致密裂缝性砂岩储层保护钻井液技术研究

在系统分析油基钻井液对致密储层损害机理后,以西北A区致密低渗透砂岩为研究对象,确定了固相颗粒堵塞和水锁是油基钻井液对储层主要的损害,在此基础上,提出了储层保护钻井液的优化措施。     

裂缝性致密砂岩气层暂堵性堵漏钻井液技术

钻井液漏失是目前制约裂缝性致密砂岩气藏勘探开发的第一位因素,以往的工程实践对堵漏工艺及工程成功率关注较多,而对堵漏材料进入储层带来的储层损害以及如何高效解除则关注较少。堵漏材料一旦进入储层若不及时解除,就会造成严重的储层损害。为此,以“储层保护屏蔽暂堵技术思想”为指导,在评价常用堵漏材料酸溶性的基础上,提出集成惰性堵漏材料架桥与酸溶性堵漏材料填充优势的暂堵性堵漏钻井液技术新思路。通过室内探索性实验,优化了暂堵性堵漏钻井液配方,结果显示：基浆中酸溶性材料与惰性架桥材料加量的比值介于1∶1～3∶1之间为最佳。由此形成了暂堵性堵漏钻井液漏失控制技术,并通过工程实践证明了其合理性。     

塔里木致密裂缝性储层钻井液侵入实验研究

近年来致密砂岩储层伤害与保护问题引起学者们的关注。由于存在天然裂缝通道沟通,在裂缝性致密储层的开发过程中,工作液很容易沿裂缝进入储层,对储层造成严重的伤害。为了探究钻井液对裂缝性储层的伤害程度和机理,以塔里木库车山前区块裂缝性致密砂岩储层为研究对象,进行了钻井液侵入伤害实验。实验结果表明,钻井液侵入过程按照泥饼的形成过程可分为4个阶段,分别是无泥饼阶段、泥饼快速生成阶段、泥饼动态平衡阶段和形成封堵阶段;钻井液侵入速率受储层渗透率、泥饼渗透率、流体性质以及密度的影响,当储层渗透率高于临界渗透率时,侵入速率主要由滤饼渗透率决定;通过扫描电镜结果可得,钻井液固相颗粒在岩心孔喉中的堵塞状态分为堵塞状、黏附状和填充状3种,不同堵塞状态对储层渗透率伤害程度不同。得到的钻井液动态伤害分析与固相颗粒侵入研究有助于复杂油藏模拟器的改进,对现场施工作业以及钻井液优化具有一定的指导意义。     

裂缝性致密砂岩气藏入井流体伤害规律

塔里木克深区块裂缝性致密砂岩储层具有埋藏深,孔隙度、渗透率低,裂缝发育,非均质性强等特征,不经过压裂增产措施难以达到工业开采价值。钻完井以及增产改造过程储层与工作液及其所携带的固体颗粒相接触,容易引起储层渗透率降低,从而导致产能降低。以人工劈缝的储层岩心为评价岩心,使用储层成像测井资料确定岩心裂缝宽度,对裂缝性致密砂岩储层钻井液/压裂液损害进行了评价。实验结果表明,在围压低于4.5 MPa的情况下,模拟裂缝岩心渗透率保持不变,模拟裂缝岩心渗透率与缝宽呈三次方关系;随着裂缝宽度的增加,压裂液伤害程度逐渐减小,但是钻井液伤害程度先增大后减小,存在一个伤害峰值;此外,一步酸可以显著提高裂缝渗透率,解除钻井液/压裂液伤害。该研究对低伤害新型工作液的研发以及储层保护措施的优化具有一定的指导意义。      

声波测井识别致密砂岩裂缝储层的应用

低孔低渗致密砂岩储层是一种较复杂的储层类型。致密砂岩储层由于其孔渗性差,其产油气能力主要取决于储层中裂缝发育的情况。裂缝不仅可以使孤立的孔洞得以连通。发育成有效的储集空间,大大提高基质渗透率,是油气的主要运移通道更是决定致密砂岩储层产能的关键因素。因此,裂缝发育规律研究已成为提高勘探开发效益所面临的首要问题。本文在了解砂岩裂缝的相关概念以及它的形成机理的基础上研究了声波测井在裂缝储层识别和评价的响应特征。     

基于钻井液漏失侵入深度预测的裂缝性碳酸盐岩储层改造优化

四川盆地高石梯-磨溪地区缝洞型碳酸盐岩气藏具有储层低孔低渗、埋藏深,储层温度高,层厚,裂缝、孔洞较发育,非均质性强、含H₂S,岩石闭合应力高等特点。通过前期技术攻关,形成了适合高石梯-磨溪低渗透储层增产改造工艺技术,一定程度上提高了区块低渗区的单井产量。储层裂缝孔洞较发育,钻井完井过程中不可避免地漏失大量钻井液,造成储层深部污染损害。因钻井液漏失侵入深度不明确,酸化设计中的酸液波及范围无法界定,故常规酸化技术不能完全解除漏失的钻井液对储层的深度损害,降低了储层酸化改造效率。建立了基于溶质运移与对流扩散理论的裂缝网络性钻井液漏失侵入深度预测模型,结合现场实例井,预测了钻井液漏失最大侵入深度,明确了储层污染堵塞范围,为储层酸化设计的酸液规模和酸化范围提供量化依据,试验井改造效果明显,提高了酸化改造效率。     

苏里格气田致密性砂岩储层深度改造技术

针对苏里格气田致密性砂岩储层的地质特征,应用了深度改造技术。对此首先建立了物理和数学模型;在此基础上依据储层裂缝闭合应力筛选了中密度高强度陶粒支撑剂;为了降低储层伤害,研发了阴离子表面活性剂和低浓度胍胶两种新型压裂液;根据研究的成果,进行了现场试验分析,收到了较好的效果。     

天然裂缝性致密含气砂岩储层描述与模拟

怀俄明州绿河盆地Ｆｒｏｎｉｔｅｒ且的低渗性砂岩中储存有大量的天然气。成功地开采这些气藏需要了解控制气藏产能的区域天然裂系统的特征及流体流动响应。通过对盆地中五个地点的Ｆｒｏｎｔｉｅｒ组砂岩的露头研究掌握了裂缝的特征。裂描述包括绘制详细的露头裂缝网络图，此图可提供关于裂缝方位、长度和空间分布的信息。裂缝科清楚地说明区域裂缝为垂直于层理的单向裂缝组，裂缝长度与间距各不相同。区域裂缝的空间分布受岩层厚度     

利用测井技术研究致密砂岩储层裂缝

利用FMI资料和常规测井曲线,并结合岩心观察,能够准确的识别井下裂缝和判断井下裂缝的有效性。结合试采情况表明,裂缝解释结果基本与井下符合。同时,综合各种测井资料,显示出口地区须家河组致密砂岩储集层中裂缝较为发育,且裂缝的有效性较好。     

渤海湾深层裂缝性致密砂岩储层的识别和评价

本文涉及到三个裂缝模型。第一个是研究平面裂缝模型，它代表由相等间距和孔隙裂缝所组成的地层。第二个是火柴棍模型，考察两个垂直的平面裂缝性模型。第三个是研究由三个相互垂直的平面裂缝组成的立体模型。应用等效曳导率理论，这些模型可以由宏观各向异性的介质代替。应用三维有限元法，可以推算出不同模型中的双侧向响应。 平面裂缝模型的模拟结果表明，只有在裂缝间距小的时候，等效介质中的仪器响应才等于原生自然裂缝的介质响应，而且高倾角时的深侧向数值（Rlld）大于浅侧向（Rlls）数值，低倾角时小于浅侧向数值。 火柴棍模型的计算结果表明当主要部分的裂缝孔隙度远远大于另一部分时，该模型响应特征与平面模型相同；且当主要的裂缝孔隙度减少时，深侧向数值在裂缝呈高倾角时减小而在低倾角时增加，浅侧向数值在裂缝呈高倾角时减小而低倾角时变化很小。在立体模型情况下也发现了同样的响应特征。 已开发的反演程序利用双侧向响应可以计算出裂缝孔隙度和倾角，并用来估算渤海湾地区致密砂岩储层的裂缝孔隙度和倾角。 1999年渤海湾的大港油田钻开了A井。当钻穿低孔隙度和低渗透率的致密砂岩地层时，漏失了67m^2泥浆。用12．2mm的喷嘴对储层试油，日产543m^3油和90500m^3天然气。在这类储层中能有如此高的产量超出了所有从事该项目专家们的想象。根据双侧向曲线特征和该地区的相关地质构造资料，这个层和其他的两个层被定为裂缝性储层，并且它们的裂缝孔隙度和倾角可以用反演程序来计算。对另一个储层试油获日产220m^3油和79984m^3天然气。     

油基钻井液对超深裂缝性致密砂岩气藏的保护能力评价

以塔里木盆地山前白垩系巴什基奇克组某超深、裂缝性致密砂岩气藏为研究对象,探究油基钻井液对其储层的损害机理,以便于完善油基钻井液储层保护能力评价方法和优选原则。为此开展了钻井液滤液损害、钻井液体系动态损害以及滤饼承压能力室内实验,完善了该钻井液储层保护能力的室内评价方法。首先进行固相粒度分析前进行钻井液预处理,然后模拟动态损害过程评价钻井液返排渗透率恢复率,最后开展滤饼承压能力评价。实验结果表明:1主要的储层损害方式为固相侵入、液相圈闭损害;2油基钻井液滤液对基块损害程度为强;3钻井液体系对裂缝动态损害程度达到中等偏强—强,钻井液滤饼仅对100μm及以下缝宽裂缝具有封堵能力。结论认为,应用油基钻井液保护该类储层应优先保证油基钻井液滤饼承压能力,同时兼顾动态损害渗透率恢复率和液相圈闭损害程度。     

库车前陆盆地深层致密砂岩储层构造成岩强度的定量评价方法

含油气盆地中储层的形成和演化受构造作用和成岩作用共同控制,构造成岩作用的定量评价对深入认识储层的形成演化过程及储层质量具有重要意义。通过分析构造成岩作用的内涵以及储层形成演化的主要影响因素,提出了利用构造成岩强度来定量表征构造作用和成岩作用对储层形成演化及储层质量的影响。构造成岩强度是指储层在形成演化过程中所受构造作用和成岩作用的影响程度,可以用构造成岩指数进行定量表征。构造成岩强度不仅能够反映储层在埋藏过程中所经历的时间、深度、温度和压力等成岩演化控制因素对储层的影响,同时还能够反映不同构造时期的构造变形强度及其演化对储层的影响。对库车前陆盆地深层白垩系致密砂岩储层开展的构造成岩强度定量评价表明,储层的形成演化与构造成岩强度密切相关,随着构造成岩强度增加,储层基质的孔隙体积减少,天然裂缝的发育程度增加。从库车前陆盆地山前构造带到前缘隆起带,构造成岩强度依次由大变小,储层的基质孔隙度逐渐增高,而天然裂缝发育程度则逐渐降低。构造成岩强度的定量评价方法可为深层致密砂岩储层的定量评价及预测提供新途径。     

库车前陆盆地深层致密砂岩储层构造成岩强度的定量评价方法

含油气盆地中储层的形成和演化受构造作用和成岩作用共同控制,构造成岩作用的定量评价对深入认识储层的形成演化过程及储层质量具有重要意义。通过分析构造成岩作用的内涵以及储层形成演化的主要影响因素,提出了利用构造成岩强度来定量表征构造作用和成岩作用对储层形成演化及储层质量的影响。构造成岩强度是指储层在形成演化过程中所受构造作用和成岩作用的影响程度,可以用构造成岩指数进行定量表征。构造成岩强度不仅能够反映储层在埋藏过程中所经历的时间、深度、温度和压力等成岩演化控制因素对储层的影响,同时还能够反映不同构造时期的构造变形强度及其演化对储层的影响。对库车前陆盆地深层白垩系致密砂岩储层开展的构造成岩强度定量评价表明,储层的形成演化与构造成岩强度密切相关,随着构造成岩强度增加,储层基质的孔隙体积减少,天然裂缝的发育程度增加。从库车前陆盆地山前构造带到前缘隆起带,构造成岩强度依次由大变小,储层的基质孔隙度逐渐增高,而天然裂缝发育程度则逐渐降低。构造成岩强度的定量评价方法可为深层致密砂岩储层的定量评价及预测提供新途径。     

不同钻井方式对致密砂岩储层损害评价实验

不同的钻井方式对储层的损害类型和损害程度具有不同的影响。为此,根据对储层损害地质特征及潜在损害类型的分析结果,立足于不同钻井方式下地层压力和井底流压之间的关系,设计了气体钻井、液基欠平衡钻井和过平衡钻井等3种钻井方式下的储层损害实验流程,并以塔里木盆地侏罗系阿合组和四川盆地川中地区三叠系须家河组致密砂岩储层岩心为样品开展了模拟损害实验。结果表明:1欠平衡钻井对储层渗透率损害程度低,有利于保护储层,但表现出一定的应力敏感效应,得到了应力敏感系数经验公式;2过平衡钻井由于固相和液相的侵入,对储层损害程度大且随岩心含水饱和度增加到束缚水饱和度之后,气测渗透率降低程度加快,水锁损害程度增加。结论认为,室内实验储层损害结果与实钻条件下的储层损害特征一致,能准确反映实际钻井条件下的储层损害特征,可作为不同钻井方式下储层损害实验评价的新方法。     

致密砂岩气藏压裂水平井裂缝参数的优化

为了解决压裂水平井的多参数综合优化问题,基于不稳定渗流原理,应用复位势理论、叠加原理和数值求解方法,建立了考虑裂缝干扰的压裂气藏水平井产量预测模型,研究了影响压裂水平井产量的单因素变化规律;结合正交试验设计方法和灰色关联理论,确定了影响压裂水平井产能的敏感因素排序,并实现了考虑多参数综合作用的压裂水平井参数优化设计。计算结果表明：算例中影响产量的重要性排序依次为地层渗透率、储层厚度、孔隙度、水平段长度、裂缝条数、裂缝长度和导流能力;优选区块水平井组合参数为水平段长度1 000 m、裂缝条数10条、裂缝长度60 m、导流能力10 μm²·cm,按照优化参数施工后,无阻流量显著增加。     

致密砂岩气藏井网加密潜力快速评价方法

致密砂岩气藏地质条件复杂,采收率较低,国内外开发实践表明井网加密已成为此类气田提高采收率的关键技术。针对致密砂岩气藏开发井数多、快速评价井网加密潜力数值模拟方法不经济、地质统计法和移动窗口法评价结果与实际差异较大等问题,综合地质研究与气井动态资料,采用不稳定流动分析方法,建立井网密度与单井增加可采储量的关系。从加密井单井增加可采储量出发,结合经济学原理,建立了加密效益函数,能够快速准、确预测出开发区是否具有加密潜力及加密潜力大小,为气田调整挖潜决策提供可靠依据。实例应用结果表明,大牛地气田DK13井区山西组1段天然气在目前成本和价格下,经济最佳井网密度为2.2口/km²,经济极限井网密度为7.06口/km²,加密潜力较大。     

裂缝性碳酸盐岩储层的钻井液侵入预测模型

裂缝/孔隙性碳酸盐岩储层钻进时的主要损害机理是钻井液中固相和滤液对储层裂缝的侵入。针对平均缝宽不超过100 μm的低渗透裂缝性油气藏,建立了钻井液在单一裂缝中的侵入预测模型,模型中裂缝开度随有效应力连续变化。利用该模型对塔里木油田某区块现有钻井液体系的碳酸盐岩储层裂缝侵入程度进行了预测,并与该钻井液体系性能室内评价结果进行了对比分析。预测和评价结果表明,在钻井过程中,泥饼的形成速率和形成质量是保护裂缝性碳酸盐岩储层技术的关键。通过调整钻井液快速弱凝胶的结构和优化体系粒径级配,可将钻井液对储层裂缝的侵入量控制到最低。     

致密砂岩储层自适应岩石物理建模方法

常规岩石物理建模方法建立在岩石矿物组分已知的前提下,并以Voigt-Reuss-Hill模型求取岩石基质的等效弹性模量.在致密砂岩物理建模的实践中,经常会遇到由于测井资料不全,无法给出精确的矿物成分解释,使常规岩石物理建模方法精度受到影响.针对这一问题,提出了 自适应的岩石物理建模方法.首先通过联立Gassmann方程...     

低渗透致密气藏水基欠平衡钻井损害评价技术

低渗致密砂岩气藏具有孔喉细小、强亲水、裂缝发育等特点,在作业过程中易于受到损害,即使在欠平衡条件下,仍然具有一定的损害可能.在水基欠平衡钻井条件下,低渗致密砂岩气藏主要的损害方式为水锁和应力敏感.利用裂缝可视化测试系统、毛管流动孔隙结构仪等分析测试手段评价了低渗致密气藏的水锁和应力敏感损害.研究表明,低渗致密气藏在欠平衡条件下仍有很强的水锁损害可能,初始渗透率越低,水锁损害程度越大;有效应力一定时,欠压值越小,水锁损害程度越大,过小的欠压值不能起到保护储集层的作用;欠压值一定时,有效应力越大,水锁损害程度越大.目前对欠平衡条件下的水锁损害评价还处于摸索阶段,下一步工作的重点是储集层原地作业条件的真实模拟以及将室内实验结果应用于现场工程设计.图7表6参13