欠平衡钻井技术及其应用与发展

着重介绍了欠平衡钻井的适用范围、关键技术、特殊工具、钻井工艺要求以及一些在古潜山大缝裂缝性储层中的应用实例,并对欠平衡钻井技术的发展进行了展望。这对国内进一步开展欠平衡钻井技术工作(特别是对于古潜山大缝裂缝性储层)具有一定的借鉴之处。     

裂缝性储层保护技术与钻井完井液

综述了裂缝性储层保护技术与钻井完井液方面国内外的研究进展,论题包括裂缝性油气藏分类,应力敏感性评价、裂缝宽度预测、损害机理、暂堵机理、钻井完井液。指出许多问题有待探索：①应力敏感性和闭合滞后效应评价方法;②有效应力条件下裂缝宽度的实用性预测模型;③损害机理和保护机理;④保护裂缝性储层的切实可行的钻井完井液体系。参51。     

我国储层保护技术实现跨越式发展

“七五”国家重点科技攻关项目的开展，使我国储层保护技术整体面貌发生了根本性的变化，取得了一批具有20世纪80年代末国际先进水平的成果，此后的大规模技术培训和推广应用更新了技术观念，使各项作业的技术水平上升至一个新高度。文章总结了“九五”以来我国在探井保护油气层技术、欠平衡钻井储层保护技术、裂缝性致密砂岩气层保护技术、增产改造储层保护技术、开发生产及EOR保护技术等领域的重要新进展，其科技进步标志着我国储层保护技术已经实现了从孔隙型向裂缝性储层、从常规中低渗油气藏向非常规油气藏、从油气开发井向探井、从钻井完井过程为主向以增产改造和开发生产及EOR过程为主的跨越。文章还分析了目前储层保护技术需求，指出了非常规、复杂油气藏的勘探开发应以最大程度地减小储层损害为基本目标，以储层保护的思路统领各项工程作业，不断完善优化，并形成系列配套技术。     

高温潜山大位移水平井钻井技术实践

目标区潜山属典型的裂缝型和裂缝—孔洞型双重介质油气藏，储层裂缝为高角裂缝，为提高裂缝钻遇率，有效沟通裂缝，取得工业油流的突破，对实施水平井该储层进行勘探开发。该潜山水平井采用海油陆采模式，由于潜山面预测误差大、储层埋藏深、井温高、裂缝发育、井底位移大，在钻井施工过程中存在水平井轨迹控制难度大、储层易伤害、易涌易漏等难点。针对该储层钻井施工难点，开展了高温潜山大位移水平井钻井技术的研究与应用，形成了适合于高温潜山大位移水平井的钻井配套技术，实现了该储层的规模有效开发。该技术的成功应用，为裂缝性储层、高温储层、喷漏同层地层的钻井实践提供了参考与借鉴。     

吐哈低渗透油田钻井过程中的储层保护

针对低渗透油田储层特征，开展了钻井过程中以屏蔽暂堵技术为主的综合配套储层保护技术的研究与应用。目的防止或减少钻井过程中储层的损害，有效地保护储层，提高油气井的单井产能。结果该技术在丘陵、巴喀油田应用后，使储层表皮系数明显下降，流动效率明显提高。结论以屏蔽暂堵技术为主的储层保护技术，适合吐哈油区丘陵、巴喀油田的储层保护要求，并取得了显著的经济效益和社会效益。     

强化充气钻井技术现状与应用

衰竭、低压储层钻进时易出现钻井液漏失、压差卡钻及储层伤害等问题,甚至还存在井壁稳定与储层保护的矛盾。文章针对上述问题调研了国内外强化充气钻井技术的发展现状及应用情况。强化充气钻井技术可有效解决钻井过程中的恶性井漏、压差卡钻及钻井速度慢等技术难题;也可结合钻井液脉冲实现水平井定向钻井,在精确定向作业的同时保护油气藏,提高单井产量;还可将充气钻井工艺与控压钻井技术相结合,利用环空充氮气强化充气钻井技术钻含硫、裂缝性和衰竭性低压高温油气藏,既保护储层,又避免储层井漏,满足井控要求。现场应用表明,强化充气钻井技术不仅有利于保护储层,且能减少井下复杂与钻井成本,在低压、破碎、易失稳的储层钻井中具有广泛的应用前景,有助于解决低压衰竭储层高效开发面临的技术难题,为国内低压衰竭储层水平井控压钻井技术发展提供借鉴与支持。     

胜利油田低渗透油藏钻井保护技术现状分析及建议

为高效开发低渗透油藏,分析了目前低渗透储层钻井存在的储层保护问题及钻井技术现状。低渗透储层伤害主要包括固相颗粒侵入、液相侵入造成储层敏感伤害、储层水相圈闭伤害和乳状液堵塞等,其中以水相圈闭伤害为主。适合胜利油田低渗透储层的钻井技术较多,但以多分支水平井的开发最为成功,须加强各种钻井技术的联合使用和新型完井液技术的研究。开发低渗透油藏应注重多项新技术的配合应用,并加强储层保护措施管理。     

页岩气钻井过程中的储层保护

页岩气储层通常渗透率极低,钻井过程中的固液相浸入,使其易受损害。为此,就川渝地区上三叠统须家河组页岩露头,开展了页岩储层的孔隙结构、矿物组成、流体赋存方式、压力特征分析,指出了可能引起储层潜在损害的因素,即黏土水化膨胀、应力敏感及水锁效应。进而采用仿真模拟页岩裂缝储层在压差作用下的液相浸入过程,在正压差下,水相以渗流和渗透方式通过裂缝表面向孔隙基块内浸入,随时间延长,裂缝表面渗透、吸水带范围扩大,直至含水平衡饱和,导致页岩气被水相伤害带封闭在孔隙基块内,造成水锁损害。最后建议页岩气藏储层保护应采用全过程欠平衡钻井技术或气体水平井钻井技术。     

���������ݶ��꾮�꾮Һ�����о���Ӧ��

鄂尔多斯北部塔巴庙地区的气藏是典型的低压低渗裂缝性砂岩气藏。该区储层具有孔隙度低、渗透率低或致密、储层压力低、毛细管压力高、有效应力高以及储层不均质性强、裂缝和微裂缝发育等特征，简称“三低两高一强”。储层损害机理以储层液锁损害、应力敏感损害以及水敏、盐敏损害等为主。文章在分析储层特征及其损害机理的基础上，研究出了适合塔巴庙地区储层特征的屏蔽暂堵钻井完井液技术。该技术在鄂尔多斯北部塔巴庙、杭锦旗等地区10多口探井、评价井及开发井中进行了现场试验，在储层保护和提高天然气单井产量等方面取得了显著效果。     

扎纳若尔油田油气层保护钻井液技术

扎纳若尔油气田位于西哈萨克斯坦滨里海盆地东缘扎纳卡梅斯水下隆起带上,储层为石炭系浅海碳酸盐岩,储层岩性以灰岩为主,夹少量白云岩,储集空间以次生溶蚀孔隙为主,微裂缝发育.储层孔隙度和渗透率较高,孔隙压力系数低,储层水敏程度低.极易受到钻井液污染.根据储层特点及钻井液对油气层污染的因素分析,选用了两性离子聚合物钻井液、屏蔽暂堵油气层保护技术以及配套钻井液技术措施.经现场100口井应用表明,两性离子聚合物钻井液与屏蔽暂堵技术的结合,提高了钻井速度,缩短了钻井周期,减轻了钻井液对油气层的污染,较好地保护了油气层,提高了原油产量,单井平均产量和采油指数分别提高了46.3%和64.7%.     

聚磺混油钻井液对深层裂缝性致密储层的保护能力评价

为了评价和优化塔里木盆地北部深层裂缝性致密砂岩油藏开发中使用的聚磺混油钻井液对储层的保护效果,进行了钻井液动/静态伤害、滤饼承压、流体敏感性、水相圈闭伤害和流体配伍性实验。分析了钻井液伤害的主要机理,探讨了钻井液保护效果评价方法,提出了聚磺混油钻井液优化策略。实验表明:储层钻井液动态伤害中—强,滤液静态伤害中—强,100μm及以下缝宽裂缝承压达10 MPa,流体敏感性伤害较弱,水相圈闭伤害强,滤液与地层流体配伍性差;水相圈闭、流体不配伍和固相侵入是钻井液伤害储层的主要方式;聚磺混油钻井液对储层大缝宽裂缝封堵较差、对小缝宽裂缝控滤失较差是造成储层伤害的主要原因。钻井液储层保护效果评价需综合分析钻井液伤害的主要因素,充分挖潜钻井液动态伤害实验数据,评价钻井液的固相磨蚀粒度降级率。提高钻井液屏蔽暂堵性能、改善钻井液与储层流体配伍性、加入表面活性剂将提升聚磺混油钻井液对深层裂缝性致密砂岩油藏的保护能力。     

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。      

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％.     

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。      

ˮƽ��������Ӱ�����ط���

利用气体稳定渗流原理，建立了无限大气藏中水平井产能分析的数学模型，该数学模型具有压力平方形式和拟压力形式。在获得数学模型的解即水平气井的产能公式的基础上，通过定义水平井的产能指数，研究了气层厚度、各向异性、水平井在气藏中的位置及地层损害对产能的影响，从而为水平气井地质设计、钻井工程及气藏工程研究提供了较为科学的依据。分析结论：水平气井适合于对薄层气藏、垂直裂缝较大的气藏的开采；对于底水气藏最好使水平井位于中部以上的气层位置，以获得最高产能；应加强钻井和完井中的储层保护。     

低压低渗气藏钻探过程中的保护方案

针对鄂尔多斯塔巴庙区块低压低渗气藏物理特性复杂的情况，推荐一套切实可行的气层保护方案。即实行全面钻井液监控；采用欠平衡钻井技术；储层保护前期研究；采用与地层流体配伍性好的阳离子钻井液体系；降低钻井完井液的滤失量，API滤失量小于5mL、高温高压滤失量小于15mL、固相含量小于8％、含砂量小于0．3％；根据储层裂缝的宽度和走向使用保护剂；对裸眼完钻的气层利用洗井清除井壁附近的污染带，恢复储层原始渗透率；固井作业防止气窜；采用具有抑制地层水敏、速敏保护气层的优质射孔液；水力压裂优化压裂设计，严格压裂施工。总之，气层保护技术是一个系统工程，任何一个环节的问题，都将对气层产生伤害．因此需加强气层保护研究，做到在钻开气层到投产的每道工序都采取积极有效的气层保护措施。     

青西油田裂缝-孔隙型致密油层保护

青西油田为自生自储式裂缝性油气藏，非均匀性强、埋藏深（4100－4700m），储集层主要为下白垩统下沟组致密的白云质泥岩、泥质白云岩和砂砾岩，主要储集空间为裂缝，其次为溶蚀孔、洞，极易遭受污染。针对青西油田下沟组储集层的损害情况，进行敏感性实验并分析损害机理，结合敏感性评价结果及现场试验结果，提出钻井、固井、完井、采油、修井等过程中的油层保护具体措施。表1参12（谢全民摘）     

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。      

水平井钻井液完井液技术新进展

简要回顾了近年来国内外钻水平井的情况,着重从适用于钻水平井的钻井液完井液体系、水平井井眼净化和水平井保护油气层等三个方面综述了水平井钻井液完井液技术所取得的重要研究成果与进展;并对今后该项技术的进一步发展进行了讨论。     

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.