屏蔽式暂堵保护油气层技术

1.屏蔽式暂堵技术的机理 屏蔽式暂堵技术是利用油气层被钻开时,钻井液液柱压力与油气层压力之间形成的压差,迫使钻井液中人为加入的各种类型和尺寸的固相粒子进入油气层孔喉,在井壁附近快速、浅层、有效地形成一个损害堵塞带。此损害堵塞带能有效地阻止钻井液、水泥浆中的固相和滤液继续浸入油气层。对于射孔完井来讲,由于损害带很薄,通过射孔解堵,可以解决堵塞带对地层渗透率的影响。     

钻井液用GPJ系列广谱暂堵剂的研制

在使用屏蔽暂堵技术保护油气层时，只有当所用的暂堵剂粒径与油气层的孔喉直径严格匹配时，才能形成高质量的屏蔽暂堵环，但在实际应用过程中，很难做到“严格匹配”。开发出了一种钻井液用新型广谱暂堵剂GPJ系列产品。该暂堵剂不用与地层孔径进行匹配，只需根据地层温度选择产品型号。新型GPJ系列广谱暂堵剂可通过其软化、变形及静电吸附作用快速地在近井壁处形成一层韧性强、渗透性低的“油膜”暂堵屏障，最大限度地阻止钻井液中的固相和液相侵入油气层。其暂堵效果对地层孔径的依赖性小，对孔径范围为3～33μn、的岩心的封堵率高于92％，暂堵深度约为3．5mm，而且暂堵层抗压强度高，返排解堵效果好。     

广谱型屏蔽暂堵保护油层技术在大港油田的应用

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层段需要的暂堵剂粒子直径,使得屏蔽暂堵理论更具科学性.大港油田钻井泥浆技术服务公司依据该理论,在室内完成了系统的油层保护效果评价实验和油层保护添加剂与井浆的配伍性实验.室内实验表明:广谱型屏蔽暂堵剂能在较短时间内有效地封堵地层孔隙喉道,形成高强度保护带,对油气层具有良好的保护效果;暂堵深度较浅,满足射孔解堵要求;暂堵剂与井浆配伍性强,现场易于维护处理.在港东、段六拨和枣81×1三个区块的现场试验证明:适用于渗透性好而不均质的砂岩油藏,暂堵剂对钻井液性能基本无不良影响,提高钻井液抑制性,且对钻井液润滑性能有一定程度的改善,减少了复杂事故,缩短了油层浸泡时间.广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术的成功实施,会大大减少完井后期作业量,提高油井的产量.     

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。     

中原油田保护油气层钻井液技术

研究钻井过程中钻井液保护油气层技术、是保证油气上产的重要措施。阐述油气层的损害机理，并根据中原油田的地层特点，通过合理确定钻井液密度、搞好固控、控制起下钻速度等措施实现无损害油气层作业；同时，通过室内试验和现场实践，根据各区块的特点，优选钻井液体系，并采用屏蔽暂堵技术、复合暂堵技术来巩固保护油气层效果，取得良好的社会经济效益。     

潜山储层损害因素分析及钻井液技术对策探讨——以渤中28-1、涠洲6-1油田及锦州25-1S油气田为例

潜山储层和上覆沉积层砂岩储层特性明显不同,因此其损害机理有较大差异。在分析我国近海3个潜山油(气)田储层基本特征的基础上,对潜山储层的潜在损害因素进行了分析,探讨了保护潜山储层的钻井液技术思路和对策。针对潜山储层容易漏失的特点,通过实验对常规屏蔽暂堵技术进行了改进,优选出适用于潜山储层低压差钻进的低固相低压差屏蔽暂堵钻井液。根据潜山储层特征及完井方式,可选择使用无固相无封堵钻井液体系、无粘土弱凝胶钻井液体系和低固相低压差屏蔽暂堵钻井液体系。     

广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术的探讨

采用广谱型屏蔽暂堵保护油气层钻井液技术。可以解决中高渗透率油气层和不均质储层的油气层保护技术难题，复配使用多种粒径的架桥粒子和多种粒径的充填粒子，有效封堵不均质油气层流动孔喉，在近井壁带形成渗透率接近零的屏蔽暂堵层，可以阻止钻井液固相和滤液侵入油气层，减少钻井液对油气层的损害。该技术要点为依据油气层流动孔喉直径变化规律。d流动50，dmax确定多种暂堵粒子的直径，按1/2-2/3储层的d流动50选择架桥粒子的d50。而且架桥粒子的d90应力1/2-2/3储层的dmax，其加量大于4%；按1/4储层的d流动50选择充填粒子的d50。其加量大于1.5%。可变形粒子加量为2%，其软化点高于油气层井下温度10-50℃。     

雷公油田打调整井过程中油层保护技术

针对雷公油田打调整井过程中地层损害的问题,分析了该区常用钻井液造成地层损害的原因,提出用屏蔽暂堵技术改造钻井液,即在原钻井液中加入QS-2和FT-1分别做架桥粒子和填充软粒子。经室内试验和现场10口井应用表明,改造后的钻井液体系与钻井工艺相容性好,易在近井壁形成致密的屏蔽带,起到保护油气层的作用。     

保护裂缝性碳酸盐岩油气藏的方法

伤害裂缝性炭酸盐岩油气藏的主要因素是固相颗粒堵塞、应力敏感和裂缝滞后损害。这时保护油气层的技术思路是：在储层条件下,当裂缝宽度小于１０ｌｍ时,采用常规泊屏蔽暂堵并减小锁损害;当裂缝宽度介于１０ｌｍ和１．０ｍｍ之间时,采用纤维状暂堵剂和颗粒状暂堵剂及油溶性暂堵剂复配的暂堵技术;当裂缝宽度大于１．０ｍｍ时,应使钻井液及其滤液与地层岩石和地层水配伍并解决应力敏感问题。     

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。     

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。     

压差的连续改变对钻井液储层损害程度的影响

在钻遇多压力系统地层和易坍塌地层时，需要适时调整钻井液密度以保证安全钻进，但因此会导致钻井压差发生连续改变，对储层造成损害。利用高温高压动态损害评价仪模拟钻井过程，评价了压差的连续改变对储层的损害程度，利用实验结果优化钻井设计，将钻井过程中的储层损害尽量降低。实验结果表明，相对于单一压差条件下，压差的连续改变导致对储层的损害程度增加；同种钻井液，压差的连续改变对高渗透岩心的影响大干低渗透岩心。通过分析，认为屏蔽暂堵层的质量至关重要，暂堵层质量越差，压差的改变对储层损害程度的影响越大。所以在钻井过程中要尽量避免压差的连续改变，在不得已的情况下应根据储层孔喉分布优化钻井液中的暂堵颗粒粒径，提高暂堵层质量，保护储层。     

中原油田钻井完井液屏蔽暂堵保护储层技术

分析了中原油田储层损害的主要因素,有针对性地进行了油气层保护的研究。室内研究和现场应用效果表明,通过对钻井液进行屏蔽暂堵技术的改进,钻井液能够在很短的时间内在井壁附近内形成一个致密的屏蔽堵塞环,阻止有害的固相和液体进入产层内部,防止钻井液完井液对地层造成伤害。渗透率得到了提高,投产70d内比邻井产量有明显增加,且能有效保护油气层,为中原油田的勘探开发增储上产提供了保证。     

钻井液快速封堵油层保护技术

华北油田在屏蔽暂堵技术基础上开发出了适用于砂岩油藏完井作业的快速封堵保护油层钻井液技术.该项技术的特点是封堵带薄且致密,渗透率趋于0,封堵深度小于1 cm,在一定负压差下不能反排解堵,易被射穿,在开采时通过射孔实现储层与井筒连通良好的目标.快速封堵保护油层钻井液技术可根据不同地区砂岩储层的特点和潜在损害因素,有针对性地研制油层保护剂,而且不用考虑油层保护材料的油溶性、酸溶性或水溶性,凡是能够起到快速封堵效果的材料,也包括钻井液中的处理剂均可考虑作为封堵材料.由于钻井液处理剂的引入,使快速封堵型油层保护剂既与现场钻井液有良好的配伍性,又同时发挥了钻井液处理剂的功效,走出了单一采用粒径匹配的固相颗粒进行封堵的思路,使封堵层更加致密,油层保护效果更佳.该项技术在二连油田231口开发井中进行了应用,完善井层百分率由37%提高到85%以上,储层严重损害百分率由36%降低到3.75%.     

屏蔽暂堵技术中暂堵剂粒径的优化选择

保护油层的屏蔽暂堵技术在现场上已广泛应用，但由于暂堵剂粒径不合理等因素的影响，经常达不到预期效果。室内及现场实验研究表明，暂堵剂粒径与地层平均孔喉直径最合理的匹配关系为2：3～1：1，在这些范围内钻井液、完井液滤失量小，屏蔽层形成快、稳定，渗透率低。在使用屏蔽暂堵技术时，首先要分析出储层的平均孔隙直径，然后选择与Z匹配的固相颗粒。临南油田现场实验证明，该项研究具有较高的推广使用价值。屏蔽暂堵技术中暂堵剂粒径的优化选择     

川东北地区复合型储层保护技术研究

川东北地区海相储层多属低孔低渗、低孔致密型碳酸盐岩储层,存在地层温度高、压力高、高含硫化氢等难点,储层保护难度大。通过对非渗透处理剂、暂堵剂及复合储保剂相关参数的优选,结合压力返排解堵、酸化解堵等实验评价,形成了适合于川东北地区的"非渗透+暂堵"复合型储层保护技术。复合金属离子聚磺钻井液体系配合非渗透处理剂、屏蔽暂堵剂对储层进行封堵,形成屏蔽层,可阻止后续滤液和固相颗粒污染储层。实验结果表明,该复合储保剂具有良好的暂堵效果,其暂堵率达99%以上,压力返排解堵率达80%以上。复合型储层保护技术在川东北地区马1井、金溪1井现场应用后,储层表皮污染系数很低,起到了保护储层的作用。     

双层结构协同增效保护油气层技术及其室内实验评价

针对屏蔽暂堵保护油气层技术存在的问题,提出了双层结构协同增效保护油气层技术,即通过镶嵌屏蔽剂与膜屏蔽剂复配使用,在封堵较大孔隙或微裂缝基础上形成有效聚合物胶束屏蔽膜,从而有效降低钻井液侵入地层。室内实验评价表明:镶嵌屏蔽剂与膜屏蔽剂的复配使用可产生较好的协同增效保护油气层作用,对钻井液流变性影响不大,具有降滤失作用明显、渗透率封堵率高、封堵强度大、易返排等特点。     

钻井液侵入对储层电性物性影响实验研究

在正压差钻井过程中,钻井液中的固相颗粒和液相不可避免地侵入地层,改变井筒附近储层流体分布的原始状态,并可能导致地层损害。目前吐哈油田在钻井过程中广泛使用屏蔽式暂堵技术,即在钻井液中加入各种充填颗粒,在近井壁带形成一个防止滤液侵入的暂堵带或屏蔽环,从而达到保护储层的目的,但这种钻井液侵入油层后引起的电性,物性变化以及泥浆侵入深度和地层损害程度等关系一直是悬而未决的问题。     

适合鄯善油田J2S储层保护的钻井完井液

从鄯善油田Ｊ２Ｓ储层特性出发，评价了该油田实际使用的原有钻井液对储层的损害。通过分析这种钻井液中固相粒子大小，分布与储层孔喉大小，分布的配伍性，利用屏蔽暂堵技术将这种钻井液改造为适合鄯善油田Ｊ２Ｓ储层保护的钻井完井液。     

国外保护油气层技术新进展--关于暂堵机理和方法的研究

针对近年来国外在钻井液、完井液中通过加入暂堵剂对储层进行有效保护的研究进展进行了综述，重点介绍了实施暂堵的原理和一些新的方法，即（1）碱溶性微米级纤维素暂堵技术，这种暂堵剂能够对井壁进行快速封堵，减少钻井液中的固相和滤液侵入储层；（2）固相颗粒多组分滤失模型，利用该模型，可分别预测储层岩心受钻井液污染和反排后的损害深度及对渗透率的损害程度，又可用于对钻井液中固相的粒度分布状况进行优化设计，减轻固相对储层的损害；（3）反排时泥饼的清除机理，用初始流动压力的数学模型计算，初始流动压力随渗透率下降而增大，并随损害深度增加而增大，同时初始流动压力与反排速度呈线形增长的关系；（4）孔喉网络模型，可用于模拟微粒运移、沉积及发生堵塞的过程，并可优选暂堵剂尺寸，虽天然的多孔介质并不具有规则的结构，但可通过一个网络结构代替；（5）高渗储层暂堵技术，高渗储层的主要损害因素是固相侵入，因此需使用暂堵剂来形成低渗透泥饼，以防止固相和滤液进一步侵入。总之，油气层保护技术还需要进一步向前发展。