第六章 保护油气层的钻井液完井液技术
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第六章完井过程中的保护油气层技术第一节射孔完井的保护油气层技术(2)钻井伤害带如果能射穿钻井伤害区,则钻井伤害程度对产能比的影响不严重;若无法射穿伤害区,则钻井伤害程度的影响将非常严重。
提高产能的办法是钻井过程中使用优质钻井液控制伤害深度,使用深穿透射孔弹射穿伤害带。
(二)射孔参数不合理或油气层打开程度不完善等对油气层的损害1、孔隙性油藏(1)孔深、孔密的影响油井产能比随着孔深、孔密的增加而增加,但提高幅度逐渐减少,即靠增加孔深、孔密提高产能应该有一个限度。
从经济角度讲,孔深在达到800mm以前,孔密在达到24孔/m/以前,增加孔深、孔密的效果比较明显。
目前我国射孔弹穿透砂岩深度在450mm左右,孔密也多在16孔/m 或20/m,发展深穿透射孔弹和高孔密射孔工艺,仍有很大的潜力。
当然,在实践中应综合考虑成本、对套管破坏、工艺和井下情况等约束性条件,科学地选择孔深和孔密。
从图还可以看出,孔深穿过地层伤害区后,产能比有明显上升,故应尽量控制钻井液伤害深度,如采用泥浆屏蔽暂堵技术等。
在各向异性不严重时,(0.5≤Kh /Kv≤1.0),若无法穿透伤害区,则孔深比孔密更重要,如图所示。
此时宜采用深穿透、中等孔密(12孔/m左右)。
若地层伤害区浅可以保证穿透,则孔密比孔深更重要,此时应采用高孔密(22孔/m以上)。
在各向异性严重时(kh /kv<0.5),高孔密的效果非常明显。
无论能否穿透伤害区,都应采用高孔密(20孔/m以上),如图6-17所示。
(2)布孔相位角的影响在各向异性不严重时,(0.7≤Kh /Kv≤1.0),依产能比从高到低的顺序,相位角依次为90º、120º、60º、45º、180º、0º;在各向异性中等时(0.3<kh /kv<0.7),产能最高的为120º相位,0º相位最差;在各向异性严重时,(Kh /Kv≤0.2),按产能比高低依次为180º、120º、90º、60º、45º、0º。
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。
保护油气层的钻完井液技术方案钻井与完井的最终目的在于钻开储层并形成油气流动的通道,建立油气井的良好的生产关系。
油气层损害将极大地影响油气井的产能。
主要表现为油气层渗透率的降低。
在钻完井过程中通过在钻完井液方面来减少对油气层的伤害,提高油气井的产量。
渤海油田已开发多年,随着开发的不断深入,油田各主力区块的储层物性及温度压力系统发生了变化,因此针对储层特性,进行钻井液油层保护现场实施性能优化研究,制定适合各区块开发井储层特性的钻井液油层保护现场实施技术措施。
针对国内外钻完井液技术特点,我们开发了CBF成膜封堵钻井液技术,CBF 成膜封堵钻井液技术是将超低渗透钻井液技术与广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术进行有机融合,是根据储层孔喉分布特点,选择适当粒径的油气层保护添加剂,调整钻井液的固相粒度分布,使之与油气层孔喉直径分布相符,实现有效暂堵。
同时利用成膜剂的膜结构特性,即参与油层孔喉的封堵,又堵塞刚性颗粒间的微孔隙,从而提高了封堵效果。
提高地层承压能力,扩大安全密度窗口,实现近零滤失保护油气层。
一、钻井液方面1.钻井液密度方面:钻油气层的过程中,在平衡地层压力的情况下,尽可能地降低钻井液的密度,控制泥浆密度在设计下限,降低泥浆正向液柱压差,降低固相、液相对储层的损害。
2. 泥浆失水方面:进入油气层之前,保持低的泥浆失水和高温高压失水,加入高效复合降失水剂ZJ-04,使之保持在4ml之内。
3. 井壁质量方面:在改善泥饼质量角度方面加入ZJ-01,来提高泥浆的整体造壁性,维护了良好的井壁质量,提高泥浆抗压强度。
改善压差粘卡情况的发生。
4.固相含量方面:最大限度应用好固控设备,保持泥浆中低的固相含量和搬土含量,降低泥浆中有害固相对储层的损害。
5.抑制和防塌方面:通过加入聚合醇ZJ-02和防塌剂ZJ-01增强泥浆体系的防塌和抑制能力,防之泥岩的水化分散。
且聚和醇具有一定的表面活性,能降低钻井液滤液的滤失量,并增加其抑制性,具有浊点效应,即当温度高于浊点时,吸附在井壁上形成油膜,减少进入储层的侵入量,保护油气层,具有排水作用,它的加入可使地层泥页岩中的水排出,页岩硬度增加,减少对储层的损害。
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。
第六章完井技术第一节油气井的完井方法完井工艺过程:钻开生产层、确定完井井底结构、安装井底(下套管固井或下入筛管)、使井眼与产层连通并安装井口装置等。
一、钻开储集层储集层的两个突出特点:储集有一定压力的油气水;地层孔隙和裂缝比较发育,具有较好的原始渗透率。
对钻开储集层的技术要求:保护油气层,防止钻井液污染;控制油气层,防止不必要的井喷,安全钻开储集层。
1、钻开后储集层储油性质的变化水侵:钻井液中的自由水侵入储层的现象。
泥侵:钻井液中固相物质侵入储层的现象。
(1)水侵对油气层的损害①使储层中的粘土成分膨胀,使油流通道缩小;②破坏孔隙内油流的连续性,使单相流动变为多相流动,增加油流阻力;③产生水锁效应,增加油流阻力;④在地层孔隙中生成沉淀物。
(2)泥侵对油气层的损害①钻井液直接进入较大的储层孔隙,形成堵塞;②形成内泥饼,造成永久性损害;2、钻开后储集层岩石力学性质的变化储集层被钻开之后,打破了原来的力学平衡状态,岩石发生侧向变形,从而对储集层结构造成影响。
对于孔隙较多、较大的砂岩储层,影响不太明显;对于裂缝性储集层,影响明显。
当产生侧向变形时,有些微小裂缝的张开程度明显减小。
使储集层的渗透率降低。
长期的采油生产,使储层内压力下降,砂岩的骨架受力增加,砂岩会被压碎而造成出砂。
3、钻开储集层的方法①采用合理的钻井液体系,避免水侵和泥侵的危害;②采用合理的钻井液密度,采用平衡或欠平衡压力钻井;③采用良好的井身结构,减少储集层浸泡时间;④在其他生产环节中也尽量防止污染–使用低失水、低密度水泥浆;–减少试油或其他作业中的关井、压井次数。
二、油气井完井井底结构类型1、对完井的要求(1)最大限度地保护储集层,防止对储集层造成伤害。
(2)减少油气流进入井筒时的流动阻力。
(3)有效地封隔油气水层,防止各层之间的互相干扰。
(4)克服井塌或产层出砂,保障油气井长期稳产,延长井的寿命。
(5)可以实施注水、压裂、酸化等增产措施。