MMH钻井液对裂缝性油气层损害规律的试验研究

在ＭＭＨ钻井液中加入一种酸溶性纤维材料ＬＣＤ,利用高温高压动失永仪在人造裂缝岩心和非裂缝岩心上进行动态模拟损害评价,然后用渗适率梯度仪评价岩心损害的程度和深度。经对比分析发现,这种钻井液在未加ＬＣＤ前,虽然具有良好的滤失特性和流变特性,但对油气层的损害产大,加入ＬＣＤＲ一,在岩心裂缝处形成有效封堵,固相侵入深度显著降低,而流变性和滤失特性均很好在含有ＬＣＤ的钻井液所形成的滤饼上进行酸溶性实验,发现     

北特鲁瓦地区裂缝性碳酸盐岩地层井壁稳定性研究

北特鲁瓦地区石炭系中统巴什基尔阶(KT-Ⅱ)碳酸盐岩地层裂缝发育,钻井过程中井壁垮塌问题严重.为提高钻井效率,研究了 KT-Ⅱ碳酸盐岩地层裂缝产状及缝间充填物质,测试了碳酸盐岩基质及缝间充填物组分,分析了裂缝发育对碳酸盐岩地层孔渗特性、力学强度的影响.同时,耦合地应力场、渗流场及裂缝力学弱面效应等因素,建立了裂缝性碳酸...     

保护裂缝性碳酸盐岩油气藏的钻井完井液

根据对碳酸盐岩储层岩性,物性和敏感性的分析,室内优化了一套保护裂缝性碳酸盐岩储层的ＭＭＨ正电胶钻井完井液,并对碳酸盐储层的水锁效应及应力敏感性进行了评价。室内及现场实际井浆的分析结果表明,该配方对裂缝性碳酸盐岩储层具有良好的保护效果。文中还对ＭＭＨ正电胶钻井液保护裂缝性储层的机理进行了分析。     

钻井液完井液屏蔽环重复形成的实验模拟

深探井及多目的层油气探井在进行中途测试、完井测试和起下钻作业中，不可避免地造成钻井完井液滤饼遭受多次形成与破坏，此时滤饼的性能发生了较大的变化并对测试结果产生重要的影响。选取四川盆地川东北区长兴组和飞仙关组碳酸盐岩储层不同渗透率级别的岩样及改性钻井完井液，利用高温高压动态损害评价仪进行了钻井完井液屏蔽环重复形成与返排的实验模拟。结果表明，多次形成于基块和裂缝岩样中的钻井完井液屏蔽环的暂堵率和强度都得到了提高。重复作业时滤饼不断地向裂缝深部推进并因应力敏感损害而难返排，致使裂缝岩样渗透率恢复率降低明显，相反基块岩样一般仍可得到满意的渗透率恢复率。适当增大返排压差可以提高岩样渗透率的恢复率。     

Mechanism and numerical simulation of pressure stagnation during water jetting perforation

When perforating with an abrasive water jet, it is possible that the pressure in the hole （perforation） will be higher than that in the annulus because of water jet blasting against the hole wall, which also is the theoretical basis for the technology of hydro-jet fracturing. This paper analyzes the mechanism of generating pressure stagnation in water jet hole, and puts forward a new concept of hydroseal. Then, the distribution of pressure in the hole was simulated with the finite element method. The simulation results showed that the pressure in the hole was higher than that in the annulus. Also, the lower the annular pressure （confining pressure） and the higher the blasting pressure, the greater the pressure difference. An experiment indicated that the cement sample was lifted up under the pressure stagnation in the hole, which proved the finite element simulation results obviously.     

裂缝-孔隙型低渗气藏损害室内评价方法研究

低渗透裂缝-孔隙型天然气藏具有低孔隙度、低渗透率、高含水饱和度、高应力敏感性和高毛细管压力的特点,使得气藏损害具有不同于油藏损害的特殊性。建立与裂缝-孔隙型气藏相适应的评价方法和标准,搞清裂缝-孔隙型气藏的损害机理,是进行裂缝-孔隙型气藏保护的关键。而建立裂缝-孔隙型气藏评价方法的核心是裂缝性岩心的制备技术。文中提出了3种裂缝性岩样的制备方法,即天然裂缝性岩样的骑缝钻取法、天然岩心人造裂缝方法和预制裂缝压制法。评价实验表明,低渗透裂缝-孔隙性致密砂岩气藏具有很强的应力敏感性和水锁效应,水锁损害和应力敏感性损害是其主要损害因素,说明裂缝性岩样制备方法、应力敏感性和水锁效应评价方法可行。     

固相侵入对裂缝性碳酸盐岩应力敏感性的影响

以往裂缝性碳酸盐岩储集层应力敏感性研究多关注于基块和无固相侵入裂缝的情况,而对固相侵入后的裂缝应力敏感性鲜有研究。钻遇裂缝性储集层时易发生固相侵入损害,注入水悬浮固相亦不可避免会进入裂缝。固相颗粒在裂缝壁面形成的滤饼将影响应力作用下的裂缝闭合。制备致密裂缝碳酸盐岩露头岩样,开展工作液动态损害后的应力敏感性评价实验,研究了无固相侵入裂缝和固相侵入裂缝应力敏感性,用扫描电镜分析了裂缝壁面及固相侵入带的微观结构。结果表明,无固相侵入裂缝岩样应力敏感性系数平均值仅为0.21,固相侵入裂缝岩样应力敏感性系数平均为0.52,应力敏感程度显著增强。固相侵入使裂缝渗透率恢复率更低,导致储集层永久性损害。     

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。     

碳酸盐岩裂缝性地层气液重力置换实验

碳酸盐岩裂缝性地层在钻进过程中常出现由气液重力置换导致的溢漏同存现象,造成井下复杂、井控困难和储层伤害。笔者建立了气液重力置换室内实验装置,可模拟溢漏同存工况,具有裂缝尺寸、钻井液性能等关键参数可调、数据自动采集与分析、置换过程可视化等特点。基于该装置模拟了气液重力置换现象,可观察到裂缝中存在明显的气液分界面。通过改变裂缝宽度、裂缝钻开程度、钻井液黏度、井底压力等参数,研究了裂缝性地产气液重力置换特点。研究结果表明：漏失速率随裂缝缝宽和裂缝钻开程度的增加而增加,且对裂缝宽度更为敏感,而钻井液黏度增大对气液重力置换的抑制效果明显。基于室内实验结果,提出了气液重力置换的预防措施,可为碳酸盐岩裂缝性地层安全钻井施工提供参考。     

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。      

顺北油气田深部破碎性地层井壁失稳机理及对策研究

顺北油气田多口探井在奥陶系碳酸盐岩地层钻遇破碎带,井壁失稳严重,已成为制约顺北油气田安全建井的突出问题。文章在综合分析顺北奥陶系破碎性碳酸盐岩地层井壁失稳类型及理化特性、裂缝面物理—力学特性和岩石力学实验的基础上,提出了井壁稳定钻井液技术对策。研究发现,区域断裂带附近地应力方向复杂,地应力差大;地层天然多尺度裂缝发育、破碎程度大、岩体等效强度较低;钻井液易沿天然裂缝侵入地层,钻井液-裂缝面水岩作用造成缝面粗糙度减小、摩擦系数降低,易诱发地层沿裂缝面失稳,是深部破碎性地层井壁失稳的主要机理。明确“合理密度支撑+钻井液刚柔并济多级配封堵”,配合使用“耐高温随钻/段塞固壁剂”是顺北油气田深部破碎性地层稳定的井壁钻井液技术对策。研究成果对促进深部破碎性地层安全高效钻井具有重要借鉴意义。     

埕岛油田钻井过程中的油层保护措施

胜利油区埕岛油田主力含油层系为馆陶组，由于胶结疏松，地层泥质含量高，其中的蒙脱石，绿泥石遇水易膨胀，造成地层渗透率下降，实验结果表明，MMH正电胶泥浆耐高温，抗污染，具有良好的悬浮性，对粘土的抑制作用极强，中性，有利于保护水敏性和碱敏性油层，钻井实施过程中应优先采用，在海水基入井液中添加粘土防膨剂，防腐剂，破乳剂，助排剂可得到性能良好的新井入井液，TR－5屏蔽暂堵保护液负压射孔，螺杆泵和小排量电泵开采等，均可减轻对地层的伤害。     

钻井过程中裂缝性储层伤害机理及试验评价方法

在对裂缝性油藏岩石孔隙结构、应力敏感性、渗流规律研究的基础上,提出采用人为造缝的方法模拟地层岩石裂缝开度,通过测定钻井液污染前后岩心渗透率的变化,评价钻井液对储层的伤害程度.以哈萨克斯坦肯基亚克油田为例,针对钻井过程中的储层伤害机理进行试验评价.结果表明,对裂缝宽度很小的岩心,固相颗粒堵塞在岩心表面;对裂缝宽度大于10...     

轮古裂缝性油藏储层伤害评价分析

轮古地区是塔里木油田的一个重要碳酸盐岩裂缝性油气藏,为了取得更好的经济效益,进行储层伤 害评价有着重要的作用。从该区块的储层特征出发,主要对压敏损害、固相损害、液相损害及与地层配伍性等几个 方面的伤害因素进行了评价,分析研究了储层伤害因素。实验数据表明,不论是天然裂缝岩心还是室内制造的人 造裂缝岩心,受现有钻井液伤害后,其气测渗透率恢复值都是相当低的。     

渤中19-6深部潜山高温气层保护钻井液技术

针对渤中19-6深部潜山高温气层特点,通过岩心分析和敏感性评价实验,分析了渤中19-6储层主要损害机理,并优化出了一套综合性能较好的抗高温水基钻井液配方。实验表明,该气层基质为典型的低孔低渗储层,黏土矿物含量较少,微裂缝较发育,具有强速敏性、中等偏弱应力敏感性,水敏性、盐敏性和碱敏性较弱,无酸敏性损害等。储层微裂缝发育易导致外来固相侵入损害,微裂缝内颗粒胶结疏松可促进速敏性损害,也存在水锁损害。优化钻井液的岩心渗透率恢复值达85.95%,水锁损害率为13.21%,其储层保护性能优异;可抗温210℃,也可抗10% NaCl、1% CaCl₂和8%劣质土的污染,满足渤中19-6区块深部潜山气层钻井工程及储层保护技术要求。      

伊拉克Ahdeb油田储层损害机理研究

伊拉克Ahdeb油田储层属中—高孔低渗孔隙型碳酸盐岩油藏,测试的表皮因数平均高达6.21,属严重污染。由于其岩性、物性、孔隙结构和敏感性矿物特征与国内灰岩储层有较大的差异,所以其损害机理也不尽相同,为此开展了储层敏感性实验评价。研究结果表明,伊拉克Ahdeb油田的主要损害机理为水敏、盐敏、应力敏感性损害、水锁以及漏失引起的固相损害。提出了应注重强化钻井液对井壁的封堵性,尽量降低钻井液滤失量,选用可酸溶油溶的随钻堵漏材料等储层保护措施。     

裂缝性碳酸盐岩油藏流体流动新模型

裂缝性碳酸盐岩储层主要靠裂缝连通,流体流动规律复杂,不符合常规砂岩油藏的流体流动规律及达西定律。由于裂缝性储层取心难度大,导致针对此类油藏已建立的流体流动数学模型,室内难以验证。根据裂缝性碳酸盐岩基质渗透率与裂缝宽度的特点,使用一定比例的碳酸盐岩粉末与不锈钢粉末研制了裂缝性碳酸盐岩储层模拟岩心,以煤油为介质．进行了室内岩心流动实验,研究了流量与压差、裂缝宽度、裂缝长度等因素之间的规律。根据因次分析理论,在考虑影响裂缝性碳酸盐岩油藏流体流动诸因素的基础上,推导出裂缝性碳酸盐岩油藏流体流动的准则方程．并通过对实验数据的多元线性回归处理,建立了裂缝性碳酸盐岩油藏回归流动经验模型,得出新的裂缝性碳酸盐岩油藏流体流动规律．为其储层损害评价的建立及储层保护技术提供理论指导．     

保护裂缝性储层的复合盐弱凝胶钻井完井液

钻井液侵入是裂缝性储层损害的主要因素之一，实验分析了无机盐、有机盐等不同类型水溶性加重剂对无固相钻井液性能的影响，研究了无固相钻井液快速弱凝胶特性形成条件以及高温稳定性和抑制能力的提高方法，研制出的无固相复合盐弱凝胶功能性钻井液高温稳定性达到150 ℃，具有独特的流变性（0.3 r/min黏度达到27000 mPa·s）和优良的抑制能力（150 ℃HTHP滤失量小于15 mL），成本远低于甲酸盐钻井完井液。遵循理想充填D90规则优选出了暂堵方案，应用不锈钢缝板模拟岩心与人工造缝碳酸盐岩岩心进行储层保护效果评价。实验结果表明：复合盐弱凝胶无固相钻井液加入优选暂堵组合后，HTHP滤失量进一步降低（小于10 mL），在不锈钢缝板模拟岩心（缝宽40~60 μm）端面快速形成有效封堵层，人工造缝碳酸盐岩岩心的渗透率恢复值高达97.18%，储层保护效果十分理想。     

基于ABAQUS的裂缝性漏失过程动态模拟研究

裂缝性漏失最为普遍、复杂且难以解决，由于现场难以对其漏失过程进行准确预测，导致目前裂缝性漏失堵漏成功率较低。基于损伤力学原理，利用ABAQUS软件中的cohesive单元模拟漏失过程中裂缝的起裂和扩展，建立了三维地层裂缝性动态漏失模型。通过分析漏失过程中裂缝形态、井周应力及地层孔隙压力的变化情况，得到了裂缝性漏失过程的动态规律。研究结果表明，随着漏失时间的增加，裂缝的开度受扩展压力的影响先降低后逐渐增加；随着裂缝开度的增加，裂缝长度的增长幅度逐渐变缓；漏失裂缝的扩展使得裂缝开口（0°位置）附近井周压应力逐渐下降，在垂直于裂缝开口附近井周压应力逐渐增加；井周附近孔隙压力受钻井液侵入的影响，随着时间的增加逐渐增大。      

大情字井地区储层损害机理及保护储层技术

大情字井地区储层损害问题是钻井完井液固相侵入微裂缝或漏失引起的固相堵塞损害，钻井完井液的滤液侵入储层引起的水敏、水锁和碱敏损害，注水速度过快引起的速敏性损害，以及含高价阳离子的完井液滤液侵入储层引起的无机垢损害。通过分析储层损害因素，制定了一套适合该地区钻井完井液技术。即：①增强钻井完井液滤液的抑制性，降低滤液表面张力；②降低钻井液完井液的滤失量；③配制完井液时，注意其离子含量和矿化度，必须接近地层水的矿化度和离子组成；④在钻井完井液中加入适当粒度的固相粒子，以便形成致密滤饼，降低钻井完井液体系的滤失量，同时对低渗透储层的微裂缝起到一定的封堵作用；⑤为了减轻碱敏损害的程度，钻井完井液的pH最好控制在10左右。该套钻井完井液技术在现场实验中取得了良好效果。