和实验依据.     

评价钻井液潜在地层损害的新方法

钻井液侵入地层 ,或堵塞地层孔隙 ,或与地层发生化学反应 ,都会造成地层损害 ,降低产能。本文通过对不同泥浆体系形成的泥饼侵蚀特性的研究实验 ,提供了一种评价钻井液对地层潜在损害的新方法。     

苏北地区钻井液损害评价与研究

苏北地区阜宁组储层是低孔、低渗-特低渗油气藏,储层中的裂缝、微裂缝比较发育,属于比较复杂的油气层.分析了苏北地区草舍油田、台兴油田、边城油田和腰滩油田的储层物性特征,对储层的敏感性进行了评价.物性参数纵向变化较大,储层不均质性严重.苏北地区常用的钻井完井液包括改性正电胶聚合物防塌钻井液、两性离子聚合物防塌钻井液和钾基聚合物防塌钻井液.通过用不同渗透率的样品进行伤害模拟实验并进而算出平均渗透率恢复率,评价了不同体系对油气层的伤害情况.室内研究结果表明,腰滩地区阜宁组储层适合使用改性正电胶防塌钻井液和两性离子聚合物防塌钻井液;边城油田阜宁组储层适合使用两性离子聚合物防塌钻井液;草舍油田阜宁组储层适合使用改性正电胶聚合物防塌钻井液和钾基聚合物防塌钻井液.     

生物酶可解堵钻井液生物降解评价方法探讨

生物酶可解堵钻井液是一种新型的环保钻井液,它利用生物酶能将钻井液处理剂降解为二氧化碳和水的生物催化特性,使井壁先前形成的泥饼自动破除而解堵.由钻井液处理剂的降解特点衍生出4种评价方法,并依据处理剂的生物降解性对处理剂进行了分类.考虑试验设备复杂程度以及现场推广应用等实际情况,主要采用DO衰减法和黏度衰减法对处理剂和钻井液生物降解程度进行了评价,在评价试验基础上优选出了生物酶可解堵钻井液所用处理剂,并形成复配的钻井液.最后指出黏度衰减法适合评价处理剂以及生物酶可解堵钻井液的生物降解性,但DO衰减法只适合评价处理剂的生物降解性.     

钻井液添加剂定量荧光评价方法的探讨

分析了建立钻井液添加剂定量荧光评价方法的必要性,介绍了钻井液添加剂的荧光机理。从提取溶剂的优选、添加剂的处理方法和荧光测试方法 3个方面,对钻井液添加剂荧光评价方法进行了探讨。同时,提出了一种添加剂荧光评价新方法——"岩屑热滚提取-荧光分光光度计法",并对塔里木油田 2口井使用的钻井液添加剂及其体系进行了荧光对比评价。评价结果表明,环己烷是一种理想的钻井液添加剂荧光评价分析溶剂。文中提出的新方法符合现场荧光录井的实际,既能对钻井液添加剂做到定量荧光评价,同时又能确定钻井液添加剂所产生的荧光对原油荧光显示的干扰程度,具有广阔的应用前景。     

碳酸盐岩裂缝性储层钻井液损害评价新方法

以不锈钢缝板岩心为评价岩心,以储层成像测井资料确定岩心裂缝宽度,对碳酸盐岩裂缝性储层钻井液损害进行了评价,评价实验过程中所用岩心裂缝宽度的相对误差降低到1%以下。应用这种新方法对聚磺钻井液、无固相弱凝胶钻井液以及两种钻井液中加入理想充填暂堵组合剂后进行的储层伤害评价实验结果表明:无固相弱凝胶钻井液的渗透率提高值高于聚磺钻井液,在加入适量优化暂堵组合剂后,两种钻井液的渗透率提高值均明显增大,在不锈钢缝板岩心端面可观察到有致密暂堵层形成。裂缝性储层损害评价新方法即可用于钻井液储层伤害评价和暂堵方案的优选,也可应用于裂缝性储层保护的实验研究。     

吐哈油田煤层钻井液技术

在分析吐哈油田煤层井壁不稳定原因的基础上,提出了煤层的钻井液技术要求和对策为:①合理的钻井液密度;②有效封堵和优良的造壁性;③较好的抑制性;④合理的流变性;⑤良好的润滑性;⑥适当的pH值;⑦优良的热稳定性。根据煤层的要求和特点,经过大量的室内试验,优选出3套强封堵抑制性聚磺钻井液配方。经东深1井现场应用证明,使用该钻井液配方,在钻井中无大量掉块和坍塌现象,起下钻无阻卡,井径规则,完井固井作业顺利,适应煤层钻井的需要。     

塔中水平井钻井液对储层损害的室内评价

针对塔中水平井段的储层特性，就塔中地区常用的三种钻井液－ＭＳＦ正电胶水基钻井液，ＭＳＦ正电胶混油水基钻井淮以及油基钻井液的携砂特性和储层保护效果进行了综合评价。结果表明，就塔中储层面言，ＭＳＦ正电胶混油水基钻井液不仅具有良好的保护储层的效果，而且携砂效果明显优于油基钻井液，从而为塔里木石油勘探开发指挥部选择钻开油层的水平井段的钻井液提供了理论依据。     

大庆地区深部砾岩储气层钻井液损害评价

针对大庆深部砾岩储气层低孔、特低渗、非均质性强的特点,通过防膨胀低钻压切割技术、砾岩人造裂缝岩心制作技术、砾岩储气层损害评价实验和不同尺寸砾岩岩心孔、渗相关性研究,实现了在现有实验技术和设备条件下,采用标准岩样进行钻井液的模拟损害评价。解决了以标准砾岩岩心替代全直径砾岩岩心进行模拟损害评价的技术难题,并进行了大庆深部砾岩储气层钻井液损害评价。结果表明：砾岩基质和裂缝宽度在5～10 μm的砾岩裂缝,水基钻井液的主要损害方式为水锁损害;裂缝宽度在20 μm的砾岩裂缝,水基钻井液的主要损害方式为固相损害。     

煤层气工作流体储层伤害评价方法的适宜性研究

目前,被普遍接受的煤层气工作流体储层伤害评价指标是渗透率变化值,其常用的渗透率测试方法多达6种,尚未见到采用实际测量方法对比研究6种测试方法适用性的成果报道。为此,在实验室内采用恒压法、恒流量法、岩屑脉冲衰减法、柱塞脉冲衰减法、压力振荡法和核磁共振法等6种方法,随机选取3组沁水盆地15号煤平行样品,对其在钻井液和压裂液伤害前后的渗透率进行测定,计算储层伤害前后的渗透率平均值和绝对储层伤害、相对储层伤害数据,进而采用简单排序法、一阶减元等序统计算法和测试原理分析法处理分析上述数据,通过绝对储层伤害和相对储层伤害排位的稳定性筛选适用的测试方法。研究结果表明:(1)恒压法和恒流量法实测的绝对储层伤害结果偏大,岩屑脉冲衰减法、柱塞脉冲衰减法和压力振荡法实测的结果偏小,核磁共振法实测的结果居中;(2) 6种方法实测的相对储层伤害分布无明显规律;(3)在煤层气储层伤害评价时,渗透率测试方法优先选择顺序为:岩屑脉冲衰减法恒流量法核磁共振法柱塞脉冲衰减法=压力振荡法=恒压法,这是由各种方法的测试机理所决定的。结论认为:(1)岩屑脉冲衰减法最适合用于测试煤层气储层基质的伤害程度,恒流量法最适合测量整体的伤害程度;(2)煤层气工作流体储层渗透率伤害程度室内评价适宜并行使用岩屑脉冲衰减法和恒流量法。     

压裂液对煤岩气藏渗流性能的影响

水力压裂是实现煤岩气藏工业开采的主要增产措施,但煤岩气藏压裂过程中压裂液滤失严重、返排率低,将直接影响排水采气过程中地层水以及煤层气的渗流性能。为此,选用沁水盆地上石炭统—下二叠统太原组15号煤为研究对象,开展了低伤害活性水压裂液对煤岩气藏渗流性能的损害评价实验,并结合红外光谱和扫描电镜等微观分析手段对比了压裂液作用前后的煤岩表面特征和孔隙结构特征,进而深入分析了压裂液影响煤岩气藏渗流性能的微观机理。结果表明:无论宏观裂隙煤样还是显微裂隙煤样,气体渗透率损害率均明显大于液体渗透率损害率且宏观裂隙煤样渗流性能损害程度略大于显微裂隙煤样;压裂液作用后煤岩表面游离态羟基和羧基官能团增多,亲水性增加,压裂液吸附滞留现象严重,煤岩孔径及裂缝宽度变小,从微观角度揭示了煤岩气藏渗流性能下降的原因。该研究成果可为煤岩气藏压裂液配方优化和产能预测提供基础参数。     

水平井钻井完井液损害实验评价技术新进展

使用常规实验仪器评价水平井储层损害并未充分考虑其损害持殊性，国内外研究者一直在探索用于评价水平井侍层损害的方法和技术。国外研究者通过设计专用水平井岩心夹持器来研究水平井损害问题，如模拟水平井径向流动条件的实验装置，研究水平井顶部、侧面及底部损害程度的三向多岩心夹持器等。国内研究者在自行研制的高温高压动态损害仪、长岩心评价仪等设备进行损害评价的基础上，又设计了多功能组合损害评价仪，充分考虑了各向异性、时间效应及钻具偏心等因素对水平井钻进过程损害的影响，进一步深化了水平井油气层损害过程机理的认识。     

基于盐岩损伤机理的深部巨厚盐层钻井液密度设计方法

为防止钻井过程中盐层蠕变发生塑性变形而导致卡钻等事故,传统的方法是建立蠕变本构方程及用实验确定蠕变参数,但是得到的控制盐层蠕变的钻井液密度不能很好地反映实际钻井情况.因而提出一种控制近井筒盐岩不产生扩容损伤变形的新方法,并利用该方法设计了深部巨厚盐层钻井液密度.通过室内试验分析了盐岩损伤变形过程中的声发射信号,确定了盐岩的扩容损伤边界.对于深部盐岩钻井工程中的井壁稳定性问题,根据八面体剪应力准则,井壁盐岩的应力状态控制在扩容损伤边界以内,设计了深部盐层安全钻井液密度窗口.与实际钻井对比分析表明,用该方法设计的钻井液密度窗口能够保证盐层安全钻井,且方法简单而有效,便于现场应用.     

钻井液完井液损害油层室内模拟评价程序

保护油气层的室内评价工作主要是借助于有关仪器,测定入井流体对油气层损害后的渗透率变化情况。本文利用JHDS高温高压动失水仪,在确定的实验参数条件下规定了评价各种入井流体对油气层损害程度的模拟评价程序。根据这种程序对江汉油田江陵凹陷沙27井和塔里木塔中TZ-44井岩心进行了模拟评价,通过计算机软件进行数据处理,得出了评价结果,这种评价结果对于现场完井作业具有一定的指导意义。     

煤层气排采中的“灰堵”问题应对技术——以沁水盆地多分支水平井为例

煤层的性质决定了煤层气在排水采气过程中"出灰"(产出煤粉)是一种必然现象,在煤层气低能量开采及关井后再次开井条件下,煤粉的产出对产能的负面影响是不可逆转的。为此,通过分析山西沁水盆地煤层气排采特征以及该区多分支水平井实钻井眼轨迹特征,找出了多分支水平井产气量达不到预期目标,以及关井实施维护性作业后难以恢复到关井前产量的2个原因:煤粉沉积堵塞了储层的运移通道,水平井段的波谷处形成的地层水和煤粉沉积加大了气体流向井底的阻力。进而提出了应对"灰堵"问题的关键技术:①煤层气水平井的井眼轨迹应在保证一定煤层钻遇率的前提下,以井眼光滑、总体上倾为原则,避免出现"波浪状"井眼;②排采井洞穴具有"沉沙"功能,便于气、液、固三相分离,是煤层气多分支水平井不可或缺的重要组成部分;③主支在稳定的煤层顶板或底板的仿树形水平井为疏灰提供了稳定的洗井通道。该研究成果为解决煤层气排水采气过程中的排灰问题提供了有益的尝试。     

煤层气水平井筒加热煤层温度变化规律实验研究

煤层温度的变化对煤层气的吸附和解吸规律有较大的影响,为煤层气高温助排具工艺技术的设计和施工提供理论依据。利用所研制的煤层气水平井筒加热煤层温度变化测量实验装置,进行了7种不同水平井筒温度条件下的煤层温度变化实验,揭示了煤层气水平井筒加热煤层温度变化规律。实验表明:离加热井筒越近,煤层温度升高越快;与井筒相同距离的测点,距离加热端越近的测点煤层温度升高越快;距离井筒远端测点温度变化很小,加热效果差;当井筒温度为140℃以上时,煤层升温幅度明显增加。     

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.     

煤中显微组分对生物甲烷代谢的控制效应

煤的生物产气过程受诸多因素的影响,为探讨煤自身显微组分对生物甲烷生成的控制效应,采集了河南义马千秋煤矿的长焰煤和山西大同泉岭煤矿的气煤,通过人工手选法以及浮沉分离法对两种煤样进行了显微组分富集和分离,利用从矿井水中提取的本源菌群与相应的显微组分进行生物甲烷代谢模拟实验,以产气总量、CH4生成量、CH4浓度及反应液p H值变化等指标来评价产气效果。实验结果表明:1镜质组富集煤样生物产气总量、CH4生成量、CH4浓度和反应液p H值变化幅度最高,而惰质组富集煤样最少,原煤则居中;2不同显微组分开始大量产气时间在18~30 d,产气高峰在20~35 d,镜质组产气高峰滞后于原煤和惰质组;3煤样H/C原子比与生物产气效果具有一致性,同煤阶镜质组以及富氢、高H/C原子比煤种具有较高的生物甲烷产气潜力。该研究成果可为我国煤层生物产气先导试验区块优选提供理论指导。