保护油层钻井液技术在宝浪油田的应用

分析了宝浪油田宝北区块储层特征、敏感性及已钻井油层损害现状及原因,研究了在复杂储层条件下保护油气层钻井完井液的屏蔽暂堵技术.宝北区块储层物性较差,属低孔低渗、特低渗油藏;储层敏感性矿物主要是粘土矿物,次为碳酸岩类、黄铁矿和碎屑云母;存在强水敏、强盐敏、中等程度的碱敏和应力敏感、弱的酸敏和速敏等敏感性.根据宝北区块储层对渗透率有贡献的孔喉半径区间、孔喉中值半径,以及宝浪油田普遍使用的聚合物不分散钻井液中固相颗粒粒径范围及中值直径,按2/3架桥原理,对架桥粒子和填充粒子的粒度分布及加量进行了优选,得出完井液配方为:井浆 0.5?CO3(粒径小于5 μm) 1.0?CO3(粒径小于8 μm) 1.5%加重用CaCO3 1.5%EP-1(或2%～3%FT-1) 0.3%XY27(调粘度).屏蔽暂堵技术现场推广应用222口井,从测试井的数据可以看出,未保护井的平均表皮系数为4.22,平均堵塞比为1.56,平均采液指数为0.143 t/(d·m·MPa);保护井的平均表皮系数为-0.458,平均堵塞比为0.971,平均采液指数为0.191 8 t/(d·m·MPa),注水井日注水量及注水强度分别提高了1.825倍和2.08倍.     

哈南油田保护储层钻井完井液新技术

针对二连地区哈南油田储层特性和使用钾铵基钻井完井液体系特点,研究出一种新的保护油封堵剂L－RP,加入L－RP后的钻井液能在一定深度内彻底封堵储层孔喉,减少钻井液及后续流体进入储层的量,降低外来流体对储层的污染,该封堵层经射孔后解堵,所以封堵层深度必须小于射孔深度,以便射孔后井筒与储有较完善的连通,达到保护油层的目的。L－RP主要成分为磺化沥青和惰性粒子,与储层特性与钾铵基钻井完井液体系配伍性好,同时提出2项评价保护储层效果的参数,封堵效率和封堵深度。封堵效率应大于90％,封堵深度应小于1cm,在哈南油田现场应用表明,保护油层封堵剂L－RP的保护油层效果良好,完善井达到了100％。     

塔里木LN地区保护储层的钻井液试验研究

分析了塔里木ＬＮ地区的储层特性。根据分析结果,在该地区采用ＭＭＨ正电胶钻霹液体系,并加入暂堵剂ＪＨＹ和ＱＳ－Ⅱ,以起到屏蔽暂堵作用。该体系具有较好的流变性、抑制性较水层水的配伍性较好,保护油支效果好。动、静损害评价试验表明,在岩心４～６ｃｍ段,动、静态损害评价试验测是的渗透率恢复值均大于９０％。     

大牛地气田保护储层钻井液技术

大牛地气田为低孔低渗砂岩气藏,自产能力低,如不采取全面系统的油气层保护技术,完井后气层基本无自然产能,压裂改造后,单井产气量也普遍较低.通过对储层特征和钻井过程中造成地层伤害的主要因素进行研究,探索出了一套针对大牛地气田的钻井液保护技术,主要包括:屏暂暂堵技术、钾铵基钻井液、两性离子钻井液、聚醚多元醇钻井液、改性天然高分子钻井液等.保护气层钻井液技术的应用,提高了机械钻速和井身质量,减少了钻井液对气层的浸泡时间,解决了井壁失稳、气层伤害问题,提高了气产量.其中,屏蔽暂堵技术对于裂缝性气层具有较好的保护能力;钾铵基钻井液对基质渗透率损害非常小,适合于裂缝不发育的开发井施工,在裂缝发育的区块应结合屏蔽暂堵技术对气层进行全面的保护;聚醚多元醇和改性天然高分子钻井液可以进一步推广应用.     

适合鄯善油田J2S储层保护的钻井完井液

从鄯善油田Ｊ２Ｓ储层特性出发，评价了该油田实际使用的原有钻井液对储层的损害。通过分析这种钻井液中固相粒子大小，分布与储层孔喉大小，分布的配伍性，利用屏蔽暂堵技术将这种钻井液改造为适合鄯善油田Ｊ２Ｓ储层保护的钻井完井液。     

压差的连续改变对钻井液储层损害程度的影响

在钻遇多压力系统地层和易坍塌地层时，需要适时调整钻井液密度以保证安全钻进，但因此会导致钻井压差发生连续改变，对储层造成损害。利用高温高压动态损害评价仪模拟钻井过程，评价了压差的连续改变对储层的损害程度，利用实验结果优化钻井设计，将钻井过程中的储层损害尽量降低。实验结果表明，相对于单一压差条件下，压差的连续改变导致对储层的损害程度增加；同种钻井液，压差的连续改变对高渗透岩心的影响大干低渗透岩心。通过分析，认为屏蔽暂堵层的质量至关重要，暂堵层质量越差，压差的改变对储层损害程度的影响越大。所以在钻井过程中要尽量避免压差的连续改变，在不得已的情况下应根据储层孔喉分布优化钻井液中的暂堵颗粒粒径，提高暂堵层质量，保护储层。     

川中地区保护裂缝性致密砂岩储层屏蔽暂堵技术室内研究

川中地区上三叠系致密砂岩气藏,粘土矿物含量高达15%,平均孔隙度为4.2%,平均渗透率为0.05×10-3μm2,其中50%的喉道半径在0.25μm以下,微裂缝一定程度发育,漏失严重,钻井液的侵入往往对储层造成不可挽救的永久损害,致使气藏开发效率极低。通过对气藏地质特征的深刻认识以及对原钻井液进行粒度分析、暂堵效果评价,提出原工作液粒径主要分布在60~110μm之间,粗颗粒含量已能达到屏蔽暂堵的要求,但是细颗粒和堵裂缝的纤维状粒子不够,因此形成的屏蔽环致密程度不够、渗透率高。对原钻井液进行了改性,加入了适当的架桥粒子、填充粒子以及变形粒子。评价实验结果表明,改性钻井完井液的自然返排恢复率可达89.02%,形成的屏蔽环能承受15 MPa以上的返排压差,因此能有效保护好储层。指出,采取对原钻井液改性来使其达到保护储层的要求的方法,可有效节约作业成本。     

屏蔽暂堵钻井液在濮深15井的应用

探明中原油田东濮凹陷深层气储量相当丰富,但勘探开发工作一直没有取得新的突破。为找到后继资源,濮深15井在改进钻井液工艺的基础上采用屏蔽暂堵型钻井液体系保护储层。结果表明,储层平均渗透率恢复值为90．2％,损害半径小,表皮系数仅为0．073,屏蔽暂堵型钻井液在濮深15井应用达到了保护储层的目的。     

高35-2井屏蔽暂堵钻井液提高了电测解释的准确性

高35-2井和高35-1井是冀中坳陷蠡县斜坡大百尺构造带高35断块上距离很近的两口井,高35-2井使用屏蔽暂堵钻井液,高35-1井未使用屏蔽暂堵钻井液。通过对比分析两口井的电测曲线可以发现,高35-2井的滤饼薄,钻井液侵入半径小,油层段深感应电阻率受钻井液侵入的影响小,油水层电测曲线特征分明,说明采用屏蔽暂堵钻井液能提高测井解释的准确性,有利于保护和及时发现油气层。     

钻井液屏蔽暂堵层强度的确定模拟实验研究

钻井液屏蔽暂堵层强度的确定是钻井工程设计中的关键内容之一，它为设计井身结构、钻井液密度、钻井液类型与屏蔽暂堵材料选择等提供科学依据。选取具代表性的岩心，利用高温高压动态损害评价仪和RTR—100三轴岩石力学测试系统，模拟不同钻井液在实际钻井过程中形成暂堵层，定量测定了钻井液屏蔽暂堵层的强度。这种测试系统具有快速、精确、工作压力高的特点，为今后暂堵层强度测定提供了一种新思路。实验结果表明，油基钻井液体系形成的暂堵层强度小于水基钻井液；对于同一种钻井液，高渗透岩心的暂堵层强度小于低渗透岩心。最后通过对实验结果的分析，认为钻井液中的暂堵颗粒粒径分布必需与储层主流喉道半径相匹配，才能获得更致密的暂堵层；为了更好地保护储层，建议钻井正压差应尽量小于室内测定的钻井液暂堵层强度。     

优选暂堵剂粒度分布的新方法

为了实现屏蔽暂堵式钻井完井液能在井壁上形成渗透率接近零的泥饼,就要依据暂堵剂粒径与储层孔隙尺寸之间的最佳匹配关系,寻找出一种科学、合理的暂堵剂优选方法.阐述了优选暂堵方案的理想充填理论和d90规则.依据连续颗粒堆积理论所提出的理想充填理论对提高钻井液的暂堵效果具有指导意义,颗粒堆积效率越高,越有利于形成致密的泥饼,对储层的暂堵效果也越好.在此基础上提出了一种优选暂堵剂颗粒尺寸及其分布的图解新方法.依据该方法开发的配套软件能够根据相关地层参数,快速、准确地对暂堵剂产品进行合理的选择.实验结果表明,根据理想充填理论和d90规则建立的优选暂堵剂颗粒尺寸的图解新方法在原理上更加合理,优选出的复配暂堵方案能有效地形成致密泥饼,可达到十分理想的保护储层的效果,与传统方法相比,更有利于对中、高渗储层的保护.     

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。     

钻井液快速封堵油层保护技术

华北油田在屏蔽暂堵技术基础上开发出了适用于砂岩油藏完井作业的快速封堵保护油层钻井液技术.该项技术的特点是封堵带薄且致密,渗透率趋于0,封堵深度小于1 cm,在一定负压差下不能反排解堵,易被射穿,在开采时通过射孔实现储层与井筒连通良好的目标.快速封堵保护油层钻井液技术可根据不同地区砂岩储层的特点和潜在损害因素,有针对性地研制油层保护剂,而且不用考虑油层保护材料的油溶性、酸溶性或水溶性,凡是能够起到快速封堵效果的材料,也包括钻井液中的处理剂均可考虑作为封堵材料.由于钻井液处理剂的引入,使快速封堵型油层保护剂既与现场钻井液有良好的配伍性,又同时发挥了钻井液处理剂的功效,走出了单一采用粒径匹配的固相颗粒进行封堵的思路,使封堵层更加致密,油层保护效果更佳.该项技术在二连油田231口开发井中进行了应用,完善井层百分率由37%提高到85%以上,储层严重损害百分率由36%降低到3.75%.     

MTZ油田保护油气层钻井液完井液技术

MTZ油田位于高集凹陷北斜坡带西部，构造南翼的Z2断块产层为Ef^2和Ef^1。Ef^2和Ef^1砂岩为中低孔中低渗透储层，孔隙压力系数为0．94－0．98,储层属中偏强水敏，极强盐敏，弱速敏，基本无酸酶，根据储层特点及对钻井完井过程中油层损害因素的分析，研究了系统保护油气层技术。系统保护油气层技术包括，选用抑制必强的两性离子聚合物钻井液体系，采用屏蔽暂技术，加入3％－4％超细碳酸钙及2％磺化沥青粉（软化点为70－80℃）；应用低密度水泥浆（密度为1.47g/cm^3)，使用S27降失水剂、SEP－1晶格膨胀剂和CO－124防气窜膨胀剂等外加剂；用PDC四刮刀钻头，加快钻速，缩短浸泡时间；用加有3％聚季胺的防膨液作为射孔液，压井液，在MTZ油田推广应用32口井，取得了较好的经济效益和社会效益，平均每口井浸泡时间缩短8．15d，平均机械钻速提高32．4％。固井格率为100％，完井电测一次成功率由60％提高至72％，平均完井作业时间缩短4d；单井产量至少提高20％，平均采油强度相对提高19．05％，平均日产量提高39．29％。     

正电性钻井液完井液体系油气层保护性能研究

以改性的正电性土、聚合物和呈正电性的钻井液处理剂为主剂,研制开发了完全呈正电性的钻井液体系.即:(0.3%～0.5%)流型调节剂B (1.5%～2.5%)降滤失剂A (3%～5%)改性固相 (1.5%～3.0%)正电性处理剂 水.室内实验和现场应用表明,该体系具有良好的抗温、抗污染能力和优良的页岩抑制性,能有效地防止粘土的膨胀、分散、运移;在室温和高温下抗土污染能力好,粘度和切力保持基本不变,保护油气层效果明显,平均渗透率恢复值达到90.5%.     

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。     

萨南油田用JGN钻井液完井液体系

萨南油田东部过渡带成岩性差,胶结疏松,钻井过程中易发生坍塌.试验区开采层位为萨尔图组和葡萄花组,萨尔图组具有较强水敏性,葡萄花组具有一定速敏性.采用JGN钻井液体系钻井.该体系主处理剂为JGN、JN、FTD,它们的最佳配比为JGN∶JN∶FTD＝6∶3∶4,3种处理剂复配物加量大于0.6%时,钻井液滤失量小于7.0 mL,粘度为20～25 s,切力小于1.0 Pa,并具有良好的造壁性和降滤失能力,抗NaCl、CaCl2和岩屑的污染能力为6%、2%和7%,较好地解决了萨南过渡带钻井、固井、电测遇阻的问题.通过将JGN加量提高到0.8%,并加入0.2%防膨剂FP-1,将钻井液改造为完井液.JGN完井液体系的滤失量小于6.0mL,静态膨胀率小于3%,岩屑回收率大于75%,岩心渗透率恢复值大于70%.通过应用JGN完井液,与相邻区的井对比,试验井采液强度提高了14.5%,注水压力降低了6%,表皮系数降低了0.74,地层完善程度提高了31.3%,取得了较好的保护油层效果.     

二连油田巴38断块保护油层钻井液技术

巴38断块储层物性从中孔特低渗到中孔中渗,非均质性强,属于强水敏、强盐敏地层.针对巴38断块储层特征和现场使用的钾铵基聚合物钻井液体系特点,研究出了适用于巴38断块的油层保护剂L-RP-2.该油层保护剂L-RP-2中引入了中-低分子量聚合物,利用聚合物分子链可以将不同形状和不同粒度的惰性颗粒,包括原井浆中的固相颗粒链接起来共同对储层进行有效封堵.室内评价结果表明,油层保护剂L-RP-2对岩心的封堵效率大于85%,封堵深度小于10 mm,满足了油层封堵技术的要求.加有油层保护剂L-RP-2的保护油层钻井液体系现场应用40口井,在进行测试的15口井中,12口井共计13层表皮系数均小于零,为完善井,3口井表皮系数小于1,为轻微损害井,可见油层保护剂L-RP-2的应用取得了良好的保护油层效果.     

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.