入井液表面张力与储层损害关系的实验室研究

在不同渗透率和不同润湿性的岩石中,研究了采油工程入井液和表面张力对入井液返排效率和岩石有效透率损害的影响。结果表明,在相同渗透率和润湿性的岩石性,入井液的返排率随入井液表面张力的降低而提高,岩石渗透损害随入井液表面张力的降低而下降;相同表面张力的入井液,进入高渗秀性岩石中比进入低渗透性岩石中具有更高的入井液返排率和更低的渗透率损害率;     

孤岛油田采油工程入井液对地层伤害因素的研究

开发作业过程中，各种采油工程入井液进入油层后，由于入井液与油层固有的岩石和所含流体性质不配伍，或由于压差、温度等条件的改变，造成了对油气层的伤害。对采油工程入井液伤害油层的主要因素(矿化度、pH值、表面张力、固相颗粒尺寸、固相颗粒含量等)进行了试验研究；对现场采油工程入井液和室内配制的低伤害入井液的综合伤害率进行了评价，得到了各种因素对地层损害的影响规律，提出了避免或减轻入井液伤害储层的对策。     

入井液的快速筛选及地层损害预测系统研究

油气藏在射孔、采油增产施工过程中,所接触的入井液对储层都存在着不同程度的损害,其损害程度是多种因素综合影响的结果.研究出了入井液的快速筛选及地层损害预测系统.该系统包括:入井液的雷诺数与地层渗透率损害率,pH值与地层渗透率损害率,防膨率与地层渗透率损害率,表面张力与油相渗透率损害率,综合因素与地层渗透率损害率关系的回归.经过实例计算表明,入井液的快速筛选及地层损害预测系统能快速预测入井液的各种因素对地层渗透率的伤害,为油气藏在射孔、采油增产施工过程中对入井液的快速筛选提供了依据.     

孤岛油区作业入井液对油层的伤害因素及对策研究

在充分认识孤岛油田储层特征及开发现状基础上,对引起作业入井液伤害油层的主要因素(介质的矿化度、pH值、表面张力、固相颗粒尺寸、固相颗粒含量等)进行了系统试验研究;并对现场作业入井液和室内优选的低伤害入井液的综合伤害率进行了评价,得到了各种因素对地层损害的影响规律,确定了避免或减轻入井液伤害储层的对策.     

注入水中的固相颗粒与储层损害关系的试验研究

通过模拟试验。在低渗透率和中高渗透率的岩样中．研究了注入水中的固相颗粒对岩样渗透率损害率的影响。结果表明．注入水中的固相颗粒直径和含量增加。岩样渗透率损害率增加;注入水中的固相颗粒对低渗透率岩样的损害大干中高渗透率岩样;注水量增加,岩样渗透率损害率增加;对油田注永控制固相颗粒具有重要的意义。     

固相颗粒损害储层机理研究

在钻井、完井、井下作业及油气田开发全过程中,存在很多损害储层的因素,其中,入井工作液中的固相颗粒是一个不容忽视的重要因素。固相颗粒侵入储层的孔隙喉道,在孔隙喉道内滞留、沉积,堵塞油气流动通道,造成储层绝对渗透率下降。入井工作液中固相颗粒的种类很多,大致分为三大类：刚性颗粒、可变形球状颗粒和可变形纤维状颗粒。颗粒类型不同．堵塞机理也不同,主要原因在于颗粒的受力状态。作用在流动悬浮颗粒上的力分为3类：与吸附机理有关的力、与分离机理有关的力和与传输机理有关的力。理论研究表明,固相颗粒在孔隙内滞留的备件是与吸附机理有关的力大于或等于与分离机理有关的力。为进一步探讨固相颗粒侵入造成储层损害的机理,在室内对含不同类型固相颗粒的钻井液对岩心的损害程度进行了模拟评价。实验结果表明,不同类型的固相颗粒对岩心造成的损害率不同,其中,刚性颗粒损害率较低,可变形球状颗粒损害率较高,而可变形纤维状颗粒损害率没有明显的规律,彼此差别较大。     

低渗气藏入井液损害实验评价的产能指数法

低渗气藏储层入井液损害影响气井产能,而室内储层损害评价多采用渗透率恢复率作为评价指标。结合生产实际,提出了以产能指数保持率作为评价指标,建立了低渗气藏入井液损害实验评价新方法——产能指数法,利用该方法与行业标准法开展了入井液损害评价实验。结果表明,产能指数法采用压力衰竭式驱替,获取动态实验数据,明确压差和时间对损害程度的影响;模拟储层条件,反映入井液损害前后岩样渗流能力的变化特征;与压力衰减法和行业标准法相结合,为完善入井液损害评价方法体系提供新思路,有助于保护储层工作液体系的优选。      

计算完井液中固相颗粒侵入储层深度的数学模型

为了掌握完井液中的固相颗粒侵入储层的深度,评价储层损害,进行完井液体系的设计,文中对不同完井液在不同条件下流出岩样末端的固相颗粒含量进行了测定。根据测定值进行多元回归处理得到了完井液中固相颗粒侵入储层最大深度的数学模型。实验结果表明,用此模型计算完井液中固相颗粒侵入储层的深度值与实测值之间的吻合性较好,并且该模型中各参数容易得到,可以推广使用。同时,还对完井液中固相颗粒含量和固相颗粒粒径分布、储层岩石物性、完井液液柱压力和地层孔隙压力之差等影响固相颗粒侵入储层深度的各种因素进行了较系统的讨论。     

注入水中固相颗粒损害地层机理分析

当含有固相颗粒的注入水进入地层时,水中的固相颗粒将不同程度地滞留在孔隙网络中,使地层渗透能力下降。分析胜利油田商三区和胜二区注入水中固相颗粒分布特征、地层孔喉特征,以此为基础,采用实验方法研究注入水中固相颗粒与岩石孔喉的匹配关系,分析固相颗粒损害地层的机理。研究结果表明从水站到注水井,注入水水质沿流程变差;在双对数坐标下,商三区和胜二区岩石孔喉半径与渗透率存在线性关系;当水质一定时,微小粒径的固相颗粒进入岩石孔隙内部形成深部损害,粒径较大的固相颗粒只能在岩石表面和浅表部位附着或桥堵而形成表面(层)损害。根据架桥法则,确定了商三区和胜二区注入水中固相颗粒指标。图3表3参4（秦积舜摘）     

页岩气井压裂返排液对储层裂缝的损害机理

为了弄清压裂液返排过程中对页岩气储层裂缝的损害机理,选取四川盆地长宁区块下志留统龙马溪组页岩和压裂返排液,利用压裂返排液对造缝岩样开展压裂液返排和气驱压裂液实验,监测压裂液返排流动阶段的岩样液相渗透率、返排液固相粒度分布和浊度变化,对比压裂液气驱前后的气测渗透率,分析压裂返排液对页岩气储层中裂缝的损害机理与损害程度。研究结果表明：①压裂返排液作用后,页岩渗透率损害率介于53.1%～97.6%,返排液固相粒度区间显著缩小,液相滞留所造成的相圈闭损害、固相残渣堵塞、气相携液诱发微粒运移和盐结晶是其主要的损害方式;②气相流阶段,渗透率损害率降至23.1%～80.2%,滞留液相损害有所缓解,但固相残渣堵塞和返排液在裂缝面的盐结晶损害仍然难以避免;③基于页岩气井压裂液返排过程中对裂缝的损害机理,考虑到返排液的处理难度及其对储层裂缝的损害,建议应积极发挥压裂液的造缝能力,优化压裂液性质与用量,尽量做到不返排或少返排压裂液。     

井眼条件下钻井液对油层损害的室内试验研究

模拟井眼条件研究了不同剪切速梯、温度、压差条件下钻井液对油层的损害程度。结果表明,钻井液中的固相粒子在级配合理的情况下,对高渗透率的岩心损害深度浅,反排易于解除损害;而对透渗率的岩尽,细微粒子和液相进入油层深部后不易用反排方式解除,损害较严重;速梯增加以中高也会加大损害程度;随压差的增大,岩心渗透率值没有一定的规律。用动失水法评价钻井液对油层的损「害半 ,更接近于井下实际情况。     

解除低渗砂岩气层钻井液伤害的洗井液研究与应用

钻井液对低渗砂岩气藏的伤害主要来自钻井液滤液,滤液产生的伤害主要为水锁,同时也有水敏膨胀及高分子聚合物在孔隙内壁的吸附滞留作用以及少量的固相微粒进入形成堵塞,导致产量降低。针对这一问题,主要从改变储层表面性质着手,研制出了洗井液NDF-1。该洗井液使低渗砂岩气藏由强亲水变为弱亲水,消除储层毛细管压力,溶解进入的部分固相,拆散堵塞,从而提高气驱水效率。室内实验表明,洗井液NDF-1可以使现场DIF伤害后岩心渗透率恢复率得到明显提高,平均恢复率提高率达到133.45%。在CB3-3井进行了现场试验,通过试气结果表明,单井产量提高率达到35.71%。     

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。      

黏土膨胀储层伤害数值模拟研究

在钻、完井或注水过程中,水基工作液的引入可能导致储层中黏土矿物膨胀而造成储层伤害。关于黏土膨胀储层伤害的研究较多,而对其时间空间变化规律的数值研究相对较少。基于渗透水化和水分子的菲克扩散建立了黏土膨胀储层伤害的数学模型,模拟了井筒周围储层无因次渗透率的时空演变特征,并由此计算了其表皮系数随时间的变化情况。结果表明,黏土膨胀伤害具有早期迅速增加、中晚期缓慢增加直至停止的特点,主要的损害量由早期贡献。储层某点的渗透率降低程度有限,但伤害在空间上的延伸范围较远,可以达到几米的量级,造成明显的伤害效果。总结来看,基于简化的数学模型,定量模拟了井筒周围黏土膨胀伤害的空间分布特征与其随时间变化特点,实现了单因素储层伤害的时空动态模拟,对矿场实践有一定的参考价值。      

国外保护油气层技术新进展--关于暂堵机理和方法的研究

针对近年来国外在钻井液、完井液中通过加入暂堵剂对储层进行有效保护的研究进展进行了综述，重点介绍了实施暂堵的原理和一些新的方法，即（1）碱溶性微米级纤维素暂堵技术，这种暂堵剂能够对井壁进行快速封堵，减少钻井液中的固相和滤液侵入储层；（2）固相颗粒多组分滤失模型，利用该模型，可分别预测储层岩心受钻井液污染和反排后的损害深度及对渗透率的损害程度，又可用于对钻井液中固相的粒度分布状况进行优化设计，减轻固相对储层的损害；（3）反排时泥饼的清除机理，用初始流动压力的数学模型计算，初始流动压力随渗透率下降而增大，并随损害深度增加而增大，同时初始流动压力与反排速度呈线形增长的关系；（4）孔喉网络模型，可用于模拟微粒运移、沉积及发生堵塞的过程，并可优选暂堵剂尺寸，虽天然的多孔介质并不具有规则的结构，但可通过一个网络结构代替；（5）高渗储层暂堵技术，高渗储层的主要损害因素是固相侵入，因此需使用暂堵剂来形成低渗透泥饼，以防止固相和滤液进一步侵入。总之，油气层保护技术还需要进一步向前发展。     

改善储层的进攻型隐形酸完井液技术

针对钻井、固井或压井、修井等作业过程中固相微粒和液相侵入损害以及各种作业液之间、各种作业液与储层流体、矿物之间的不配伍性造成的储层损害,研制出了改善储层的进攻型隐形酸完井液。该完井液具有降低pH值,消除无机、有机沉淀和屏蔽暂堵,溶蚀岩心、改善储层等优点。在渤海QK17-2油田现场试验结果表明,以YXA为主剂的隐形酸完井液,可改善储层渗透性,提高油田产能。     

油基钻井液对储层伤害程度的室内评估

针对油基钻井液的储层损害机理,室内评估了油基钻井液各个组分的储层损害程度,表明油基钻井液造成储层伤害的主要因素是微细颗粒固相侵害和润湿反转伤害,相渗透率伤害也是一个重要原因,油基钻井液更容易对低渗储层或低渗区域造成损害,其各个单独组分对地层能够造成不同程度的伤害,但是由于能够严格控制钻井液滤失和封堵性能,体系能够有效减少固相和液相的侵入。这也说明油基钻井液整体侵害并不是简单的各个组分侵害的叠加,严格控制滤失和有效封堵是保护储层的主要手段。