集成超低渗透与屏蔽暂堵优势的新型钻井完井液

超低渗透钻井完井液缺乏架桥的刚性粒子,形成的滤饼强度值低,在裂缝宽度大于50 μm时,滤饼强度不足5 MPa,且返排恢复率低,对裂缝性储层的保护具有一定局限性.选取四川盆地致密砂岩岩心,开展了集成超低渗透与屏蔽暂堵优势的钻井完井液保护裂缝性储层能力的实验评价.结果表明,在3.5 MPa正压差下,该钻井完井液对500 μm以内不同宽度级别的裂缝均有很好的封堵效果,且滤饼强度均可承受15 MPa的压差,返排恢复率也有所提高,特别是酸洗后返排恢复率在80%以上.该钻井完井液充分利用超低渗透钻井液动态降滤失剂的降滤失性和较宽的封堵范围,并具有屏蔽暂堵技术的高强度、高返排恢复率的优点,拓展了利用固相颗粒保护裂缝性储层的能力.     

川中地区保护裂缝性致密砂岩储层屏蔽暂堵技术室内研究

川中地区上三叠系致密砂岩气藏,粘土矿物含量高达15%,平均孔隙度为4.2%,平均渗透率为0.05×10-3μm2,其中50%的喉道半径在0.25μm以下,微裂缝一定程度发育,漏失严重,钻井液的侵入往往对储层造成不可挽救的永久损害,致使气藏开发效率极低。通过对气藏地质特征的深刻认识以及对原钻井液进行粒度分析、暂堵效果评价,提出原工作液粒径主要分布在60~110μm之间,粗颗粒含量已能达到屏蔽暂堵的要求,但是细颗粒和堵裂缝的纤维状粒子不够,因此形成的屏蔽环致密程度不够、渗透率高。对原钻井液进行了改性,加入了适当的架桥粒子、填充粒子以及变形粒子。评价实验结果表明,改性钻井完井液的自然返排恢复率可达89.02%,形成的屏蔽环能承受15 MPa以上的返排压差,因此能有效保护好储层。指出,采取对原钻井液改性来使其达到保护储层的要求的方法,可有效节约作业成本。     

渤中某区块太古界潜山裂缝性变质岩储层钻井液损害分析

中国渤海湾盆地广泛分布裂缝性致密变质岩油气藏。与常规储层相比，致密变质岩储层具有黏土矿物丰富、溶蚀孔隙及微裂缝发育、非均质性强等特点，钻井液漏失容易诱发储层损害，堵塞孔喉，降低储层渗流能力，阻碍油气井稳产。文中以渤中某区块太古界变质岩岩样为例，开展了钻井液动态损害实验和滤饼承压实验，明确了钻井液的动态损害程度和滤饼承压能力；基于扫描电镜，分析了敏感性矿物的类型和钻井液固相颗粒的赋存特征。实验结果表明：岩样气测渗透率越大，钻井液滤失量越大，返排突破压力越小，最大返排恢复率越大，最大返排恢复率对应的压差越小；钻井液对于200μm及以下宽度的裂缝能够完全封堵，对于200μm以上宽度的裂缝则不能够进行有效封堵，随着裂缝宽度的增加，滤饼的承压能力降低，并且钻井液侵入裂缝内的固相含量增大。研究区黏土矿物以丝片状和丝缕状伊利石、伊/蒙混层及钠长石为主，钻井液滤液的长期浸泡导致黏土矿物水化膨胀，堵塞粒内溶蚀孔隙，封堵储层孔喉。     

川西裂缝气藏储层保护研究新进展

川西深层致密砂岩储层裂缝具有形态各异、尺度分布广等特点,其井下缝宽难以准确预测。在孔隙性储层中推广的屏蔽暂堵和无渗透技术,由于存在封堵尺寸小、屏蔽强度有限、压力返排率低的局限性,在裂缝性储层中运用就效果差。通过对裂缝工程与地质特征的描述,确立了“保护裂缝为主、兼顾基块”原则,提出了针对裂缝性储层采用高酸溶性、高效、高抗压,快速防漏堵漏保护思路,研制了针对1 mm以下缝宽的防漏钻井液和5 mm以下缝宽的堵漏浆配方。现场应用表明堵漏一次成功率高,抗压强度可达10 MPa,压力返排渗透率恢复速度快,储层保护效果好。     

裂缝性储层渗透率返排恢复率的影响因素

在裂缝性低渗透储层钻井完井过程中,工作液滤液及固相侵入会对储层造成损害。采用屏蔽暂堵技术形成致密封堵层,可对储层进行有效保护,而渗透率返排恢复率是衡量屏蔽暂堵技术质量的重要指标。使用同一工作液并调整其粒度分布,分别对低渗砂岩裂缝岩样进行了封堵层形成与返排试验,探讨了工作液粒度分布及压力梯度对返排恢复率的影响。试验表明,随着压力梯度增大,返排恢复率呈先增大后减小的趋势。固相粒度与缝宽最优匹配原则不是固定不变的,而是受缝面微凸体高度与缝宽比值的影响。固相侵入浅,返排恢复率高;固相侵入深,返排恢复率低。对于水力学宽度为20~70 μm的细砂岩裂缝岩样,最优返排压力梯度为7.8~24.2 MPa/m,最优匹配原则为1/3~2/3架桥,且接近于2/3架桥。裂缝性储层返排过程中存在最优返排压力梯度,固相粒度与缝宽匹配程度直接影响固相侵入深度,进而影响渗透率的返排恢复程度。      

裂缝性油藏屏蔽暂堵方法

在钻井过程中,钻井液中的固相和液相沿裂缝侵入储层,造成储层渗透率损害。介绍了裂缝性油藏屏蔽暂堵方法,并对该方法的可行性和重复性进行了评价。结果表明,该屏蔽暂堵方法对裂缝宽度为1mm的油藏是切实可行的,试验数据重复性好。对其它裂缝宽度油藏的屏蔽暂堵方法还需要进一步研究。     

苏北边城地区储层屏蔽暂堵技术及应用

针对苏北边城地区低压低中渗储层的地质特征及油气层损害机理，储层孔隙喉道尺寸及温度情况，研究实施保护该储层的屏蔽暂堵技术。在优选的改性正电胶钻井液中加入暂堵剂后，在很短时间内形成薄而致密的滤饼，最大限度地对地层进行封堵，提高井壁承压能力，阻止滤液和固相进一步向地层侵入，保护油气层，而且能与体系很好地配伍。实验表明，ZD和EP系列暂堵剂在该地区具有很好的暂堵效果，暂堵率达99%，压力返排解堵率可达85%，酸化返排也具有90%以上的恢复率，可以对储层采用酸洗或酸化作业。     

裂缝性碳酸盐岩油气藏保护方法

裂缝性碳酸盐岩油气藏的主要伤害因素是滤液侵入和固相颗粒堵塞、应力敏感和裂缝滞后损害。在储层条件下,当裂缝宽度小于10 μm时,采用常规的屏蔽暂堵技术并减小水锁损害;当裂缝宽度在10μm以上时,采用纤维状暂堵剂 颗粒状暂堵剂 油溶性暂堵剂复配的暂堵技术。如果发生地层漏失,除考虑采用欠平衡钻井技术外,还应该考虑:①钻井液及其滤液与地层岩石和地层水具有良好的配伍性;②解决裂缝性储层的应力敏感问题。在裂缝性碳酸盐岩油气藏的钻探及开发过程中,必须使有效应力在一定范围内变化,以免引起裂缝滞后损害。     

海坨地区裂缝性储层保护技术

海坨地区部分储层裂缝发育,且多为高角度缝、垂直裂缝,裂缝宽度约为0．3 mm,地层中裂缝的开度分布范围广,很难采用常规的屏蔽暂堵技术开展储层保护。为此,优选了纤维封堵剂和复合封堵剂,在对渗透率影响较大的孔喉处形成架桥;确定了屏蔽暂堵钻井液配方,辅以粒度适宜的充填粒子和可变形粒子进一步封堵,最终形成致密的暂堵带。通过暂堵强度和反排解堵效果评价实验证明,该技术对于海坨地区的裂缝性储层具有很好的保护作用。     

稠油油藏钻井液储层保护技术

稠油油藏具有高孔高渗的地质特征,钻井过程中因钻井液滤失极易带来严重的储层伤害问题。认清储层孔隙结构特征设计合理的保护储层的钻井液体系是稠油油藏高效开发的前提。原钻井液室内实验研究结果表明,该钻井液存在滤饼形成不好,渗透率返排效果较差的缺点。针对钻井液储层损害特征,设计了保护储层的屏蔽暂堵钻井液体系,室内实验结果保护效果良好,钻井液污染岩心后泥滤饼在很短时间就可以形成,暂堵率在较短的时间就能达到99％,渗透率返排恢复率值可达到90％以上。该技术为设计具有高效封堵效率及高返排恢复率的储层保护钻井液液体系提供了依据。     

暂堵剂图解优化新方法在钻井液设计中的应用

为使钻井完井液在井壁上形成超低渗透的泥饼,需要依据暂堵剂粒径与储层孔隙尺寸之间的匹配关系,寻找一种科学、合理的暂堵剂优选方法。国内外普遍采用的"1/3架桥规则"和屏蔽暂堵方法主要依据储层的平均孔喉直径优选暂堵剂的颗粒尺寸,这对均质储层较为有效,但难以有效封堵非均质储层中较大尺寸的孔喉。在研究连续颗粒堆积效率最大值原理、理想充填理论和d90规则的基础上,提出了一种暂堵剂颗粒图解优化的新方法,研发的配套软件能够快速、准确地根据储层孔喉尺寸的分布对具有不同粒径分布的暂堵剂产品按一定比例进行合理的复配组合,得到最优的粒径分布,指导钻井液的暂堵优化设计。现场应用表明,利用该方法优选出的复配暂堵剂钻井完井液能有效形成致密泥饼,封堵非均质储层中不同粒径的孔喉,有效阻止钻井液中固相颗粒和滤液侵入油气层。与传统方法相比,对储层岩样的侵入深度较浅(<2 cm),具有更高的岩心渗透率恢复率(>83%)与更低的突破压力梯度(1.05 MPa/m),储层保护效果显著。     

纤维强化凝胶合成与性能评价

暂堵材料的性能很大程度上决定了暂堵转向改造效果的好坏,而常规暂堵材料往往不能满足超深、超高温、超高压、亏空储层施工需要。针对上述问题,以耐温达到160 ℃、强度高于30 MPa、破胶时间达到10 h为目标,提出将温敏凝胶和全可降解纤维合成纤维强化凝胶。其技术原理是,温敏凝胶的化学网状结构和纤维的物理网状结构协同形成了三维复合网状骨架,大幅提高了暂堵材料的强度,对纤维强化凝胶进行性能评价。结果表明,在80～100 ℃下,纤维强化凝胶的成胶时间可控制在5～26 min;暂堵时间也大幅提高,160 ℃下近10 h才完全破胶;实验2 mm缝宽条件下,承压能力超过30 MPa,且缝宽越大承压能力越高,6 mm缝宽下承压能力可达到40 MPa,适合“三超”亏空储层暂堵转向改造,能够满足现场施工需要。      

致密储层缝内暂堵转向压裂工艺技术

随着油气田勘探开发的不断深入,非常规致密油气藏已经成为油田增储上产的主要研究对象,该类型储层渗透率低(＜0.1×10?3 μm2)、两向应力差值大(＞10 MPa),单纯依靠大排量、大液量改造以形成缝网的难度较大,需通过缝内暂堵转向压裂技术进一步增大净压力,提高裂缝复杂程度。暂堵剂类型的优选和用量设计是决定复杂缝网形成的关键,进而影响压裂井的改造效果。优选水基温控溶解型暂堵剂,综合考虑了暂堵剂封堵厚度、动态裂缝高度、微裂缝条数及宽度等参数,形成了暂堵剂用量设计方法。现场共计应用了11口井37层,其中28层投放暂堵剂后等排量下压力上涨0.5~7.0 MPa,有效率达到75.7%,实现了缝内暂堵转向造缝网的目的,为后期致密储层改造提供了理论依据,实现了致密油气藏的有效动用。     

车西洼陷低渗透储层孔隙结构特征及物性

根据岩心观察描述、铸体薄片、岩心分析化验等资料,研究了车西洼陷沙四上亚段低渗透储层孔隙结构特征,探讨了影响低渗透储层物性的主要因素。研究结果表明研究区沙四上亚段储层岩性以细砂岩和粉砂岩为主,平均孔隙度为14.3%,平均渗透率为13.2×10-3μm2,以低渗透砂岩储层为特征,储集空间以粒间溶孔、粒内溶孔和微裂缝为主,储层孔喉半径一般小于6μm。当孔喉半径小于0.24μm,渗透率小于0.4×10-3μm2,排替压力大于1 MPa时,储层含油气性变差。影响沙四上亚段储层物性的主要因素包括孔喉半径、沉积物颗粒大小、溶蚀孔隙和微裂缝的发育情况,以及泥质质量分数和碳酸盐岩质量分数。孔喉半径大的储层沉积物颗粒相对较粗,储层物性相对较好。溶蚀孔隙主要发育在2 000～2 600 m和3 000～3 700 m,溶蚀孔隙的发育能有效改善储层物性。微裂缝主要发育在断裂带附近,可提高储层渗透率5.4～220.1倍。泥质质量分数和碳酸盐岩质量分数的增加使孔隙度减少3%～5%。     

一种非渗透钻井完井液对裂缝性储层保护能力实验评价

非渗透钻井完井液是近年发展起来的一项新技术,以往主要采用砂床试验来研究其对孔隙性储层的保护能力,尚未涉及到对不同宽度级别裂缝的保护。文章选取四川盆地致密砂岩岩心,人工造出不同宽度级别的裂缝,用非渗透钻井完井液开展高温高压动态损害实验,主要评价其对裂缝的暂堵能力、滤饼强度和返排恢复率。研究表明,3．5MPa正压差下非渗透钻井完井液对400μm以内不同宽度级别的裂缝有很好的封堵效果,能够在1～5min内形成暂堵率为99．999％的滤饼,60min内累积滤失量均小于1ml;返排恢复率多在40％以下,并且观察到非渗透钻井完井液沿裂缝侵入较深,有时可以贯穿裂缝;对于宽度大于50μm裂缝,所形成的滤饼强度小于5MPa,很容易在井筒液柱压力发生变化时被破坏,导致钻井完井液进一步侵入和滤饼重复形成,这会影响中途测试和井壁稳定,对裸眼完成的井需采取滤饼清除措施来解除近井带损害。     

油藏中饱和度-电阻率分布规律研究——深入分析低电阻油层基本成因

用毛细管理论为与岩电实验理论对各油田大量油藏进行实例统计，分析了较好储集层中油藏的饱和度－电阻率分布规律，得知其控制因素为油，水密度差，自由水平面之上高度和储集层的孔隙结构，据此深入分析了渤海湾地区中，浅层形成低电阻油层的主要背景条件。近些年该区所复查与勘探的低电阻油层大多属于油，水密度较差小（0.1-0.15g/cm^3)，幅度较低（10-20m，甚至小于10m)的油藏；其含油饱和度较低（50％－60％），好砂岩油层电阻率比值（与相邻水层比较）为4－6．3；此时，由于钻井液侵入，孔隙结构差，粘土附加导电等因素，就釜形成低电阻油层，在淡水钻井液条件下如果用侧向测井，将使油，水层差别更，这一研究将为低电阻油层的分布预测提供依据。图2表3参10（欧阳健摘）。     

缝洞型碳酸盐岩储层暂堵性堵漏配方研究

暂堵性堵漏是针对缝洞型储层漏失控制提出的新技术,具有堵漏剂粒度分布广、固相粒子架桥快速、形成的封堵层致密并可以双向承压等特点。人工制成了缝宽为150 μm的缝洞岩样,在暂堵性堵漏机理的基础上,优选了封堵150 μm缝宽裂缝的暂堵性堵漏材料,进行了"架桥粒子粒径"、"架桥粒子加量"和"变形粒子加量"的3因素3水平正交试验。试验结果表明,架桥粒子与裂缝宽度匹配关系为1∶1、架桥粒子体积分数为2.0%、变形粒子体积分数为1.5%是最佳复配组合。用端面为缝和端面为洞两类缝宽150 μm的缝洞人工岩样,进行了动态损害评价试验和酸溶解除滤饼试验。试验结果表明,优化配方均在3 min内形成暂堵率达99.999 9%的滤饼,其承压能力至少为12 MPa,自然返排恢复率大于65%,酸溶助排恢复率达85%以上,较好地实现了暂堵性堵漏目的。      

钻井液屏蔽暂堵层强度的确定模拟实验研究

钻井液屏蔽暂堵层强度的确定是钻井工程设计中的关键内容之一，它为设计井身结构、钻井液密度、钻井液类型与屏蔽暂堵材料选择等提供科学依据。选取具代表性的岩心，利用高温高压动态损害评价仪和RTR—100三轴岩石力学测试系统，模拟不同钻井液在实际钻井过程中形成暂堵层，定量测定了钻井液屏蔽暂堵层的强度。这种测试系统具有快速、精确、工作压力高的特点，为今后暂堵层强度测定提供了一种新思路。实验结果表明，油基钻井液体系形成的暂堵层强度小于水基钻井液；对于同一种钻井液，高渗透岩心的暂堵层强度小于低渗透岩心。最后通过对实验结果的分析，认为钻井液中的暂堵颗粒粒径分布必需与储层主流喉道半径相匹配，才能获得更致密的暂堵层；为了更好地保护储层，建议钻井正压差应尽量小于室内测定的钻井液暂堵层强度。     

川东北裂缝性碳酸盐岩气层钻井完井保护技术

为实现高酸性裂缝性碳酸盐岩气藏的安全钻井和气层的及时发现,以四川盆地川东北探区碳酸盐岩储层为研究对象,开展了钻井完井随钻暂堵堵漏及储层保护技术的研究.现场资料、X衍射及SEM分析表明,研究区H2S与CO2体积分数高,敏感矿物发育,井漏等钻井安全事故频发,储层损害十分严重,影响了探区天然气勘探开发的进程.针对储层及钻井安...