储层保护
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浅析油层改造过程中的储层保护【摘要】油层改造是中高含水期油田增产稳产的主要途径之一。
如果在改造过程中所采取的措施不当或措施不到位,都会造成储层伤害和储层污染,达不到增产的目的,有时甚至降低产量。
因此在油层改造过程中,储层保护显得至关重要。
本文就酸化、压裂过程中造成的储层伤害,展开机理分析,并从工艺上提出了相应的储层保护措施,对油层改造有一定的理论指导作用。
【关键词】酸化压裂储层伤害渗透率储层保护储层受到伤害的主要标志就是储层渗透率的降低。
储层伤害一般是在钻井、完井、试油、注水、检泵、大修、措施作业等作业过程中,由于外来固相颗粒的侵入、出砂、细菌堵塞、工作滤液或注入水与储层不配伍造成粘土矿物膨胀,分散运移或产生化学沉淀,有机垢堵塞、乳化堵塞及各种腐蚀产物的堵塞,从而导致储集层近井壁带流体渗流能力的下降。
根据储层伤害主要影响因素,可将油水井储层伤害的主要原因归结为以下 6 种:微粒运移、水化膨胀、无机垢堵塞、有机垢堵塞、细菌堵塞以及外来固相颗粒堵塞。
1 储层伤害的恶果油层改造对储层造成的伤害可能产生的恶果主要有以下几个方面:(1)降低储层的产能及产量;(2)增加酸化、压裂、解堵、修井等井下作业的工作量,因而提高油气生产成本;(3)影响最终采收率,造成油气资源的损失和浪费;(4)地层损害是永久性的造成其它无法弥补的损失。
2 酸化压裂措施中的储层伤害的表现形式与形成机理在进行油层改造时,由于应力变化和大量压裂液进入储层,可能对储层造成一定的伤害。
如果这些伤害没有解除,在酸化压裂措施后油气井产能并未得到恢复或提高,相反,有的井却在措施后造成减产。
因此要尽力避免在措施中对储层造成伤害。
2.1 压裂措施对储层造成的伤害及形成机理压裂是油田目前挖潜、增产、增注的主要措施之一,每年的作业量不断增加,给油田的增产稳产提供了有力的保障。
压裂对储层造成的伤害主要表现在以下几个方面:(1)在对较低渗透率区块储层压裂过程中,流体通过岩心时,对岩心施加一定的围压,使其受到压缩,引起渗透率降低。
本节主要内容
储层环境井筒环境
(储层流体、岩石、孔隙压力、温度等)(井筒流体、流体压力、温度)
钻完井作业导致储层原有系统平衡的破坏,地层流
固相侵入堵塞(含固相液基工作液、压裂残渣)工作液不配伍损害(水敏、盐敏、碱敏、酸敏)固井(P w >P p )
固井液
固井水泥浆
固井胶塞
压井液
钻井
(P w >P p 或P w <P p )
钻杆
套管泥浆
水泥环
本节主要内容
1.基本要求
工作液密度可调,满足不同孔隙压力储层井筒
工作液的组分与性能能满足保护储层的其它需
2.配伍性要求
盐敏性储层:控制工作液的矿化度在临界矿
,最好不用烧碱;
2.配伍性要求
2.润湿性要求
油藏岩石颗粒表面有亲油或亲水的特性,气藏岩石
免流体进入储层。
3.其他要求
☐减轻或避免固相颗粒对储层的损害
亲油岩石流体作用示意图
本节主要内容
地层
架桥粒子
孔隙性储层屏蔽暂堵示意图
P w P p 工作液混合流体(工作液、地层流体)
液体欠平衡钻完井示意图
纯气体雾化充气泡沫
气体钻井主要循环介质示意图。
储层保护技术课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生理解储层保护技术的基本概念、原理及重要性;2. 掌握储层保护技术的主要方法、措施及适用条件;3. 了解我国储层保护技术的现状与发展趋势。
技能目标:1. 培养学生运用储层保护技术解决实际问题的能力;2. 提高学生分析储层保护案例、设计储层保护方案的能力;3. 培养学生查阅相关资料、进行小组合作与交流的能力。
情感态度价值观目标:1. 培养学生关注环境保护,增强储层保护意识;2. 培养学生勇于探索、积极创新的精神;3. 培养学生具备团队合作精神,尊重他人意见,善于倾听与表达。
课程性质:本课程为专业选修课,旨在帮助学生掌握储层保护技术的基本知识和技能,提高解决实际问题的能力。
学生特点:学生具备一定的地质、石油工程基础知识,对储层保护技术有一定了解,但缺乏系统学习和实践操作经验。
教学要求:结合学生特点,注重理论与实践相结合,充分调动学生的主观能动性,提高学生的实践操作能力和创新能力。
通过本课程的学习,使学生能够达到上述课程目标,为将来从事相关工作奠定基础。
二、教学内容1. 储层保护技术概述- 储层保护的定义、意义及分类- 国内外储层保护技术的发展现状与趋势2. 储层保护原理- 储层损害机理- 储层保护的基本原则3. 储层保护方法与措施- 物理方法:如地层冲洗、解堵等- 化学方法:如酸化解堵、碱化处理等- 生物方法:如微生物修复等- 工程措施:如优化钻井、完井及开采工艺等4. 储层保护案例分析- 国内外典型储层保护案例介绍- 案例分析及启示5. 储层保护方案设计- 储层保护方案设计的基本流程与方法- 储层保护方案的实施与效果评价教学内容安排与进度:第一周:储层保护技术概述第二周:储层保护原理第三周:储层保护方法与措施第四周:储层保护案例分析第五周:储层保护方案设计本教学内容依据课程目标,结合教材相关章节,注重理论与实践相结合,旨在帮助学生系统地掌握储层保护技术的基本知识和实践技能。
一.填空:1.油气层损害的实质:包括绝对渗透率和相对渗透率下降。
2.保护油气层的重要性:①勘探过程中,保护油气层工作的好坏直接关系到能否及时发现新的油气层、油.气田和对储量的正确评价;②保护油气层有利于油气井产量及油气田开发经济效益的提高;③油田开发生产各项作业中,搞好保护油气层有利于油气井稳产和增产。
总之,在油气天开发生产的每一项作业中,搞好油气层保护工作将有利于油井稳产和增产,实现少投入多产出,获得较好的经济效益!3.岩心分析是认识油气层地质特征的必要手段,是取得油气层地质资料的一项基础工作。
油气层敏感性评价、损害机理研究、损害的综合诊断、保护油气层技术方案的设计都必须建立在岩心分析的基础之上。
(了解)分析的样品:井下岩芯、钻屑和井壁取芯;主要方法:X衍射、扫描电镜、岩石薄片三大常规常规岩心分析技术;4.岩心分析的内容:储集层敏感性在很大程度上取决于孔隙中敏感性矿物的类型、含量和所处的位置以及储层孔隙大小、形态、孔喉配位状况等。
利用岩心分析技术得出的数据资料,就能描述出储集层孔隙系统中敏感性矿物对储集层敏感性的潜在影响。
5.粘土矿物的结构类型①TO型结构(或1:1型),高岭石属此类。
②TOT型结构(或2:1型),蒙脱石、伊利石属此类。
③TOT·O型结构(或2:1+1型),绿泥石属此类。
(1)高岭石:1:1型的粘土矿物(TO)型(由一片Si-O四面体片(T)和一片Al-O八面体片(O)叠合成一个单元结构层,称为1:1型或TO型)。
晶层间的作用力:范德华引力、氢键力;高岭石是比较稳定的非膨胀性粘土矿物,一般不易水化分散。
在外力作用下,层间会产生分散迁移(速敏),损害储集层渗透率。
(2)蒙脱石;2:1型的粘土矿物(TOT型)(由两片Si-O四面体片夹一片Al(Fe,Mg)-O(OH)八面体片结合成一单个单元结构层。
)晶层间的作用力:范德华引力(相邻两晶层为氧原子面),无氢键力。
蒙脱石是易膨胀性粘土矿物,一般与水接触后易产生水化膨胀和分散运移(水敏),损害储集层渗透率!(3)伊利石是一种不膨胀的粘土矿物6.储层敏感性评价通常包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力敏感、温度敏感等7.相对渗透率下降包括:水锁、贾敏、润湿反转和乳化堵塞8.渗透空间的改变包括:外来固相侵入、水敏性损害、酸敏性损害、碱敏性损害、微粒运移、结垢、细菌堵塞和应力敏感损害9.胶结类型:基底胶结、孔隙胶结、接触胶结10.储层岩石孔隙结构参数与油气层损害的关系在其它条件相同的情况下,孔喉越大,不匹配的固相颗粒侵入的深度就越深,造成的固相损害程度可能就越大,但滤液造成的水锁、贾敏等损害的可能性较小,孔喉弯曲程度越大,外来固相颗粒侵入越困难,侵入深度小;而地层微粒易在喉道中阻卡,微粒分散或运移的损害潜力增加,喉道越易受到损害孔隙连通性越差,油气层越易受到损害11.孔隙度和渗透率与油气层损害的关系孔隙度和渗透率是从宏观上表述储层孔隙结构特征的基本参数。
储层损害和保护技术的研究现状和发展趋势一、引言储层损害是指在油气开采过程中,由于地质、物理、化学等因素的影响,导致储层性质发生改变,从而影响油气的产出。
储层保护技术则是针对储层损害问题提出的解决方案,旨在保护储层,延长油气田的寿命。
本文将探讨当前储层损害和保护技术的研究现状和发展趋势。
二、储层损害分类1.地质因素:包括断层、褶皱、岩性变化等;2.物理因素:包括压力变化、温度变化等;3.化学因素:包括水溶液作用、酸蚀等。
三、常见的储层保护技术1.注水:通过向井口注入水来维持油气田内部压力平衡,防止压力过低导致油气无法产出;2.注聚合物:通过向井口注入聚合物来提高油气田内部黏度,防止流动速度过快导致产量下降;3.注气:通过向井口注入气体来维持油气田内部压力平衡,防止压力过低导致油气无法产出;4.注酸:通过向井口注入酸性溶液来溶解储层中的碳酸盐矿物,增加储层孔隙度和渗透率,提高油气产量。
四、当前研究现状1.储层损害预测技术:利用地震勘探、测井等技术对储层进行预测和评估,以便及时采取保护措施;2.储层改造技术:通过改变储层物理、化学性质,提高其渗透率和孔隙度,以增加油气产量;3.智能化技术:利用人工智能、大数据等技术对油气田进行监测和管理,及时发现并解决储层损害问题。
五、未来发展趋势1.深度开采技术:随着常规油气资源的逐渐枯竭,未来将会加大对深海、深部资源的开发和利用;2.新型保护技术:如利用生物技术改善储层环境,提高油气产量;3.绿色开发技术:如利用可再生能源、节能环保技术等,实现对油气田的可持续开发。
六、结论当前,储层损害和保护技术的研究已经取得了一定的进展,但仍存在一些问题和挑战。
未来,需要加强对新型技术的研究和应用,实现对油气田的可持续开发。
油气储层保护及改造读书报告——储层保护系统工程姓名:罗金贵专业:油气田开发工程储层保护系统工程摘要以系统科学理论为指导,探讨了储层损害的一般规律,揭示了储层保护技术系统的环境和结构特点。
明确了储层损害源是一个复杂的系统,而且储层损害作用过程也是一个系统,从而决定了储层损害的评价、诊断、预防、处理改造还是一个系统。
储层保护各项技术原则的制订和配套工艺的实施都应从系统工程角度出发,对技术进步、经济效益和环境保护要统筹考虑。
介绍了已形成的储层保护技术系列,并以川西裂缝性致密砂岩气层、吐哈低渗透砂岩多套油层和渤海高渗透疏松砂岩油层为例,说明了储层保护系统工程的成功应用。
讨论了储层保护理论研究和实践中存在的问题,指出思想观念、组织协调和工程运作等仍是制约保护技术实施和最终效果体现的重要因素,促进观念更新、加强技术培训仍任重而道远。
1 系统科学与系统工程理念的引入储层保护是近二三十年出现的新兴技术领域,是面临全球油价大幅度波动、油气勘探开发地质对象越来越复杂等严峻挑战的特殊形势下产生并发展起来的,因而具有强大的生命力。
储层保护得到深入研究和日益广泛的应用是石油工程与技术的科学化、系统化的重要标志。
它贯穿了钻井、完井、采油(气) 、增产改造、EOR等全过程,即从钻开油气层开始直至采出“最后一滴油气”结束,而且都以同一个油气藏为对象。
它以最大程度提高油气产量和最终采收率为基本目标,通过学科交叉渗透,突破了传统专业界限,并吸收当代学术新思想,而逐渐成长为新兴综合技术领域。
20 世纪70 年代后,系统哲学和系统科学体系逐渐完善、走向成熟,系统思想和系统方法论为自然科学、人文社会科学和工程技术领域注入了新思想,拓宽了研究者的视野。
同时,也深深地影响了石油地质和石油工程学科。
美国“石油工程师”杂志从1979年4月至1981年12月连载“完井和修井”系列文章共20 篇,包括从建井到生产的各个环节,论述以油井成功作业为目标的设计程序,或者油田开发及开采各阶段以实现最高产能为目标的设计程序,文章倡导了系统分析方法的应用。
油田注水开发是保持地层能量,提高油田采收率的有效手段,己为国内外广泛采用。
然而,注水过程中所引起的油层原有平衡被破坏,从而造成的多种油层问题也接踵而至,导致油井产量迅速递减,给生产造成了严重的被动局面。
因此,油气层保护技术在油气田的注水开发过程显得尤为的重要。
一、注水过程中储层损害机理大量的研究结果表明注水过程中或多或少的伴随着注入水对储层的伤害。
而注入水引起储层损害的主要原因是注入水与储层性质不配伍或配伍性不好、水质处理及注水工艺不当。
注入水引起储层损害主要有以下几个方面;(l)注入水与地层水不配伍导致的储层损害注入水与地层水不配伍导致的储层损害主要是结垢。
①注入水与地层水直接生成碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡等沉淀;②水中硫化氢引起硫化亚铁沉淀;③注入水中溶解氧对金属腐蚀,使不溶解的铁氧化物发生沉淀;④水中二氧化碳引起Ca+,Fe2+,Ba2+,Sa+生成相应的碳酸盐沉淀。
(2)注入水与储层岩石矿物不配伍对地层的伤害①注入水矿化度过低引起储层中水敏性矿物的膨胀、分散与运移;②pH值变化引起的微粒脱落、分散和沉淀;③注入水与岩石润湿反转。
(3)注入条件变化产生的储层损害①流速的影响;低注入速度有利于细菌的生长和垢的形成;高注入速度将加剧腐蚀反应;高渗流速度加剧微粒的脱落、运移;②温度变化的影响;在注水过程中,随着地层温度下降,流体粘度上升、渗流阻力增加,岩石水润湿性减小,油润湿性上升,吸水能力下降;温度变化导致沉淀生成,温度上升有利于吸热沉淀生成,温度下降有利于放热沉淀生成;温度变化导致储层孔喉变温应力敏感,且温度的降低将导致蜡的析出,从而引起储层堵塞。
③压力变化的影响。
压力变化会导致储层岩石应力敏感和储层结构损害及沉淀的析出。
(4)不溶物造成地层堵塞①注入水中外来的机械杂质即悬浮物堵塞地层,机械杂质堵塞地层常表现为以下形式;射孔孔眼变窄;固相颗粒侵入地层在井壁形成泥饼;井底位置相对升高;射孔孔眼堵塞。
第十四章储层保护14.1 基本概念14.1.1 油气层损害的定义任何阻碍油气从井眼周围流入井底的现象称为储层损害(国际上通用“Formation Damage”)或污染。
在钻井、完井、井下作业及油气田开采全过程中,造成油气层渗透率下降的现象通称为油气层损害。
油气层损害的实质包括绝对渗透率下降和相对渗透率下降。
14.1.2 常用术语a.孔隙度(Φ):岩石储集流体的度量,其中可分为有效孔隙度和无效孔隙度,%。
b.渗透率(K)岩石允许流体通过的能力,其中可分为气体渗透率Ka、克氏渗透率K、∞油相渗透率Ko、水相渗透率Kw等等,单位:10~3μm2。
c.饱和度(S)岩石中某项流体所占的百分含量,可分为含油饱和度So、含水饱和度Sw等等,%。
d.渗透率恢复率(Ki/K)某相流体流过岩心后所引起的渗透率变化情况,%。
e.表皮系数(S)衡量井眼表皮污染程度的量纲,无因次;S>1时为受污染,S=0时为无污染,S<1时为改善;S值可通过试井直接测得,但试井测得的S值为总表皮系数,它不仅包括钻井液、完井液对井底附近油气层污染的真表皮系数,而且还包括井的不完善程度、井斜、非达西流、射孔等引起的拟表皮系数。
14.1.3 常用计算公式qμLa. 达西公式: K =×102AΔp式中:K─岩样渗透率,10-3μm2Δp─岩样两端压差,MPaμ─流体粘度,mPa·sL ─ 岩样长度,cmA ─ 岩样截面积,cm 2q ─ 液体流量,cm 3/s应用上述达西公式时有三个假设:1) 岩心为单一流体饱和及流动;2) 层流流动;3) 流体不与岩心发生物理化学作用。
b. 表皮系数(S)计算公式:K o R dS = [ ____ - 1] ln( _____ )K d R w式中:S -表皮系数,无因次K o 、K d -渗透率、污染区渗透率 10-3μm 2R d 、R w -污染区半径、井眼半径c. 产能比(PR)计算公式: d ew d d o we d R R R R K K R R Q Q PR ln ln ln +== 式中:PR -产能比Q - 油井未受损害的产量Q d -油井受损害后的产量K - 储层未受损透率K d -储层受损害后的渗透率R e -储层的泄油半径R w -油井井眼半径R d -储层被损害区域的半径14.2 储层损害原因和类型外来流体与油、气储层接触会带来不同程度的损害。
其损害程度随储层特性和外来流体性质不同而异。
根据目前的认识,一般认为储层损害可以规纳成两个方面的原因:一是外来流体(包括液体、固体甚至气体)侵入油层,产生各种不利的物理、化学作用,造成固体物的堵塞或液体性质的改变,降低了油气相渗透率;二是在钻开油层和采油过程中,由于温度、压力和流速的改变等因素,破坏了地层原有的平衡状态而引起岩石性质改变造成损害。
地层损害的类型和原因如下:14.3 储层损害的室内评价14.3.1 岩心分析a. 岩心分析的目的1)全面认识油气层的岩石物理性质及岩石中敏感性矿物的类型、产状、含量及分布特点;2)确定油气层潜在损害类型、程度及原因;3)为各项作业中保护油气层工程方案设计提供依据和建议。
b. 岩心分析的内容岩心岩心物理性质岩心结构与矿物地层流体φ、k测定铸体薄片化学分析铸体薄片 X射线衍射光谱分析扫描电镜扫描电镜色谱分析压汞技术电子探针高压物理图象分析红外光谱接触角法孔隙度岩石的稳定地层微粒结垢趋势渗透率性与强度和矿物的及类型孔隙结构稳定性岩石表面性质内部环境外部环境·压力·流速·温度·工作液性质·原地应力·外来固相侵入·天然驱动能量·压差潜在油气层损害和敏感性保护油气层技术措施建议14.3.2 油气层敏感性评价a. 流速敏感性评价实验流速敏感性是指储层内流体流动速度增大时引起储层中微粒运移,喉道堵塞,造成渗透率下降的现象。
速敏实验的目的是了解储层渗透率变化与储层流体流速的关系。
如果储层有速敏现象则求出开始发生速敏的临界流速,并根据实验结果评价由速敏引起的渗透率损害程度以及速敏性的大小,以指导今后开发过程中选择合理的注采速度,同时也为其它流动实验选取合适的流速。
b. 水敏性实验水敏是指与储层不配伍的外来流体进入储层后引起粘土膨胀、分散、运移,使孔隙和喉道减小或堵塞,降低储层渗透率的现象。
进行水敏性实验的目的是了解储层内流体盐度变化带来的储层渗透率下降的程度,并找出临界矿化度的大致范围,为盐敏实验找出较准确的临界矿化度做准备。
c. 盐敏性实验盐敏性是指储层在不同浓度盐水溶液中,由于粘土矿物的水化、膨胀而导致渗透率下降的现象。
盐敏实验的目的是了解储层岩石在盐水的矿化度不断变化的条件下,渗透率变化的过程和程度,找出盐度递减条件下渗透率明显下降的临界矿化度,为现场施工中的各种工作液确定合理矿化度提供依据。
d. 碱敏性实验碱敏是指高pH值的流体进入储层后造成储层中粘土矿物和硅质胶结的结构破坏以及与某些阳离子生成沉淀引起储层渗透率下降的现象。
碱敏实验的目的是要了解储层岩石在不同pH值盐水作用下,渗透率的变化过程和改变程度,找出使储层岩石渗透率明显下降的临界pH值,为各种工作液pH值的确定提供依据。
e. 酸敏性实验酸敏性是指酸化液进入储层与储层中的酸敏矿物发生反应,产生沉淀或释放出微粒,使储层渗透率下降的现象。
酸敏实验的目的是要通过模拟酸液进入地层的过程和测定酸化前后储层渗透率的变化,从而了解酸液进入后是否存在酸敏性危害及程度,以便选择合适的酸液配方和较有效的酸化处理方法。
14.3.3 工作液对油气层的损害评价a. 渗透率恢复值实验渗透率恢复值实验是评价钻井液和完井液储层损害程度或储层保护效果的最主要和最直观的方法。
它是用天然岩心或人造岩心在岩心流动实验装置上测量实验岩心污染前后的渗透率,得到的一个比值即为渗透率恢复值,它比较直观的反映了储层岩心的损害程度。
渗透率恢复值越大,钻井液、完井液对储层损害越小。
对开发井而言,渗透率恢复值一般应不小于75%。
b. 损害带半径( r d)测定钻井液或完井液侵入储层造成储层损害,其实就是引起侵入带储层原始渗透率的降低,滤液侵入引起渗透率降低的储层深度与井眼半径之和即为损害半径。
损害半径的测定是通过在高温高压动失水装置上模拟井下温度、压差和流动速梯的实验条件下对实验岩心进行动、静失水实验,测量一定时间内的滤失总量,然后根据公式推算出钻井液或完井液与油层接触期间侵入储层的深度即损害半径。
损害半径的测定目前国内外没有统一的方法,使用不同的实验装置需采用不同的公式进行计算。
当采用江汉石油学院的JHDS-高温高压动失水仪评价储层损害时,常采用下列公式计算损害带半径r d。
rd = 22Qγφψωωγ+γω-井眼半径,cmφ-储层岩心孔隙度(小数值)ψ-岩心水驱油效率(小数值)Q-单位面积总滤失量(动滤失加静滤失),cm3/cm2损害带半径的大小反映了外来液体影响储层的深度,因此一般要求钻井液和完井液的损害带半径应尽可能小。
14.3.4 评价钻井液、完井液体系及处理剂的实验程序为了确定完井液体系配方和筛选配伍处理剂,必须针对油气田的实际储层特征进行储层保护的评价实验。
实验程序一般按下列步骤进行:a. 选样和岩样制备研究完井液体系配方,筛选处理剂时一般采用模拟储层物性的人造岩心,而完井液体系的最终确定或储层保护效果的最终验证必须使用储层的天然岩心。
人造岩心已经直接作成了实验用的岩样,天然岩心需从其岩心上钻取圆柱形岩塞作为实验样品。
b. 测定岩样的空气或氮气渗透率k a、克氏渗透率k∞和孔隙度φ。
c. 模拟原始含水饱和度先将岩样抽真空,用地层水(或模拟地层水)饱和岩样,再用煤油或柴油驱替地层水,使岩样中含水饱和度达到其束缚水状态。
d. 在岩心流动实验装置上测定岩样污染前的油相正向渗透率。
e. 模拟动态污染将岩样装入动态模拟装置(如高温高压动失水仪),用完井液或按使用浓度配制成的处理剂水溶液在设定的动态条件下反向挤入岩样进行污染,污染结束后,取出岩样并刮去反向端面形成的滤饼。
f. 测污染后的油相正向渗透率在与步骤4相同的条件下,测定完井液污染后岩样的油相正向渗透率,该渗透率与污染前的油相渗透率的比值即渗透率恢复值,用它即可评价完井液的储层损害程度,反之也反映了完井液的储层保护效果。
14.4 钻井过程中的保护油气层技术钻井过程中防止油气层损害是保护油气层系统工程的第一个工程环节。
其目的是交给试油或采油部门一口无损害或低损害、固井质量优良的油气井。
14.4.1 钻井过程造成油气层损害原因分析a. 钻井过程中油气层损害原因1)钻井液固相颗粒堵塞油气层;2)钻井液滤液与油气层岩石不配伍引起的损害;3)钻井液滤液与油气层流体不配伍引起的损害;4)油相渗透率变化引起的损害;5)负压差急剧变化造成的油气层损害。
b. 钻井过程中影响油气层损害程度的工程因素1)压差;2)侵泡时间;3)环空返速;4)钻井液性能。
14.4.2 保护油气层的钻井液技术a. 保护油气层对钻井液的要求1)密度可调,能满足不同压力油气层近平衡压力钻井的需要;2)降低钻井液中固相颗粒对油气层的损害;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。
b. 屏蔽暂堵保护油气层钻井液技术利用钻进油气层过程中对油气层发生损害的两个不利因素(压差和钻井液中的固相颗粒),将其转变为保护油气层的有利因素,达到减少钻井液、水泥浆、压差和侵泡时间对油气层损害的目的。
屏蔽暂堵技术的技术构思是利用油气层被钻开时,钻井液液柱压力与油气层压力之间形成的压差,在极短时间内,迫使钻井液中人为的各种类型和尺寸的固相粒子进入油气层孔喉,在井壁附近形成渗透率为零的屏蔽带。
此带能有效地阻止钻井液、水泥浆中的固相和滤液继续侵入油气层,其厚度必须大大小于射孔弹射入深度,以便在完井投产时,通过射孔解堵。
c. 屏蔽暂堵的技术要点:1)测定油气层孔喉分布曲线及孔喉的平均直径;2)按1/2~2/3孔喉直径选择架桥粒子(如超细碳酸钙、单向压力暂堵剂)的颗粒尺寸,使其在钻井液中含量大于3%(可用粒度计检测钻井液中固相的颗粒粒径分布和含量);3)按颗粒直径小于架桥粒子(约1/4孔喉直径)选用充填粒子,其加量大于1.5%;4)加入可变形的粒子,如磺化沥青、氧化沥青、石蜡、树脂等,加量一般1~2%,粒径与充填粒子相当。
变形粒子的软化点应与油气层温度相适应。
14.4.3 保护油气层的钻井工艺技术a.建立四个压力剖面(地层孔隙压力、破裂压力、地应力和坍塌压力),为井身结构和钻井液密度设计提供科学依据;b.确定合理井身结构是实现近平衡压力钻井的基本保证;c.实现近平衡压力钻井,控制油气层的压差处于安全的最低值;d.降低侵泡时间;e.搞好中途测试;f.搞好井控、防止井喷井漏对油气层的损害。