镶嵌剂与成膜剂协同增效保护储层钻井液室内研究

在钻井过程中,为了减少钻井液对油气储层的损害,通常采用储层暂堵技术,而该技术的关键是要求暂堵粒子尺寸与地层孔喉合理匹配,这种匹配关系很难把握,从而影响保护油气层效果。针对传统暂堵技术在应用中的不足,提出了镶嵌剂与成膜剂协同增效保护储层技术。采用钻井液传统评价与砂心试片评价相结合的方法,筛选出了保护油气层的镶嵌剂XQ-3和成膜剂DL-7,室内试验结果表明,将两者复配后加入钻井液中,岩心渗透率暂堵率达到99.6%,岩心切片渗透率恢复率达到99.4%,与传统的暂堵剂相比分别提高了20.6%和15.3%,表现出良好的协同增效暂堵效果及对不同孔喉更好的适应性能。因此,XQ-3和DL-7是保护油气储层的理想钻井液添加剂。      

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。     

广谱暂堵剂MBA的研制与评价

研制出了广谱暂堵剂 MBA,用以解决普通暂堵剂现场使用时粒径及抗温性难以选择准确的问题。试验表明 ,在水基钻井液体系中加入 3 %～ 5%的广谱暂堵剂 MBA,能在渗透率为 50× 1 0 - 3～ 3 　0 0 0× 1 0 - 3μm2的岩心上形成有效暂堵 ,损害深度小于 2 .5cm,易于反排或射孔解除 ,渗透率恢复值达 80 %以上。     

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。     

无荧光干扰油溶性暂堵剂的研究与应用

采用屏蔽暂堵技术来改变钻井液的性能以保护储层在生产实践中被广泛运用。其中油溶性暂堵剂具有可油溶解堵、在一定温度和压力下可变形等特点,但目前国内的产品由于普遍存在较高的荧光,影响地质录井和油层识别,因此不适用于探井。研制出 1种新型无荧光干扰油溶性暂堵剂YD - 2,经室内评价和现场 2口探井应用表明:YD - 2无荧光干扰油溶性暂堵剂荧光级别小于 2级,软化点可调,与钻井液配伍性良好,油层渗透率恢复值均达到 80%以上,是一种极具有应用价值的油层保护剂。     

乾安地区低渗透砂岩储层保护技术研究

吉林油田在储层敏感性评价的基础上,室内进行了现场二开钻井液体系的损害评价实验。结果表明,现场二开钻井液体系对乾安地区低渗透砂岩储层的损害程度为34.52%,以液相损害为主,并且存在严重的水锁损害。因此,减轻低渗透砂岩储层的损害程度重点是控制钻井液滤液侵入。根据d90暂堵理论及防水锁技术对现场二开钻井液体系进行了优化,加入屏蔽暂堵剂后的钻井液对岩心的损害程度降低了16.25%,优选的新型防水锁剂可使钻井液对岩心损害程度减少5%左右,能够有效保护低渗透砂岩储层。     

DGZ油溶性暂堵剂的研究与应用

DGZ油溶性暂堵剂是根据屏蔽暂堵原理开发的一种新型多功能油层保护剂.该剂满足无荧光要求,粒度与软化点均可根据不同的油藏情况进行调节,油溶率在90%以上,软化点在80～150℃范围内可调,用其暂堵的岩心渗透率恢复值在90%以上.在钻井过程中的应用表明,该剂能起到暂堵的作用,减少钻井完井过程中钻井液完井液对油层的损害,又能在油向井内流动时自动溶解解堵,从而减少后期作业工序,达到保护油层的目的.在采油过程中的应用表明,该剂不仅具有较好的中砂效果,而且对防止地层漏失、减少对地层的污染,效果更好.     

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。     

低渗透储层多级架桥暂堵储层保护技术

水锁、水敏及碱敏等造成了低渗透砂岩储层渗透率难以恢复的伤害,成为了储层保护的技术瓶颈。为此,依据屏蔽暂堵技术原理,以岩心实验确定的对渗透率贡献最大的孔喉半径区间为依据,研制出了与储层孔喉渗透率贡献率分布相匹配的多级架桥暂堵油气层保护剂,它由多级架桥粒子FDPD和可变形粒子FEP组成,在钻井液中最佳加量分别为4%和2%～3%。室内对加入多级架桥暂堵油气层保护剂前后钻井液性能变化和岩心渗透率恢复值进行了实验评价。结果表明：①岩心渗透率恢复率达85%,能很好地保护低渗透储层;②多级桥架暂堵剂加入钻井液后,虽钻井液的黏度和切力有所上升,但波动不大,能够满足工程的要求;③中压滤失量和高温高压滤失量降低,更有利于储层保护。2口应用井与同区块其他井相比油气产量明显提高,起到了良好的储层保护作用。该技术具有低成本、施工方便等特点,是一种切实可行的低成本且安全可行的油气层保护方法。     

用屏蔽暂堵技术封堵水平井裂缝性漏层

克拉玛依油田HW702水平井的大斜度段和水平段,将穿越纵向裂缝发育的二叠系佳木河组储层。为安全钻进和保护油层,用超细碳酸钙和磺化沥青复配后加入复合离子钻井液中成屏蔽暂堵的堵漏钻井液。室内用岩心试验,屏蔽暂堵后渗透率可降为0,暂堵深度小于3cm,可用酸化和射孔解堵。现场使用效果也很好,使HW702水平井顺利完钻,并获得工业油气流。     

三塘湖盆地裂缝性油藏保护储层暂堵技术研究

马朗凹陷是吐哈油田三塘湖盆地的主要产油区,属典型的低渗裂缝性油藏.通过对适合三塘湖盆地马朗凹陷裂缝性油藏使用的复配暂堵钻井液配方的评价,优选出了保护裂缝性储层的复配暂堵型两性离子聚合物钻井液.该体系对裂缝性油藏有较好的保护作用;与原来使用的钻井液相比,API滤失量可降至5 mL以下,岩心的渗透率恢复值提高20%以上,具有良好的保护储层效果.实验表明,复配暂堵型两性离子聚合物钻井液中使用纤维状暂堵剂XWB-1,明显地提高了裂缝性油藏的暂堵效果;该体系具有很强的抑制性,流变性合理,滤失量低,可很好地保护低渗裂缝性油藏,满足现场施工要求.     

KCl聚合物钻井液防水锁性能优化研究

为了能够在低孔低渗储层中应用KCl聚合物钻井液进行钻井,研究了其防水锁性能。在探讨水锁损害机理的基础上,提出了防水锁损害的技术对策,通过向KCl聚合物钻井液中加入防水锁剂FCS和油膜暂堵剂GPJ,提高该钻井液的防水锁性能,并对其防水锁效果进行了评价。岩心自吸试验表明,岩心的钻井液滤液饱和度由76.24%降至35.41%,钻井液的防水锁性能大大提高。钻井液体系优化后,钻井液滤液对岩心的侵入量和深度都明显降低,返排能力增强,岩心动态污染渗透率恢复率达到90%以上。研究表明,该提高钻井液防水锁性能的方法可行,拓宽了KCl聚合物钻井液在低孔低渗储层中的应用。      

多级架桥暂堵储层保护技术及其应用效果评价——以四川盆地磨溪-高石梯构造龙王庙组储层为例

四川盆地磨溪-高石梯构造下寒武统龙王庙组储层具有巨大的开发潜力,属于裂隙-孔隙型储层,已有的研究成果表明,该类型储层容易受到碱敏、水锁及固相粒子的损害。为此,在对磨溪-高石梯构造龙王庙组储层特征分析基础上,评价了龙王庙组储层潜在损害因素：水敏、碱敏、速敏、应力敏感,并依据孔喉渗透率贡献率的多峰分布理论,提出了多级架桥屏蔽暂堵储层保护技术。通过室内实验优选出了多级架桥暂堵钻井完井液配方,评价了加入多级架桥暂堵剂前后对钻井液性能及对岩心渗透率恢复值的影响,并在该区20口井次进行了现场试验。结果表明：多级架桥暂堵材料对井浆性能影响小,所用的多级架桥暂堵钻井完井液室内岩心渗透率恢复值达80%以上,平均储层岩心渗透率恢复率由实施前的65%提高至84.5%,具有较好的储层保护效果。     

理想充填暂堵钻井液室内研究

钻井过程中,传统的暂堵方法主要是依据储集层的平均孔喉直径优选暂堵剂的颗粒尺寸,因此难以有效封堵对油气层渗透率贡献很大的那部分较大尺寸的孔喉.中高渗砂岩储集层一般具有渗透率分布范围广、孔隙度大和孔喉尺寸分布范围大的特点,且常以泥质胶结为主.中高渗砂岩储集层损害的主要机理是钻井液中固相颗粒和滤液的侵入以及黏土的水化膨胀和分散.在优化聚合物钻井液的基础上,采用了理想充填暂堵技术,用动态岩心污染实验仪进行了评价.实验结果表明,原有钻井液对岩心损害较为严重,优化后钻井液能明显提高岩心渗透率恢复值,进一步采用理想充填暂堵技术可以明显降低钻井液的动滤失量和最大突破压差,提高岩心渗透率恢复值,从而减轻储集层损害.图5表3参12     

尖北区块钻井液储层保护性能评价与优化

阿尔金山前尖北区块基岩储层类型为超低孔超低渗,岩心普遍致密,区块的水敏、速敏、盐敏、碱敏程度均为弱至中等偏弱,无酸敏,主要可能损害类型为固相颗粒侵入和裂缝液锁引起的储层渗透率降低,通过室内实验发现,加入0.3%防水锁剂后,钻井液对裂缝渗透率的伤害有一定程度的降低,钻井液渗透率恢复值达到85%以上。     

保护裂缝—孔隙性储层的钻井液技术

吐玉克油田是在吐哈盆地亲开发的一个油田，以裂缝－孔隙性储层为主，根据其储特征，开展了保护油气层钻井液的实验研究，未加暂堵剂的原用聚磺钻井液对吐玉克油田裂缝－孔隙性储的损害十分严重，损害后储的渗透率不足原始渗透率的3％，将球形颗粒暂堵剂（XCB5－1），纤维状暂堵剂（LF－1）和可变形颗粒暂堵剂（EP－1）复配使用，能够达到“堵得稳”和“易反排”的技术要求，现场应用取得了十分显著的效果。     

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。     

广谱暂堵技术在新疆陆9井区砂岩储层保护中的应用

针对新疆油田陆9井区的中、高渗砂岩油气藏的储层特点，在优选出钻井液基本配方的基础上，运用分形理论对储层孔喉和暂堵剂颗粒的尺寸与分布进行了分析。从而优选出颗粒尺寸及分布与储层孔喉尺寸及分布相匹配的暂堵剂，采用能起架桥作用和填充作用的颗粒状暂堵剂以及可变形的油溶性暂堵剂复配使用的广谱暂堵技术。实验结果表明，应用分形理论优选的暂堵配方具有较好的暂堵效果，可有效地避免储层受到严重损害；采用该优选方法能使岩心的渗透率恢复值明显提高，侵入深度明显降低，较好地解决了该地区高渗油气藏的储层保护问题；暂堵剂对钻井液性能有一定的影响，但只要加量适当，各项性能参数均能满足钻井工程的要求。     

LYM油田东一段强敏感性储层保护技术

LYM油田东一段储层属中孔中渗储层,敏感性矿物含量高,油层保护技术难度大。因此优选出了架桥暂堵剂XB-1和油溶性充填暂堵剂YB-2,将它们复配使用后在地层形成内封堵层（内泥饼）,用CMJ-2成膜剂在地层形成外封堵层（外泥饼）,在内外封堵层的共同作用下,使钻井液API滤失量降至2mL,高温高压滤失量降至9mL;同时选用了0．35％KPAM、2％聚合醇和（3％～5％）KCI作为抑制剂,通过3种抑制剂的协同作用有效地抑制东一段储层黏土矿物的膨胀;用该钻井液污染后的岩心渗透率恢复值达到88％～100％。现场应用表明,该钻井液能有效地提高平均单井产量,使LYM油田东一段储层保护技术难题得到了较好的解决。