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克拉玛依油田稠油油藏氮气泡沫驱应用向湘兴;陈静;侯军伟;乔琦;杨子岳;刘鸿飞【摘要】克拉玛依油田九区J230井区上侏罗统齐古组稠油油藏储集层非均质性强、油层薄,天然能量低.随着蒸汽吞吐油井生产轮次增高,油田开采步入中—后期,储集层含油饱和度大幅度降低,剩余油分布复杂,地层压力低,高含水井逐年增多,开发难度增大,油田采油速度和经济效益大幅度下降.1995年开始开展了注氮气辅助吞吐的矿场试验,应用实践表明:注氮气后可以有效补充地层能量,延长吞吐生产时间,提高稠油热采开发效果.然而,多轮次注氮气辅助吞吐开采后,注气井汽窜矛盾突出,为此开展了氮气泡沫辅助吞吐及调驱试验研究.研究结果表明,高温泡沫剂发泡性和稳定性好,用在非均质性强的普通稠油油藏,可显著提高采收率.【期刊名称】《新疆石油地质》【年(卷),期】2017(038)001【总页数】5页(P76-80)【关键词】克拉玛依油田;J230井区;上侏罗统;齐古组;稠油油藏;泡沫;氮气【作者】向湘兴;陈静;侯军伟;乔琦;杨子岳;刘鸿飞【作者单位】中国石油新疆油田分公司实验检测研究院,新疆克拉玛依834000;中国石油新疆油田分公司实验检测研究院,新疆克拉玛依834000;中国石油大学文理学院,北京102249;中国石油新疆油田分公司实验检测研究院,新疆克拉玛依834000;新疆华隆科技股份有限公司,新疆克拉玛依834000;中国石油大学文理学院,北京102249【正文语种】中文【中图分类】TE357.435克拉玛依油田稠油产量的90%以上是借助于蒸汽吞吐和蒸汽驱开采的[1-4]，水平井及SGAD（蒸汽辅助重力泄油）等技术也是借助蒸汽吞吐或蒸汽驱开采技术进行稠油开采，然而，蒸汽吞吐或蒸汽驱开采引起的蒸汽超覆、汽窜等问题在蒸汽吞吐井及蒸汽驱井中普遍存在，热损失严重，开采效果逐年变差，急需一种新技术保障现场开发效果[5-7]。
新疆油田公司于2003年7月开始，在克拉玛依油田九区J230井区进行了蒸汽驱先导试验，至2012年5月，九区齐古组油藏油气井累计油汽比0.26，其中蒸汽驱井油汽比0.12；采出程度41.9%，蒸汽驱先导试验区采出程度48.4%，几个轮次之后，汽窜加剧。
[收稿日期]2007212220 [作者简介]邵国林(1979-),男,2001年大学毕业,助理工程师,硕士生,现主要从事油气开发技术研究工作。
泡沫流体冲砂洗井工艺在孤东油田的推广应用 邵国林 (长江大学石油工程学院,湖北荆州434023;胜利油田有限公司孤东采油厂,山东东营257237)[摘要]针对孤东油田的地质开发特点,通过对泡沫流体的特性研究,探索了泡沫流体冲砂洗井工艺;通过对采油作业施工中部分工艺的设计和完善,使该工艺取得了较好的应用效果。
泡沫流体技术可以比较好地解决油藏生产后期的许多生产难点,并能创造相当大的经济效益。
[关键词]泡沫流体;冲砂洗井;孤东油田[中图分类号]TE35811[文献标识码]A [文章编号]100029752(2008)0120355202孤东油田是大型整装疏松砂岩油田,储层非均质严重。
由于长期开采,油层压力降低很多,压力系数降低到比水的当量压力系数还低。
在这种情况下用清水洗井冲砂,水进入低压层使井筒中上返的液体流量和流速降低,粗沙颗粒不能有效地带到地面,严重时注入水会全部进入油层而不能上返,致使冲砂失败。
造成的后果是油层被严重污染,油井产量降低。
泡沫流体洗井就是利用泡沫流体粘度高、密度小、携带性能好的特点,将泡沫流体作为携带液或压井液,液体从油管中打入,从套管返出,使井底建立低于油层的压力称为“负压”,在此负压差的作用下,依靠泡沫流体冲散井内积砂或结蜡,以达到洗井、冲砂的目的。
这对提高冲砂质量,保护油气层,缩短油井产量恢复期,最终提高油井免修期具有重要意义。
因此,泡沫流体技术可以比较好地解决油藏生产后期的许多生产难点,积极开展泡沫流体在油田开发领域的研究和推广应用是非常有意义的,并能创造相当大的经济效益[1]。
泡沫流体是各种气体与液体混合后充分搅拌形成的。
除二氧化碳外,气体很少在水基液体中溶解。
气体在液体中呈小气泡分散状态,气体的直径越小,泡沫流体的性能越好。
泡沫流体的密度、稳定性、携带性能和粘度等性能对使用工程中的使用有直接意义[2]。
欠平衡钻井欠平衡钻井是指钻井过程中钻井液液柱压力低于地层孔隙压力，允许地层流体流入井眼、循环出并在地面得到有效控制的一种钻井方式。
欠平衡钻井具有能提高硬地层的机械钻速，减少循环漏失和压差卡钻等优点，从而获得发展。
推动欠平衡钻井技术的发展，其主要原因是减少和防止水平井钻井中钻井液对地层的损害。
早期的欠平衡钻井所采用的循环介质为空气，后来相继发展了用氮气、天然气、雾、泡沫或空气的轻质低密度钻井液的欠平衡钻井技术，主要用于钻低压地层。
随着欠平衡钻井技术进一步成熟及井控设备的发展（承受高压的旋转防喷器引入油田后），又发展了用液体钻井液（清水、盐水、油基、水基钻井液）对高压地层进行欠平衡钻井的技术，如边喷边钻、钻井液帽钻井、不压井钻井等技术。
九十年代得以充分发展的欠平衡钻井技术是旋转钻井的发展和继续，是钻井工作者经过长期实践针对中、低压油藏所采用的科学对策。
由于减少了压差，阻止了滤液和固相进入储集层，因而能够最大限度地去发现和保护中、低压油藏，以获取比常规过压钻井高得多的经济效益。
另外，欠平衡钻井还可以克服液柱的压持效应，提高破岩效率，解放钻速，缩短建井周期，减少钻井液对储集层的浸泡时间，可以安全钻过严重水敏性地层及漏失层，避免大量钻井液漏失而降低了钻井成本。
这些优点，使得美国和加拿大的欠平衡钻井数已经占其总钻井数目的1/3或更多，欠平衡钻井技术还刚刚起步，截止到去年底，大约有100多口井采用欠平衡施工，且相继成立了大港欠平衡钻井公司、四川欠平衡钻井公司和新疆欠平衡钻井公司。
欠平衡钻井技术经过几十年的发展，至目前，国外已经发展了空气钻井、氮气钻井、天然气钻井、雾化钻井、泡沫钻井、充气钻井液钻井、边喷边钻等多种欠平衡钻井技术。
空气欠平衡钻井技术，是指空气作为循环介质进行欠平衡钻井，是最早发展的一种欠平衡钻井技术。
由于该技术是直接使用大气中的空气，所以可较大地节约钻井材料费用。
氮气钻井技术，在欠平衡钻井中，氮气能用作钻井液，或作为钻井液的一种组成成分。
注氮提高采收率的应用摘要氮气在石油工业中应用广泛，可用于包括稠油和低渗透油藏在内的各种油田提高采收率、钻井、完井、氮气置换和保护、氮气汽提回收溶剂等方面。
对制氮技术的机理、技术工艺特点及综合效益进行了论述，并介绍了膜法富氮技术的特点及应用效果。
关键词氮气膜法富氮提高采收率前言经历的几十年的开采，我国大部分油田已经进入了二次采油甚至三次采油阶段，开发出的二采和三采方法不断更新。
从最初始的水驱，聚合物驱，表面活性驱，复合驱，到目前较新的气体混相驱。
气体混相驱中，最开始开发的二氧化碳驱，到目前新开发的注氮法提高采收率。
一旦选择注气作为保持压力的最佳方案，就需考虑以下儿种气体:天然气、CO2、燃料气、空气以及氮气。
并对每种气体进行了多方面的分析，例如:气源供应的可靠性、成本、项目基础设施费、注入成本以及环境与安全规定及对油藏的影响。
通过研究证明，注氮是保持压力的最好方式。
根据国内外文献调研及油藏动态分析，考虑注入的蒸汽与氮气的儿种比例为1:10.1、1:20.1、1:30.1、1:50.1、1:100，结合吞吐井的现场注汽情况，确定的最佳混注比例为1:20到1:50，即注It蒸汽的同时注入氮气量20-50m3。
其它注入参数参照热采优化参数进行设计，分别如下:注入压力:l0 Mpa注入温度:蒸汽300o C以上氮气:20o C常温注入速率:蒸汽14.6m3/h氮气400- 600m3/h注入干度：取混合值50%就成本而论，注氮的现场成本为$0.04/m3，而注天然气的现场成本则为$0.1/m3选择注氮后对氮气供应采取承包制，价格确定为$0.01/m3左右。
注氮的其他优点是:1、对油层无污染;2、氮气供应不受限制;3、氮气是惰性气体，不会造成环境污染，也不具有可燃性和腐蚀性;4、注氮气可节省天然气3965×104m3/ d(如果选择注气方式)，占墨西哥天然气总量的31%。
方法逐步改进，气体混相驱是由于氮气与油、水互不相溶，而目来源广，是气体非混相驱提高采收率的重要气源。
氮气泡沫钻井液技术在水平井的应用摘要：针对大牛地低压低渗水平井的技术难点，进行了氮气泡沫钻井液的配方研究及针对性室内评价，介绍了该项技术的工艺技术，并应用该技术首次在国内低压低渗储层水平井上进行了3口井的现场实施，取得良好的应用效果。
该技术的成功实施，为今后低压低渗储层实施氮气泡沫钻井液技术解决水平井的勘探开发技术
难题提供了新的有效的方法，同时也为低压低渗低品位储层的勘探开发提供了经验和技术支撑。
关键词：低压低渗储层氮气泡沫钻井液技术泡沫液配方水平井
前言
大牛地气田位于鄂尔多斯盆地北部，是发育在上古生界地层中的大型致密低渗气田，埋藏深度一般为2100～2900m，气藏平均孔隙度约7.6%，平均渗透率约0.4md，气藏压力系数为0.85～1.00。
该区盒1段储层采用传统的常规钻井液技术开发效果差，完井后往往需要大型压裂技术才能见到自然常能。
为有效保护和发现储层，在该区储层段钻井过程中实施低密度欠平衡钻井技术，有利于保护和发现油气层。
2009年华北石油局在鄂尔多斯盆地为寻求低压低渗储层盒一段自然产能部署的3口水平井（dp14，dp19，dp22）。
三开水平段采用低密度氮气泡沫钻井液技术，实施全过程欠平衡钻井，最大限度地发现和保护产层。
通过氮气泡沫钻井液技术的实施，首次在盒一段见到自然产能，为证实
该区该层实际产能情况提供了依据。
这也是国内采用该项技术首次在水平井上进行应用，创出该技术水平段最长（1500m）的施工纪录，为有效开发此类储层提供了有效技术手段。
1.工程地质简况
dp14井二开用311.2mm的钻头钻至井深2693.42m，下入φ244.5mm的套管2870.79m，三开用φ215.9mm的钻头采用可循环氮气泡沫钻井液技术自井深2899.15m开始钻进，至井深4147.03m结束，水平段长1247.88m。
总钻时213h，平均机械钻速5.86m/h。
这是采用该技术成功完成的国内第一口水平井的施工。
dp19井二开用241.3mm的钻头钻至井深2693.42m，下入φ177.98mm的套管2692.87m。
2009年9月7日三开用φ152.2mm的钻头采用氮气泡沫钻井液进行三开钻进，于2009年10月7日钻至井深3893.42m完钻，水平段长1200m，这是采用该技术成功完成的国内第一口小井眼水平井。
dp22井二开用311.2mm的钻头钻至井深2943.42m，下入φ244.5mm的套管2942m，三开用φ215.9mm的钻头采用氮气泡沫钻井液技术自井深2942m开始钻进，至井深4442m结束，水平段长1500m，平均机械钻速10.26m/h。
这是采用该技术完成的国内第一口长水平段水平井的施工。
2.泡沫钻井液配方及室内评价
2.1泡沫钻井液的配方及性能
在已有研究的基础上，根据深井钻井的要求，选用抑制性好、
携岩能力强的泡沫钻井液配方：1%ac-ⅱ+2%yjb-1井壁稳定保护剂剂+2%稳泡剂wp-1+1%防水锁剂+辅助剂。
泡沫性能见表1。
2.2水平井段携岩实验
利用水平井模拟装置对泡沫体系的携岩能力进行了试验，在环空中加入不同粒径的岩屑，在一定的泡沫质量下，调节注气量，注液量模拟井下循环过程，并收集返出的岩屑，实验结果见表2。
结果表明：不同粒径的砂粒在不同时间内总能全部返出。
粒径越大越易携带，有利于泡沫携岩；颗粒混杂越细小的砂粒容易粘附在器皿壁上，全部返出的时间相对于粗颗粒的要长些。
现场钻进时可通过旋转钻具的方式协助提高泡沫的携岩效果。
3.现场应用
3.1应用情况
（1）氮气泡沫钻井液技术在dp14井常规井眼的应用情况
该井三开水平段于2009年4月6日开始使用φ215.9mm的pdc 钻头采用氮气泡沫试钻进，按照施工参数：氮气排量80m3/min，泡沫基液排量5l/s进行循环，循环正常后开始钻进。
泡沫钻井液性能：发泡体积420～450ml，半衰期：25～30min，井底当量密度0.20g/cm3，表明泡沫钻井液性能较好地满足了水平井的携岩要求，达到了钻进过程的欠平衡钻进，自井深3345m开始实现钻进过程持续点火。
本井于2009年5月3日钻进至井深采4147.03m结束水平段钻进。
总进尺1247.88m，平均机械钻速5.86m/h。
（2）氮气泡沫钻井液技术在dp22井常规井眼的应用情况
该井三开水平段采用氮气泡沫钻井液技术于2009年10月9日开始使用φ215.9mm的pdc钻头试钻进，按照施工参数：氮气排量80m3/min，泡沫基液排量4l/s进行循环，循环正常后开始钻进。
钻进过程中，钻压控制在10～40kn以内，钻进正常，接单根正常，返砂效果良好，泡沫钻井液性能：发泡体积400～450ml，半衰期：30～40min，井底当量密度0.21g/cm3，充分表明泡沫钻井液性能较好地满足了水平井的携岩要求，钻进过程中实现后效点火，实现了钻进过程的欠平衡钻进。
本井于2009年11月11日钻进至井深采4442m结束，水平段总进尺1500m，平均机械钻速10.26m/h，创出该项技术水平井水平段最大施工纪录。
（3）氮气泡沫钻井液技术在dp19井小井眼的应用情况
该井于2009年9月5日自井深2693.42m开始使用φ152.4mm的钻头进行钻进。
采用的钻进参数：钻压2～3t，螺杆转速35rpm，注气量50～60m3/min，液量3～5l/s。
泡沫返出正常，携岩正常，随着井深增加、水平段增长及时补充发泡剂、井壁稳定保护剂等材料用量，控制泡沫钻井液的性能（发泡体积不低于400ml，半衰期在20min以上），较好地满足了钻井要求，成功地于10月8日钻至设计井深3893.42m，国内采用该项技术首次完成小井眼水平段长1200m的钻井施工。
4 结论与建议
（1）采用的氮气泡沫钻井液配方及工艺技术，有效地满足了水平井的携岩要求，机械钻速提高明显。
（2）该项技术有利于低压低渗储层的保护和发现，钻进过程中实现的井底当量密度较低，起钻前采用吹干井眼法，使井底压力更低，既减少了液体对储层的侵入和浸泡，又有利于发现和评价储层，也为此类储层的勘探开发提供了有效技术手段。
（3）随着水平段的增长，在钻井过程中应严格执行短起下措施，特别是在钻速较快的井段尤为重要，这样有利于消除岩屑床，保证井下安全。
建议控制钻速不超过10m/h。
参考文献
[1] 杨景利，薛玉志，张斌，等. 分1井大井眼空气可循环泡沫钻井液技术[j]. 钻井液与完井液，2007，24（增刊）：86-88
[2] 王俊涛，杨景利.川东北地区泡沫钻井井壁稳定技术[j]. 钻井液与完井液，2011，28（1）：5-7。
