摘 孔 液 大 Ｑ： Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 对钻井中油气层保护的认识 桑双利 邱跃峰 （大庆钻探工程公司钻井二公司地质室 黑龙江大庆 １ ６３３１ ８） 关键词：孔隙类型 孔隙结构参数 孔隙度 渗透率 固井质量 中图分类号：ＴＥ ３ ５ 文献标识码：Ａ 文章编号：ｔ６７４—０９８Ｘ（２０ｔ２）ｏ５（ｃ）一００８８—０２ １引言 油气层保护技术（又称储集层保护技 术），就是防止储集层损害的技术。油气层 保护技术（以下简称油层保护）是最近二、三 十年发展起来的一个新的技术领域和一项 新兴系列技术，７０年代以后由于油价下跌， 原油生产对科技进步的要求日益突出，特 别是大量中、低渗透油层的开发提到了议 事日程，油气层损害日益成为石油工业必 须认真解决的技术难题。而且，７０年代以 后，石油工程技术取得了重大进步，原有的 技术难题大部分得到了较好的解决，油层 保护发展有了较好的解决，油层保护有了 较好的基础，例如：油层保护必须从微观机 理研究人手，再者，此项技术必须用电子显 微镜和微粒粒度分析，因此现在油层保护 得到了迅速发展。 油气层损害的主要形式为油气层渗透 率的降低，包括油藏岩石绝对渗透率和油 气相对渗透率的降低，渗透层降低越多，油 气层损害越严重。一方面，油气层损害是不 可避免的，在钻井、完井等作业环节中，均 可能由于流体与储层之间物理的、化学的 或生物的相互作用而破坏储层原来的平衡 状态，从而增大油气流动的阻力，油气层保 护的重要性也就更突出了。 ２油气层保护的重要性 油层保护对石油工业的作用和意义是 显而易见的，其重要性体现在以下几面： （１）在油气勘探过程中，保护油气层工 作的好坏直接关系到能否及时发现油气 层和对储量的正确估量。（２）保护油气层 有利于油气井产量和油气田开发经济效 益的提高。（３）提高油气层最终采收率。（４） 最大限度地利用油气资源，充分保护油气 资源。（５）降低原油生产成本，少投入、多 产出。 ３油气层损害机理 对干某一目的层，要想指定出一个有 效的保护油层的技术方案，必须搞清楚其 损害机理即油气层损害的产生原因以及伴 随损害而发生的物理、化学、变化和过程。 美国岩心公司对全世界近４０００口井的资料， 对各个作业中每种机理所造成的严重程度 进行了系统的总结，现只引用建井阶段数 据如表１所示。 从表一看出，微粒运移引起的损害是 最普遍的，其次是乳化液堵塞和水锁，再 次是润湿反转和结垢引起的损害。在钻 井和固井作业中，损害最严重的是钻井 液固相颗粒和粘土的水化膨胀，下面对 引起损害的原因及相应的保护措施进行 讨论。 油气层的潜在损害因素 从微观角度看，孔喉类型和孔隙结构 参数与油气层损害关系很大。一般情况 下，若孔喉直径较大，则固相颗粒侵入的 深度越深，因固相堵塞造成的损害相对较 严重，而滤液造成的水锁、气阻等损害的 可能性较小。从宏观方面来看，损害类型 在很大程度上取决于孔隙度和原始渗透 率。对于渗透率较高的储层，孔隙较大，连 通较好，胶结物含量较低，这种情况下受 固相侵入而造成的损害较大，对于低渗透 油气层，由于其孔喉尺寸小且连通性差， 胶结物含量高，因而固相造成的损害不是 主要的，而易发生粘土化膨胀，微粒运移 和水锁等损害。 表１ 油气层损失的相对大小
屏蔽暂堵保护油气层钻井液技术(简称屏蔽暂堵技术)主要用来解决裸眼井段多压力层系地层保护油气层技术的难题，其原理是利用钻井液液柱压力与油气层孔隙压力之间的压差和钻井液中的固相处理剂，在油气层被钻开的极短时间内在井筒近井壁附近形成渗透率接近零的屏蔽暂堵带，此屏蔽暂堵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，对油气层造成污染，而形成的屏蔽暂堵带能够通过射孔解堵。该技术已广泛应用于钻井实践中，取得了较好的效果。
屏蔽暂堵理论是针对孔隙型砂岩油气层提出的一种保护油气层理论，它的技术要点是：根据储层岩心压汞实验得到储层孔隙直径分布曲线，从而计算出储层平均孔喉直径，按1／2～2／3孔喉直径选择油气层保护添加剂的粒径。在进入油气层前加入油气层保护添加剂，调整钻井液中的固相粒径分布，从而将钻井液转化为保护油气层钻井完井液，达到保护油气层的目的。传统屏蔽暂堵保护油气层技术在计算储层平均孔喉直径时是将储层所有孔喉都参加了计算，它忽略了两个因素，一是不同的孔喉直径对储层渗透率的贡献是不同的，大的储层孔喉数量少，但它对储层渗透率的贡献大，微小孔喉数量大，但对储层渗透率的贡献小；二是由于储层的非均质性，在储层存在孔喉直径极小的微孔隙，这些孔隙中的流体在目前的开采条件下是不流动的，因此，封堵这些孔隙也是没有意义的。如果将这些孔喉用于计算平均孔喉直径，那么理论计算的平均孔喉直径将大大小于储层实际流动的平均孔喉直径，根据这样的计算结果选择的油气层保护剂其封堵效果较差，起不到堵塞主要流通孔道的作用。
广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术是对传统屏蔽暂堵保护油气层技术理论的继承与发展，该技术是依据储层的d流动50和最大流动孔喉直径来确定不同渗透率段下的暂堵剂粒子的直径，克服了传统屏蔽暂堵技术确定暂堵剂粒径时存在的缺陷，使得屏蔽暂堵理论更具科学性，其主要技术要点如下。
(1)分析研究储层渗透率变化规律，采用所研究区块储层(取心井)岩心实测的渗透率与孔喉特性数据，计算出渗透率贡献值达到97％(±1％)时储层孔喉的平均直径d流动50，以及储层最大孔喉直径dmax。渗透率贡献值3％的微小孔喉没有考虑的主要原因：由于孔喉直径极小，在储层中常被不流动的流体所占据，容易造成永久伤害，在目前开采条件下不可能开采出该孔隙中的油和气，封堵这部分孔喉没有实际意义；如果把它的孔喉直径累计到求d50的值中去，会使该值大幅度降低，起不到堵塞主要流通孔道的作用。
保护油气层技术
（徐同台、赵敏、熊友明等编）
目 录
第一章 绪论„„„„„„„„„„„„„„„„„„„„（１）
第一节 保护油气层的重要性及主要内容„„„„„„„（２）
第二节 保护油气层技术的特点与思路„„„„„„„„（６）
第二章 岩心分析„„„„„„„„„„„„„„„„„（１０）
第一节 岩心分析概述„„„„„„„„„„„„„„（１０）
第二节 岩心分析技术及应用„„„„„„„„„„„（１４）
第三章 油气层损害的室内评价„„„„„„„„„„„（２９）
第一节 概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„（２９）
第二节 油气层敏感性评价„„„„„„„„„„„„（３０）
第三节 工作液对油气层的损害评价„„„„„„„„（４０）
第四节 储层敏感性预测技术„„„„„„„„„„„（４４）
第四章 油气层损害机理„„„„„„„„„„„„„„（４９）
第一节 油气层潜在损害因素„„„„„„„„„„„（５０）
第二节 外因作用下引起的油气层损害„„„„„„„（５５）
第五章 钻井过程中的保护油气层技术„„„„„„„„（６８）
第一节 钻井过程中造成油气层损害原因分析„„„„（６８）
第二节 保护油气层的钻井液技术„„„„„„„„„（７３）
第三节 保护油气层的钻井工艺技术„„„„„„„„（９０）
第四节 保护油气层的固井技术„„„„„„
„„„（１００）
第六章 完井过程中的保护油气层技术„„„„„„„„（１０７）
第一节 完井方式概述„„„„„„„„„„„„„„（１０７）
第二节 射孔完井的保护油气层技术„„„„„„„„（１１１）
第三节 防砂完井的保护油气层技术„„„„„„„„（１２５）
第四节 试油过程中的保护油气层技术„„„„„„„（１４０）
第七章 油气田开发生产中的保护油气层技术„„„„„（１４３）
第一节 概述„„„„„„„„„„„„„„„„„„（１４３）
第二节 采油过程中的保护油气层技术„„„„„„„（１４７）
对钻井中油气层保护的认识
摘要:本文通过对现代钻井中油气层保护重要性的重新认识,逐次从微观角度中孔隙类型与孔隙结构参数对油气层的损害和宏观方面孔隙度与原始渗透率对油气层损害的较大影响两方面的分析,得出了油气层保护的解决途径:即采用平衡钻井解决正压差问题和对钻井液设计要求的提出,以及固井期间提高固井质量的认识,从而达到保护油气层,提高钻速、缩短油气层浸泡时间,降低钻井成本的目的,对大庆油田地区油田合理开发有一定借鉴价值。
关键词:孔隙类型 孔隙结构参数 孔隙度 渗透率 固井质量
1 引言
油气层保护技术(又称储集层保护技术),就是防止储集层损害的技术。油气层保护技术(以下简称油层保护)是最近二、三十年发展起来的一个新的技术领域和一项新兴系列技术,70年代以后由于油价下跌,原油生产对科技进步的要求日益突出,特别是大量中、低渗透油层的开发提到了议事日程,油气层损害日益成为石油工业必须认真解决的技术难题。而且,70年代以后,石油工程技术取得了重大进步,原有的技术难题大部分得到了较好的解决,油层保护发展有了较好的解决,油层保护有了较好的基础,例如:油层保护必须从微观机理研究入手,再者,此项技术必须用电子显微镜和微粒粒度分析,因此现在油层保护得到了迅速发展。 油气层损害的主要形式为油气层渗透率的降低,包括油藏岩石绝对渗透率和油气相对渗透率的降低,渗透层降低越多,油气层损害越严重。一方面,油气层损害是不可避免的,在钻井、完井等作业环节中,均可能由于流体与储层之间物理的、化学的或生物的相互作用而破坏储层原来的平衡状态,从而增大油气流动的阻力,油气层保护的重要性也就更突出了。
2 油气层保护的重要性
油层保护对石油工业的作用和意义是显而易见的,其重要性体现在以下几面:
(1)在油气勘探过程中,保护油气层工作的好坏直接关系到能否及时发现油气层和对储量的正确估量。(2)保护油气层有利于油气井产量和油气田开发经济效益的提高。(3)提高油气层最终采收率。(4)最大限度地利用油气资源,充分保护油气资源。(5)降低原油生产成本,少投入、多产出。
