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第五章钻井过程中的保护油气层技术第一节钻井过程中造成油气层损害原因分析一、钻井过程中油气层损害原因钻井的目的是交给试油或采油部门一口无损害或低损害的油气井。
钻井中对油气层的损害不仅影响油气层的发现和油气井的产量。
钻开油气层时，在正压差、毛管力作用下，钻井液固相进入油气层造成孔喉堵塞，液相进入油气层与油气层岩石和流体作用，破坏油气层原有的平衡，从而诱发油气层潜在损害因素，造成渗透率下降。
钻井液中固相对地层渗透率的影响二、钻井过程中影响油气层损害程度的工程因素影响油气层损害程度的工程因素：压差、浸泡时间、环空返速、钻井液性能（与固相、滤液和泥饼质量密切相关）第二节保护油气层的钻井液技术一、钻井液在钻井中的主要作用钻井液的作用：冲洗井底和携带岩屑；破岩作用；平衡地层压力；冷却与润滑钻头；稳定井壁；保护油气层；获取地层信息；传递功率二、保护油气层对钻井液的要求1.钻井液密度可调，满足不同压力油气层近平衡压力钻井的需要2.钻井液中固相颗粒与油气层渗流通道匹配3.钻井液必须与油气层岩石相配伍4.钻井液滤液组分必须与油气层中流体相配伍5.钻井液的组分与性能都能满足保护油气层的需要三、钻开油气层的钻井液类型目前保护油气层钻井液技术已从初级阶段(仅控制钻井液密度、滤失量和浸泡时间)进入到比较高级的阶段。
针对不同类型油气藏形成了系列的保护油气层钻井液技术。
1.水基钻井液由于水基钻井液具有成本低、配置处理维护较简单、处理剂来源广、可供选择的类型多、性能容易控制等优点，并具有较好的保护油气层效果，是国内外钻开油气层常用的钻井液体系。
按钻井液组分与使用范围分：1)无固相清洁盐水钻井液2)水包油钻井液3)无膨润土暂堵型聚合物钻井液4)低膨润土聚合物钻井液5)改性钻井液表5-1 各类盐水溶液所能达到的最大密度6)正电胶钻井液7)甲酸盐钻井液8)聚合醇(多聚醇)钻井液9)屏蔽暂堵钻井液①无固相清洁盐水钻井液密度可在1.0~2.30g/cm3范围内调整。
第五章完井液第一节概述一、完井液的功能及作用一口井的完井工作系指从钻开生产层开始到交付生产为止所进行的各种作业。
这些作业包括钻进、下套管、射孔防砂、装井口等。
完井液可定义为从钻开油层到投产阶段用于井眼的流体。
国外一般把钻开油层、射孔、防砂以及各种增产措施中用于产层的流体称为完井液(Comple-tion Fluids)，而将为维护或提高产能而修井时所需的流体称为修井液( Workover Fluids )。
从广义上讲，从钻开油层到采油及各种增产措施过程中的每一个作业环节，所使用的与生产层接触的各种工作液体系可以统称为完井液。
完井液既然是用于井下完井作业的液体，因此它应具备以下的功能和作用，以满足井下各种作业的需要和保证作业的安全。
控制地层压力；减少对生产层的损害；保持井眼和套管的稳定；携带、悬浮固相颗粒；减缓对套管和井下工具的腐蚀；在井下条件下保持流变性稳定；与储层性质相容；经济、安全。
二、完井液的分类完井液可以按其组成分类，也可根据它的用途进行分类。
1、完井液按其组成可分为三大类八小类。
包括:(1) 水基完井液:①改性钻井液②无固相清洁盐水③有固相粘性盐水(2) 油基完井液:①油基钻井液②油包水钻井液(3) 气基完井液:①气体②充气泥浆③泡沫2、完井液根据用途的不同可分为：钻进液: 在油气层钻进时使用的液体。
射孔液：用于套管内射孔作业时的液体。
酸化液：储层酸化时用的作业液。
压裂液：用于压开储层岩石弱的解理面以达到增产目的的液体。
隔离液：用于隔离井下两种不能配伍流体的作业液。
砾石充填液：用于砾石充填作业时携带和输送砾石的作业液。
封隔液：充填在封隔器以上套管和油管环形空间内支撑和保护套管及封隔器的作业液。
压井液：用于平衡井底孔隙流体压力而充填在井筒中的作业液。
清洗液：清洗套管和井筒的作业液。
修井液：用于井下设备修理维护和重新完井的作业液。
三、完井液对储层的损害及防治生产井钻井和完井的目的是要无限制地沟通储层油气流动的通道，从而确保油井获得最大的生产效率。
保护储层的气液转换钻井完井液技术摘要：针对气体钻井过程中地层出水、扭矩、摩阻过大或起下钻困难、影响钻井安全等复杂情况的发生而不得不转换成常规钻井液钻井的问题，分析气液转换过程中工作液对储层的伤害机理，得出使用润湿反转前置液技术，将亲水表面转换成亲油表面，能有效解决这一问题的发生，同时要求该润湿反转前置液与后尾追钻井完井液有良好的配伍性。
与之相应的钻井完井液对地层有较强的暂堵、胶结作用，可以有效的保护储层。
同时保护储层的气液转换技术的施工有特别要求，为确保施工顺利进行，应重视气体钻井完成后的转换作业。
关键词：气体钻井钻井液气液转换屏蔽暂堵正电胶钻井液前置液近几年以来，鉴于地层可钻性差、井身结构复杂、井眼尺寸大，导致上部地层机械钻速偏低、施工周期长，而且易发生井眼垮塌。
为此，应用了气体钻井技术，均取得了较好的效果，机械钻速得到了大幅度提高。
同时，由于气体密度很低,环空中气柱压力很小，在钻井中出现“负压”作用,对地层伤害小，能有效地在低压、易漏地区钻井。
因此，针对我国低压、低渗油气层较多的特点,利用气体钻井就可以在过去认为无油气层的区块中发现油气或获得较好产能。
一、气体钻井转换为钻井液钻井的原则当气体钻井中遇到地层出水时通常就要转化为雾化钻井或泡沫钻井,,国内采用气体钻井时通常的做法是地层出水大于5m3/h,转化为雾化钻井,现场施工中有时当地层出水大3m3/h时就要求转化为其它的钻井方式，而转换为常规钻井液钻井的原则有：①地层出水大于5m3/h[2]；②扭矩、摩阻过大或起下钻困难，影响钻井安全；③井斜大于12°且纠斜效果差；④地层出气量超过30×104m3/d；⑤地层掉块比较严重，影响钻井安全；⑥返出气体中硫化氢含量连续超过7.5mg/m3 (5ppm)。
如果作业中途空气钻进条件不具备，应立即转换为泡沫充气或泥浆钻井方式。
其中，如果井内出现天然气、H2S或发生燃爆，符合转换条件时应转变为泥浆钻井方式。
储层保护钻井液体系目前国内外正在研究与应用的保护油层钻井/完井液体系主要有无侵入、正电胶、硅酸盐、甲基葡萄糖酐、甲酸盐、全油基、合成基钻井/完井液体系。
（1）无侵入钻井完井液体系及处理剂这是目前国外开发的一种新型钻井完井液体系，无侵入的意思是无液相与固相侵入损害。
该钻井完井液具有超低固相质量浓度(低于28.4g/L)，利用表面化学原理，使钻井液在地层表面产生一种可以密封地层的非渗透性薄膜。
国外该钻井完井液体系的主要处理剂包括增粘剂DWC2000TM、降滤失剂FLC2000和润滑剂KFA2000。
国内目前相类似的处理剂有系列产品BST及超低渗透的处理剂。
据SPE文献报道，无渗透钻井完井液技术的核心是一种聚合物油溶或水溶，它具有极其广泛的HLB值，能有效封堵储层。
当加入水基液中时，该聚合物形成可变形的聚集体或膜在溶液中是分子成组式的，形成球状、棒状和片状，在井眼内液体的压力下，这些膜迅速地封闭地层喉道，从而大大限制了流体的侵入，压力继续增大时，由于这些成层的膜是可以变形的，从而更好地封闭地层孔隙喉道，进一步降低了渗透率，其机理如图1-3所示。
图1-3 无渗透钻/完井液封堵机理（2）正电胶MMH钻井完井液混合金属层状氢氧化物钻井完井液又称为正电胶钻井完井液。
MMH是其主处理剂，带正电荷，MMH同时具有铝二八面体和铝三八面体，其正电荷主要来源于氢氧三八面体中未平衡的正电荷。
该体系的主要优点是具有很强的携岩能力和抑制性（是KCL的10倍）；具有独特的流变性，有利于井壁稳定，有良好的抗温及抗污染能力，对储层有保护作用。
目前这种钻井完井液体系已成为钻各类水平井、大位移井的重要手段。
通过大量研究工作，正电胶钻井完井液保护储层机理为“中和” 粘土表面负电荷，抑制粘土水化膨胀防止储层的碱敏性，防止储层微粒运移减少亚微米级颗粒进入储层。
从发展方向来看，无机正电胶或有机正电从发展方向来看，无机正电胶或有机正电胶体系与双聚钻井液体系，例如聚合醇配合应用很有前途。
保护储层从源头开始——储层保护对钻井完井液的技术要求刘志良
【期刊名称】《新疆石油科技》
【年(卷),期】2008(018)004
【摘要】保护储层从源头开始，为充分有效保护油气层，与储层接触的第一入井流体一钻井完井液，不仅满足钻井工程需要，更要满足保护油气层的技术要求。
举例说明了油气储层段钻进用钻井完井液的关键技术要求，并对新疆油田的油气储层保护提出了建议。
【总页数】3页(P4-5,8)
【作者】刘志良
【作者单位】西部钻探公司克拉玛依钻井工艺研究院,新疆克拉玛依834000
【正文语种】中文
【中图分类】TE254.4
【相关文献】
1.高渗砂岩油藏水平井储层保护钻井完井液 [J], 康毅力;刘燕英;游利军;牛晓;罗发强
2.油基钻井完井液对页岩储层保护能力评价 [J], 康毅力;杨斌;游利军;陈强;俞杨烽
3.保护裂缝性储层的复合盐弱凝胶钻井完井液 [J], 叶艳;鄢捷年;邹盛礼;王书琪;吴敏
4.直接返排钻井完井液储层保护机理分析 [J], 张伟国;许明标;由福昌
5.大牛地气田保护储层钻井完井液技术研究 [J], 薛玉志;刘宝锋;李公让;张敬辉;李海滨;郑成胜
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新疆石油科技2008年第4期（第18卷）表1G3016井敏感性评价实验结果井号样品深度（m ）水敏程度盐敏速敏体积流量敏感水敏指数水敏程度盐敏程度临界盐度（mg/L ）损害率速敏程度G3*******.721524.561530.911534.730.850.970.60.71强水敏极强水敏中偏强强水敏高临界盐度高临界盐度高临界盐度高临界盐度20942.8620942.8620942.8620942.860.60.710.370.57中偏强强中偏强中偏强极强体敏极强体敏极强体敏极强体敏*作者简介：工程师，2002-07毕业于大庆石油学院精细化工专业保护储层从源头开始———储层保护对钻井完井液的技术要求刘志良*西部钻探公司克拉玛依钻井工艺研究院，834000新疆克拉玛依摘要保护储层从源头开始，为充分有效保护油气层，与储层接触的第一入井流体—钻井完井液，不仅满足钻井工程需要，更要满足保护油气层的技术要求。
举例说明了油气储层段钻进用钻井完井液的关键技术要求，并对新疆油田的油气储层保护提出了建议。
主题词油气层钻井完井液油气层保护暂堵剂级配1前言油气层保护与油气井的产能息息相关。
在钻井、完井、开采、增产、修井等各种作业中，由于油气层原有平衡状态被打破以及各种作业因素的影响，往往使外来工作液与油气层岩石及流体之间发生物理、化学等作用，造成储层伤害，引起储层孔隙度和渗透率的降低。
保护油气层的工作是一项涉及多学科、多专业、多部门，贯穿油田勘探开发生产整个过程的系统工程。
从钻揭油气层开始到油藏枯竭都需要加强保护油气层思想意识，“一着不慎，满盘皆输”，任何一个环节的不当措施都会影响到保护油气层的效果。
落实油气层保护措施，实施全过程的保护，才能达到有效的开发油气资源的目的。
钻井完井液是与储层接触的第一入井流体。
油气层段钻进，钻井液不仅要满足安全、快速、优质、高效的钻井施工要求，而且还要满足保护油气层的技术要求。
2储层保护对钻井液的关键技术要求钻井的目的是钻开油气层，构成油气的通道。
第六节油气层保护及完井液一、储层损害的主要原因及防止措施1．外来流体中的固体颗粒对储层的损害在压差的作用下，外来流体中粒径极小的固体颗粒(粘土、岩屑、加重材料等)在滤饼形成前会侵入储层，造成储层油气流通道堵塞，储层渗透性降低。
防止措施：（1）实施屏蔽暂堵技术选择与储层孔喉直径相匹配的架桥粒子（如酸溶性超细碳酸钙、油溶树脂等，直径为储层平均孔径的1/2～2/3，加入量一般大于3％。
），再配用充填粒子（如磺化沥青、氧化沥青、石蜡、树脂等）封堵孔喉。
（2）使用无固相清洁盐水做完井液2．储层内部微粒运移造成的损害流体在油气层孔隙通道流动时，带动地层中的微粒移动，大于孔喉直径的微粒便被捕集而沉积下来，对孔喉造成堵塞，也可能几个微粒同时聚集在孔喉处形成桥堵。
防止微粒运移的方法：（1）控制流体在地层内流速低于临界流速；（2）加入粘土微粒防运移剂，阳离子型聚合物和非离子型聚合物，通过静电引力或者化学键合力，将微粒桥接到地层表面，增强对粘土微粒的束缚力。
预防措施:（1）减少入井流体的滤夫量，提高滤液的矿化度（提高滤液的抑制性）（2）粘土防膨剂，防膨机理分为三大类：减小粘土表面负电性：盐（KCl、NH4Cl）、阳离子聚合物、阳离子型表面活性剂；3．储层内粘土水化膨胀引起孔喉堵塞使粘土表面羟基化：变粘土表面为亲油性和增强晶层间联结。
羟基氯代硅烷等。
转变粘土矿物类型：如硅酸钾、氢氧化钾等可将蒙脱石转化为非膨胀型钾硅铝酸盐。
4.流体的不配伍性对储层的损害流体的不配伍是指不同流体相遇后会产生沉淀物，这些沉淀物会堵塞储层孔隙喉道，造成储层损害。
（1）入井流体彼此不配伍，如钻井液与水泥浆常不配伍，生成钙盐沉淀；2－（2）入井流体与地层水不配伍，如Ca2+与CO3相遇，生成白色碳酸钙沉淀；（3）入井流体造成储层原油乳化，生成油包水乳状液，粘度增大，引起渗透率降低。
5. 水锁效应油流中的水滴在通过狭窄的孔隙喉道时，孔喉两侧须有一定的压差水滴才能通过，否则孔喉就被水滴堵塞。
大牛地气田保护储层钻井完井液技术研究随着我国油气勘探开发的不断推进，大牛地气田作为新开发区块，已经成为我国油气产业的重要组成部分。
储层保护技术是油气勘探开发中极为关键的环节之一，而钻井完井液作为关键保护工具，在保护储层的同时也对储层开发起到了重要作用。
本文将对大牛地气田保护储层钻井完井液技术的研究进行探讨。
一、大牛地气田储层的特点大牛地气田位于我国西北地区，地质构造特殊，地层厚度大，深度深，是一大型滩坝气藏，属于致密砂岩气藏。
气藏中的天然气含量丰富，但孔隙度较低，渗透率也不高，因此开采难度较大，而且存在着较高的钻井风险。
二、钻井完井液的作用在油气勘探开发中，钻井完井液是非常重要的一环。
它能够清洗井眼，润滑钻头，控制孔隙压力，封堵漏失，加固井壁，防止漏水泥等。
在大牛地气田这样的难开发气藏中，钻井完井液的作用更是不可或缺。
三、大牛地气田保护储层钻井完井液技术研究1.完井液的选择钻井完井液的种类繁多，不同种类的完井液具有不同的性能特点，选择合适的完井液可以更好地保护储层。
在大牛地气田中，要选择低污染、低毒性、低腐蚀、高渗透性、高密度的完井液，以保护储层的完整性。
2.完井液配方的优化完井液的配方是影响钻井效果的关键因素之一。
在大牛地气田的气藏中，选用适宜的配方可以增加完井液的渗透性，改善井壁稳定性，起到更好的保护储层的作用。
3.完井液的施工管理完井液的施工管理直接影响着储层的保护效果。
要加强施工人员的培训，确保施工操作规范，掌握好施工时机、浓度和量的合理控制，以确保储层的有效保护。
四、结论钻井完井液是重要的油气勘探开发工具，也是保护储层的关键保护工具之一。
在大牛地气田这样复杂的气藏中，选择合适的完井液、优化完井液配方、加强完井液的施工管理，才能更好地保护储层，确保气田的长期稳定开发。
五、挑战与解决方案大牛地气田是一个复杂的气藏，其中存在许多困难和挑战。
针对这些问题，需要采取相应的解决方案。
1.孔隙度低、渗透率不高由于大牛地气田孔隙度低、渗透率不高，开采难度较大。
