保护低孔低渗油气层的钻井液体系
- 格式:pdf
- 大小:137.22 KB
- 文档页数:3
子长油区油层保护钻井液工艺技术分析【摘要】钻井液工艺技术是油气钻井工程的重要组成部分,它在确保安全、优质、快速钻井中起着关键的作用。
子长油区属于低压、低渗透油区,并且存在中等水敏和较强碱敏的特征,油区钻井液污染比较严重。
本文结合子长油区实际情况,对原用钻井液的材料及配方进行优化设计,经现场验证,有效降低了钻井液对油层的损害。
【关键词】子长油区;钻井液;油层保护钻井液是钻井的血液,又称钻孔冲洗液。
钻井液组成可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗液、乳状液、泡沫和压缩空气等。
钻井液侵入油层后,致使油层的固有状态发生变化,使油层的渗透率、孔隙度的物性参数下降,进而对油藏的勘探开发产生不利影响,造成油层不同程度的伤害。
因此,油层保护的钻井液及工艺技术研究,是油层保护系统工程中关键环节。
一、油区概况子长油区位于地处陕甘宁盆地东部斜坡地带中部,构造背景为西倾单斜倾角约半度,西部下降幅度大雨东部,境内石油主要富存于三叠系延长组中、下部的长2,长4+5,长6油层组。
油田油质无纯区,油水分异差,原油含水率高于85%,脱水难度大,原油比重为0.866克/毫升,粘度5.8厘泊,凝固度117d,原始油气为36.20m3/t。
境内油层一般具有岩性细,物性差,分布广,储层喉道细的特征。
属于低压(地层压力当量密度0.7~0.8kg/l)、低渗(渗透率<1×10-3μm2)油田。
因此,钻井液容易对油层造成损害,其主要表现在:(1)由于该储层为低压低渗储层,钻井液滤液可产生损害及大分子聚合物滞留效应;(2)钻井液滤液与地层水作用生成沉淀,堵塞喉道;(3)钻井液固相进入较粗的喉道,造成桥堵;(4)表面活性剂产生乳化和润湿反转造成损害。
二、原钻井液材料及配方三、钻井液工艺优化1、增黏剂选择通过实验对比分析,选择复合天然高分子材料znj-1作为钻井液增黏剂随着znj-1的增加,钻井液的马氏漏斗黏度、表观黏度、塑性黏度、动切力增大很快,滤失量降低明显,但单独使用znj-1的钻井液的相关性能不能完全满足油层保护预期的性能要求。
浅谈悬浮乳液钻井液在水平井中的应用【摘要】某井水平段长900米,含有硬脆性泥岩、砂泥岩,易发生井壁失稳的严重现象,将会影响施工安全和施工进度。
针对此种现象,采用具有良好的抑制性、封堵性和保护油气层功能的悬浮乳液钻井液体系。
现场应用表明,该钻井液具有优良的抑制防塌、润滑防卡、和保护油气层性能,满足了该井钻井施工的需要。
【关键词】悬浮乳液水平井井壁失稳抑制性某井储层岩石泥质含量较高,粘土矿物为40%,主要为伊利石、伊蒙间层,属于强分散易膨胀地层,容易发生水化坍塌、剥落掉块等井壁失稳现象。
井壁一旦失稳,便会出现很多井下复杂事故,造成严重的经济损失。
选用悬浮乳液钻井液体系确保安全、高效、经济的钻进。
1 主要技术难点(1)由于水平段裸眼段长(900米),含有硬脆性泥岩和砂泥岩,所以要保证水平段的井壁稳定,从而实现安全高效钻井。
(2)水平段长,造成岩屑沉降距离长,井眼净化困难,加之水平段携砂相对困难,井底沉砂相对较高,易形成岩屑床,所以钻具摩阻大、扭矩大及钻头加压困难,因而要求钻井液具有良好的润滑性。
(3)储层具有低压、低孔、低渗特点,需要在钻井施工过程中减少钻井液滤液对储层的侵入,以减少对储层损害,实现建产增效。
2 现场应用2.1 一开维护和处理措施(0-405.50米)井段砂泥岩互层,地层胶结性差,可钻性好,易漏、易垮塌,井径大,返速低,钻井液应以悬浮、携带岩屑和稳定井壁为主,采用普通聚合物钻井液体系。
2.2 二开维护和处理措施:(405.50-3081.00米)2.2.1 直井段(405.50-2510.00米)砂泥岩互层,夹有煤层砂岩渗透性好,易使有害固相吸附在井壁上形成较厚泥饼引起缩径;泥岩吸水易水化膨胀,剥落掉块;煤层裂隙发育,含有泥岩物质,性脆、易坍塌。
此段应以提高抑制性、防塌、降低失水和控制固相为主。
在钻进过程中,加入1-2%的润滑剂rhj-2,降低粘滞系数,保持低密度,减小井底压差。
钻遇煤层和炭质泥岩,循环加入ds-301、ds-302,防止地层坍塌;适当提高粘切,防止冲刷井壁;充分利用固控设备清除有害固相,减少固相含量。
低渗低孔低产能油田钻井技术摘要:在分析了制约和影响油田企业低渗透低孔隙低产能油藏开发效果的主要因素的基础上,结合油田企业最新现场试验成果,提出了相应的钻井技术措施,并从井身结构、钻具组合、钻井参数、钻机和钻头选型及油层保护等方面进行了重点和详细论述。
主题词:低孔低产能;油田;钻井Abstract: analysis of the restricted and influenced low permeable oilfield enterprises low porosity can low yield of reservoir development effect of the main factors of basis, combining with the latest oilfield enterprises test results, and put forward the corresponding measures of drilling technology, and well from body structure, downhole assembly and drilling parameters, drill and bit selection and oil reservoir protection and so on key and detailed discussion.Keywords: low holes can low; Oil field; drilling目前油田单位低渗透低孔隙低产能(简称“三低”)石油地质储量近3亿t,占油田已探明未动用储量的92.4%,这是该油田持续稳定发展的后备资源。
油田单位在正确分析制约和影响“三低”油田开发效果的主要因素的基础上,采取相应的钻井工艺技术,最大限度地减少了投资,使未动用的“三低”油藏得以有效开发,确保油田持续稳定地发展。
福山油田保护油气层钻井完井液技术研究王建标【摘要】Fushan oilfield is a typical condensate reservoir.The reservoir porosity is 10%~20%.The average reservoir permeability is 35 ×10 -3μm2 .It belongs to medium porosity and low permeability reservoir, and part being with low poros-ity and extra-low permeability.It is water sensitive and easy to collapse.By the test, XZD-Ⅱtemporary plugging agent was selected as shielding temporary plugging drilling and completion fluid to protect oil-gas formation with good effects.% 福山油田为典型凝析油气藏,储层孔隙度10%~20%,平均渗透率35×10-3μm 2,属于中孔低渗储层,部分为低孔特低渗储层,且水敏、易塌。
通过试验选用了以XZD-Ⅱ为暂堵剂的屏蔽暂堵钻井完井液实施油气层保护,取得了较好的保护效果。
【期刊名称】《探矿工程-岩土钻掘工程》【年(卷),期】2013(000)004【总页数】3页(P24-26)【关键词】凝析油气藏;钻井完井液;敏感性;储层保护;屏蔽暂堵;福山油田【作者】王建标【作者单位】中国石化华北分公司,河南郑州450042【正文语种】中文【中图分类】TE2540 引言目前福山油田仍没有成型的适用钻井完井液体系,本文通过储层敏感性评价,及潜在损害因素分析,优选福山油田适用钻井完井液体系,并通过室内实验评价其效果,主要评价内容包括:(1)储层特征、敏感性评价及潜在损害因素;(2)现场应用及效果;(3)工艺及措施。
大庆徐深气田保护储层压井液体系研究孙妍;王诗征;孙玉学【摘要】大庆油田徐家围子断陷区内的火山岩是最重要的储层,属低孔、特低渗储层.储层蕴涵着丰富的天然气资源,气藏损害所导致的实际产能下降往往比油藏损害导致的下降幅度更大;尤其是低孔、低渗气藏,比油藏更容易受到水锁、水敏和应力敏感等损害.对徐深气田营城组的储层敏感性进行了研究.针对徐深气田深层火山岩储层研制出了一种新型的甲酸盐压井液体系配方,确定了压井液密度达到1.30 g/cm3及1.41 g/cm3时,甲酸钠与甲酸钾的配比,并对该配方储层保护能力进行了评价.通过封堵效果和反排解堵效果评价实验证明,新型甲酸盐压井液体系对于徐深气田地区的火山岩储层具有很好的保护作用.【期刊名称】《科学技术与工程》【年(卷),期】2013(013)025【总页数】4页(P7488-7491)【关键词】徐深气田;低渗透储层;储层保护;甲酸盐;密度可调【作者】孙妍;王诗征;孙玉学【作者单位】大庆钻探钻井工程技术研究院设计中心,大庆163318;大庆油田有限责任公司采油二厂,大庆163000;东北石油大学石油工程学院,大庆163318【正文语种】中文【中图分类】TE357.14在气井井下作业过程中,需要向井内注入密度适当的压井液来平衡井底造成的回压与地层的压力。
若压井液选择不当会造成地层堵塞,致使完井、修井后天然气产量增加不明显,甚至造成气层严重伤害[1—3]。
徐深气田兴城开发区主要发育营城组营一段火山岩,实验室对徐深1区块、徐深6~徐深6—105井区60块全直径岩心进行样品分析,孔隙度在2.42% ~13.7%之间,平均7.67%;渗透率在0.002×10-3~5.11×10-3μm2之间,平均为0.147 ×10-3μm2,属中孔、特低渗储层。
因此,针对徐深气田火山岩的储层保护技术进行了研究,研制出了不同密度的新型甲酸盐压井液配方,最大限度地减轻对气层的损害从而有效保护储层。
[收稿日期]2010 09 02
[作者简介]王健(1981 ),男,2004年大学毕业,硕士,工程师,现从事钻完井液及储层保护研究工作。
保护低孔低渗油气层的钻井液体系
王 健,徐博韬,刘兆华程玉生,魏红梅,李 松
(中海油田服务股份有限公司油田化学事业部,北京101149)
[摘要]低孔低渗储层开发的主要难点为:储层渗透率低、孔隙度小,外来流体侵入后产生敏感性损害及水锁损害,导致毛细管压力大,含水饱和度上升,水锁损害严重;针对低孔低渗储层特征,在PL U S/甲酸钾钻井液体系的基础上,优选了成膜封堵剂,防塌抑制剂U HIB,防水锁剂SA T RO ,构建了一套适合于南海西部地区低孔低渗储层的钻井作业的钻井液体系。
评价结果表明,该体系综合性能良好,抗温达150 ,渗透率恢复值90%以上,滤液界面张力小于2mN /m,具有良好的储层保护效果。
[关键词]低孔低渗储层;钻井液;水锁损害;保护储层[中图分类号]T E254 3
[文献标识码]A
[文章编号]1000 9752(2010)06 0277 03
南海西部地区某低孔低渗油藏物性分析表明,主要渗透率范围为(0 34~7 28) 10-3
m 2
,孔隙度范围为8 66%~15 30%,主要孔喉半径为0 63~6 14 m 。
压汞资料分析认为,储层岩样孔隙结构特征总体体现为孔喉半径小。
储层砂岩主要连通孔喉半径在2 3~9 4 m 之间,最大孔喉半径为18 75 m 。
储层极易由于外来流体侵入而产生敏感性损害及水锁等各种损害。
其开发的主要难点为:储层渗透率低、孔隙度小,毛细管压力大,侵入储层的液相返排困难;含水饱和度对储层渗透率影响大,水锁损害严重;储层泥岩(粘土矿物)含量高,水敏作用强,储层损害程度大;井段存在井壁稳定问题。
笔者主要针对该地区开展了保护低孔低渗油气层的钻井液体系的研究,取得了较好的现场应用效果。
1 低孔低渗钻井液体系处理剂的优选
为防止外来流体对储层造成损害,低孔低渗油气层钻井液应具有以下几个方面的性能:!应该具有极强的封堵能力,降低滤液侵入,防止水敏效应[1];∀应该具有良好的防止水锁损害的功能,由于低孔低渗储层水锁损害极为严重
[2,3]
;#应该具有很强的抑制粘土水化膨胀分散能力,具有较好的防塌作
用。
因此需要重点探讨钻井液的成膜封堵技术、防塌抑制能力及防水锁保护储层技术。
1 1 成膜封堵剂优选
表1 封堵材料在高温高压下对砂床封堵效果
序号封堵材料
滤失量/m l
1基础配方
182基础配方+2 0%L OCKSE AL 5 63基础配方+2 0%GBL 5 84基础配方+2 0%C M J 4 95基础配方+2 0%ZP 7 66基础配方+2 0%L SF
4 57
基础配方+2 5%L SF+1 5%ZP+2 5%CM J
2 8
室内采用高温高压砂床滤失试验优选成膜封堵剂。
方法是将高温高压失水仪底部滤网上填充覆3cm 厚的20~40目砂子,再填充2cm 80~100目砂子模拟低渗储层,测封堵液在120 、3 5M Pa,30m in 内的滤失量。
试验结果见表1。
由表1结果可知,多种封堵材料复配使用,封堵效果比单一封堵效果明显。
LSF 、ZP 和CMJ 组成的复合封堵剂可将
∃
277∃石油天然气学报(江汉石油学院学报) 2010年12月 第32卷 第6期
Journal of Oil and Gas Technology (J JPI) Dec
2010 Vol 32 No 6
高温高压砂层滤失量降至3 0m l 以内。
1 2 防水锁剂优选
用海水配制不同浓度的表面活性剂溶液,分别测量其表面张力,确定临界胶束浓度,从而可选定表面活性剂在海水溶液中的加量。
试验结果见表2。
表2 表面张力测定结果
样品临界胶束浓度
/%表面张力/mN ∃m -1
界面张力/m N ∃m -1
浊度/NTU 起泡性能
W D
0 535 29
5 611 1
弱
J PZ 20 254 436 316 5强J ZP 30 247 834 639 3强OP 100 231 218 58 5弱OP 150 232 648 242 3强XY W 0 228 656 236 7强S ATRO
0 2
31 01
0 6
2 0
不起泡
从表2结果可知,SAT RO 在海水中具有较低的表面张力和界面张力,与海水配伍性能好(浊度仅为2 0N TU),同时在海水中基本不起泡,因此可以作为低孔低渗钻井液体系的防水锁剂,防止钻井液滤液侵入低孔低渗储层引起的水锁损害。
2 低孔低渗钻井液体系性能评价
2 1 钻井液基本性能测定
在上述成膜封堵剂及防水锁剂优选的基础上,确定了一套新的PLU S/甲酸钾钻井液体系,其配方为:2 5%海水土浆+0 3%NaOH +0 1%Na 2CO 3+0 3%H V PAC+2%FLOH T +2 0%LSF+2 5%CM J+1 5%ZP +0 5%PLU S +1%U H IB +10%甲酸钾+1 5%SAT RO,用重晶石调节密度1 50g/cm 3。
按该配方配制钻井液,在150 热滚16h,分别测滚前和滚后的性能。
试验结果见表3。
表3 150 下热滚前后钻井液基本性能
试验条件A V /mPa ∃s P V /mPa ∃s YP /Pa 6/ 3FL /m l FL H TH P /ml 滚前6745127/42 68 5滚后
40
32
8
3/3
2 2
9 0
从表3结果可知,新PLUS/甲酸钾钻井液体系在150 热滚16h 后仍具有良好的流变性能和高温高压降滤失效果,钻井液的表观粘度(AV )、塑性粘度(PV)及屈服值(YP )等均在合理范围,高温高压滤失量(FL HTHP )仅为9 0ml 。
2 2 钻井液抑制性评价
南海西部低孔低渗储层具有粘土含量高,孔隙度、渗透率低的特点,要求钻井液具有强的防膨抑制性,以保证钻井工程顺利进行及防止粘土水化造成的储层伤害。
室内将6~10目的岩屑100 烘干后,分别取50g 加入350ml 钻井液中,150 条件下热滚16h,取出过40目筛,将筛余物烘干,称重,计算回收率,评价钻井液的抑制性。
试验结果表明,岩屑在海水中滚动回收率很低(19 5%),而在PLUS/甲酸钾钻井液中的滚动回收率高达97 3%,因此优化出的钻井液体系具有优良的的抑制钻屑分散的能力。
2 3 钻井液滤液的表/界面活性测量
按上述配方配制钻井液,分别加入不同浓度的SATRO,经过150 热滚16h 后,用JZ200A 表/界面张力仪测定钻井液滤液的表面张力和界面张力,结果见表4。
由表4可见,当钻井液中加入1 0%防
∃
278∃ 石油天然气学报(江汉石油学院学报)2010年12月
水锁剂SA TRO 时,经过150 热滚16h 后,其滤液的表/界面张力均较小,因此可有效降低低孔低渗储层的水锁损害。
2 4 钻井液储层保护性能评价
表4 钻井液滤液表/界面张力测定结果
SAT RO 加量
/%
表面张力/m N ∃m -1
界面张力/mN ∃m -1
042 4
9 2
1 0
32 7
1 8
按石油天然气行业标准SY/T6540 2002%钻井液完井液损害油层室内评价方法&,采用岩心流动试验装置、高温高压动损害试验仪等模拟钻井条件,评价钻井液的储层保护效果。
结果见表5。
表5 钻井液的储层保护效果
岩心号K a /10-3 m 2
Q 125min /ml V /ml ∃min -1
K 0/10-3 m 2
(K d /K o )/%
天然岩心1#5 403 30 035 8790 9天然岩心2#
7 06
3 4
0 03
5 70
93 8
结果表明,新PLUS/甲酸钾体系对低孔低渗岩心封堵能力强,钻井液动损害低孔低渗岩心125m in 后的滤失量(Q 125min <4 0m l)小。
在损害时间达65min 后,动滤失速率(V )均小于0 05ml/m in;同时岩心渗透率恢复值(K d /K o )均可达90%以上,证明该体系能够对低孔低渗储层实现∋堵得住、易返排(,具有良好的储层保护效果。
3 结 论
1)多种成膜封堵剂复合使用较单一封堵剂在钻井液体系中的成膜封堵效果好。
2)防水锁剂SATRO 在海水及钻井液中能形成较低的表/界面张力。
3)优化出的新PLU S/甲酸钾钻井液体系具有良好的流变性能,抗温能力达150 ,高温高压滤失量小于10m l;具有良好的防塌抑制能力及表面活性,对低孔低渗岩心封堵能力强,渗透率恢复值可达
90%以上,储层保护效果好。
能够解决南海西部低孔低渗油气藏储层保护和井壁稳定的问题,满足该地区低孔低渗储层钻井开发的需要。
[参考文献]
[1]徐同台,冯京海,朱宽亮,等,成膜封堵低侵入保护油层钻井液技术的研讨[J] 钻井液与完井液,2006,23(3):66~67 [2]刘恩新,宋东勇,崔巨师,等 低渗透油田油层伤害机理及保护措施研究[J] 断块油气田,2003,10(6):39~41 [3]张琰,崔迎春 低渗气藏主要损害机理及保护方法的研究[J] 地质与勘探,2009,36(5):76~78
[编辑] 萧 雨
∃
279∃第32卷第6期王健等:保护低孔低渗油气层的钻井液体系。