鉆井油氣層保護(hù)工作

2010年魯明公司鉆井油氣層保護(hù)工作初探賀智榮馬克利摘要：鉆井過程中的油氣層傷害主要來至于鉆井液及固井水泥漿中的分散相顆粒堵塞油氣層，鉆井液及固井水泥漿中的濾液與油氣層巖石不配伍引起的損害，以及濾液與儲層流體不配伍引起的損害等三方面。為提高新鉆井的產(chǎn)量及整體開發(fā)效果，減少鉆井過程中的油氣層傷害.2010年魯明公司加大了油氣層保護(hù)技術(shù)研究及投入力度。首先，從專用油層保護(hù)鉆井液體系研究入手，立專項對曲9沙四段的專用油氣層保護(hù)鉆井液進(jìn)行了研究。其次，從專用油層保護(hù)劑優(yōu)選入手，在富林地區(qū)，試用了井壁抗壓穩(wěn)定劑，在濰北油田，依據(jù)昌68塊的特點試用了廣譜“油膜”劑。其次，從減少固井水泥漿傷害入手，在水平井和火成巖油藏中，使用了篩管完井法。最后，還強(qiáng)化現(xiàn)場鉆井監(jiān)督力度，實施了保護(hù)油氣層的鉆井工程技術(shù)。2010年,魯明公司鉆井油氣層保護(hù)的做法和取得的成績，得到了管理局領(lǐng)導(dǎo)的高度肯定，被局勘探開發(fā)監(jiān)理部授予鉆井監(jiān)督管理先進(jìn)單位。關(guān)鍵詞：儲層，傷害，泥漿保護(hù)技術(shù)，減少，配伍，公司一、2010年油氣層保護(hù)工作1、專用油層保護(hù)鉆井液體系研究為解決魯明公司主力油區(qū)的曲堤油田新鉆井低產(chǎn)低效問題，2010年就曲9塊沙四段專用油氣層保護(hù)鉆井液技術(shù)，公司委托鉆井院及泥漿公司進(jìn)行了研究。并于2010年2月完成了《曲9斷塊儲層鉆井液評價及體系優(yōu)選》，于3月份起在現(xiàn)場實施。（1）室內(nèi)評價及實驗表明：①儲層粘土含量高，現(xiàn)場使用的正電膠聚合醇鉆井液對儲層的水敏性傷害是鉆井傷害的主要因素。由表1可以看出曲9塊沙四段粘土礦物含量較高。表1曲9-6塊粘土礦物統(tǒng)計表層系井號粘土礦物組份相對含量（％）粘土礦物含量表伊/蒙層間伊利石高嶺石綠泥石伊/蒙層間比沙四上曲9-X11484.73.77.34.38517.1沙四中曲9-2917118020沙四下曲9-2685225858研究單位對上述巖芯做了抑制性實驗，在正電膠聚合醇鉆井液的作用下，儲層中的粘土發(fā)生了膨脹。如圖1所示，在正電膠聚合醇鉆井液的濾液作用下，粘土發(fā)生了較大的膨脹。圖1正電膠聚合醇鉆井液的抑制性②現(xiàn)場使用的正電膠聚合醇鉆井液的固相粒度級配不合理，是儲層傷害的另一主要因素。如表2所示，是曲9塊沙四段儲層的孔喉統(tǒng)計表。井號孔喉半徑（um）最大平均曲9-X11414.17693.9404曲9-X12499.391921.5787曲9沙四段孔喉特征表2研究單位對正電膠聚合醇鉆井液做了粒度檢測，粒度范圍在0-7.81um。按照固相顆粒與儲層孔喉2/3架橋原理，正電膠聚合醇鉆井液中的固相顆粒對儲層的侵入深度比較大。（2）針對曲9沙四段儲層傷害的特點，研究單位分別配制了成膜強(qiáng)抑制納米封堵鉆井液和kcl聚合醇鉆井液，并在室內(nèi)做了評價實驗。如圖3所示：成膜強(qiáng)抑制納米封堵鉆井液和kcl聚合醇鉆井液對儲層的傷害較小。切割后污染滲透率恢復(fù)值

（3）經(jīng)現(xiàn)場使用，曲9塊沙四段新井投產(chǎn)后，我們發(fā)現(xiàn)效果與室內(nèi)實驗基本相符。如圖4所示表明投產(chǎn)結(jié)果與室內(nèi)實驗結(jié)果基本相符合，其中成膜強(qiáng)抑制鉆井液的效果最好。圖4不同鉆井液的投產(chǎn)效果圖（4）成膜強(qiáng)抑制納米封堵鉆井液的特點。我們對成膜強(qiáng)抑制納米封堵鉆井液和kcl聚合醇鉆井液的室內(nèi)實驗指標(biāo)做了對比，如圖5所示，在切割污染端前，成膜強(qiáng)抑制納米封堵鉆井液的污染滲透率恢復(fù)值最低（24.1%）。圖5在切割污染端前不同鉆井液的滲透率恢復(fù)值如圖3所示，在切割污染端1cm后，成膜強(qiáng)抑制納米封堵鉆井液的污染滲透率恢復(fù)值到達(dá)了90.91%。這說明成膜強(qiáng)抑制納米封堵鉆井液在降低了對儲層內(nèi)部的傷害程度后，于近井壁附近形成了一道致密的非滲透膜（相對）。2、 優(yōu)選專用油層保護(hù)劑（1） 在富林地區(qū)，試用了井壁抗壓穩(wěn)定劑，在保護(hù)油氣層的同時，還有助于提高固井第二界面的質(zhì)量。（2） 在濰北油田，依據(jù)昌68塊的特點試用了廣譜“油膜”劑。3、 減少固井水泥漿污染（1） 在營13塊水平井中應(yīng)用了精密濾沙管完井法；在曲9塊水平井及商747-4井中應(yīng)用了篩管完井法。上述完井方式減少了固井水泥漿對油層的污染。（2） 對于水泥封固段較長的井（高返井），采用了漂珠及粉煤灰固井技術(shù)，因為密度較低，減小了固井水泥漿對油層的傷害。4、 實施保護(hù)油氣的鉆井工程技術(shù)有大量的研究成果和資料表明：鉆井過程中的泥漿性能、泥漿對油層的浸泡時間、泥漿的環(huán)空返速、井眼擴(kuò)大率等工程施工因素對油氣層的保護(hù)有較大地影響。2010年魯明公司加強(qiáng)了對鉆井現(xiàn)場的監(jiān)督力度，由生產(chǎn)管理部組建了自己專業(yè)的鉆井監(jiān)督隊伍，實現(xiàn)了口口井都有駐井監(jiān)督的目標(biāo)。為提高監(jiān)督質(zhì)量及水平，在重點區(qū)域的昌68塊和曲9-6塊，我們還聘請了局勘探開發(fā)監(jiān)理部的鉆井監(jiān)督到現(xiàn)場服務(wù)；在樊142沙三下井網(wǎng)部署會戰(zhàn)期間，我們還聯(lián)合勘探開發(fā)監(jiān)理部成立了樊142塊沙三下監(jiān)督項目組。這些鉆井監(jiān)督在現(xiàn)場，督促井隊實施了有利于油氣層保護(hù)的鉆井工程技術(shù)。（1）依據(jù)地層實際壓力情況，調(diào)整泥漿密度，實施近平衡鉆井一般來說，同一區(qū)塊，同一目的層，在相同的時間內(nèi)所鉆的井，它們的泥漿密度是變化不大的。但2010年3月份在實施《曲9-6斷塊油藏細(xì)分層系開發(fā)調(diào)整方案》中的新井時，有的井用1.52g/cm3泥漿密度才能平衡地層壓力，有的井僅用1.11g/cm3的密度就可完井。經(jīng)過地質(zhì)開發(fā)人員的研究分析：原來曲9-6塊上部的館陶組油層由于壓力下降，原油脫氣，在構(gòu)造高部位形成了一個次生性氣頂；由于距離氣頂?shù)奈恢貌煌蚨畠?nèi)的壓力也不相同。如圖6所示，是曲9-6塊的氣頂分布示意圖。

圖6 曲9-6塊館陶組脫氣層分布范圍圖而在當(dāng)時的情況下，地質(zhì)人員無法給出具體的氣頂邊界位置及壓力值。對此，在確保施工安全的前提下，我們在用安全密度鉆開館陶組后，通過測算油氣上返速度，及時調(diào)整泥漿密度，使整個鉆進(jìn)過程始終在近平衡的條件下進(jìn)行。為曲9塊沙四段專用油氣層保護(hù)鉆井液研究成果的的現(xiàn)場實施，提供了有力的保障！如圖7所示，2010年曲9-6塊新鉆井的泥漿密度（表明井內(nèi)壓力變化比較大）。圖7 2010年曲9-6塊鉆井液密度散點圖（2）執(zhí)行設(shè)計要求，確保泥漿性能達(dá)標(biāo)。鉆井監(jiān)督在現(xiàn)場，督促井隊嚴(yán)格按照設(shè)計要求的泥漿性能指標(biāo)（特別是油層段）施工。2010年，管理局勘探開發(fā)監(jiān)理部對魯明公司的20多口井的泥漿性能進(jìn)行現(xiàn)場檢測，合格率是87%，這一指標(biāo)排在分公司各開發(fā)單位的前列。認(rèn)識與建議認(rèn)識與建議專用油層保護(hù)鉆井液能有效降低對儲層的傷害，是一種行之有效的鉆井油氣層保護(hù)手段。專用油層保護(hù)鉆井液從巖芯分析、油氣分析及測試技術(shù)入手，通過室內(nèi)試驗及儲層傷害的機(jī)理研究，制定出有針對性的泥漿體系（或方案）它在鉆井液與油層之間建立了一種比較友好的關(guān)系，降低了鉆井液對儲層的傷害程度，是一種行之有效的油氣層保護(hù)手段，具有比較明顯的效果。減少鉆井液對儲層的侵入量是油氣層保護(hù)的關(guān)鍵。在儲層傷害程度略高于kcl聚合醇鉆井液的情況下，成膜強(qiáng)抑制納米封堵鉆井液由于在近井壁附近形成一道致密的非滲透泥餅，有效地減少了濾液及固相顆粒對儲層地侵入，因而效果比較明顯；同樣，在鉆進(jìn)過程中，實施近平衡鉆井，減少油氣層浸泡時間，控制油層段的井眼擴(kuò)大率等保護(hù)油氣層的鉆井工程技術(shù)，也是減少鉆井液侵入油氣層，提高保護(hù)程度；裸眼完井、篩管完井工藝同樣也是減少侵入量。鉆井油氣層保護(hù)是一項系統(tǒng)工程。鉆井油氣層保護(hù)決不能僅僅局限在鉆井工程這一個角度。我們以樊142塊沙三下為例來說明，會戰(zhàn)之初，開發(fā)工藝部門就向我們提出，樊142塊的井油層段的固井質(zhì)量差，不能滿足大型防水平井壓裂施工的需求。如圖8所示，是樊142塊沙三下會戰(zhàn)的第一口井的油層段固井質(zhì)量圖l,r-i roCOCO 01； COOx- r--l腰鰥栓 LL L LZZ 2■曰日m(溪)°￡尊共遂0l,r-i roCOCO 01； COOx- r--l腰鰥栓 LL L LZZ 2■曰日m(溪)°￡尊共遂0我們通過分析發(fā).卸8..樊142-斜327井油層段固井質(zhì)量評價圖般呂 O O O O說如此大的負(fù)壓差鉆井，在工呈上是不好實現(xiàn)的，但由于該油房的滲透率僅為1.5毫達(dá)西，油氣或者泥餅質(zhì)量非常差。流入井筒的量非常少或者泥餅質(zhì)量非常差。流入井筒的量非常少這樣在固井的水泥侯凝期，水泥漿有一個失重的過程，這時就相當(dāng)于套管和井壁之間的環(huán)形空間內(nèi)沒有了壓力。在1.44系數(shù)壓力地作用下，油氣通過質(zhì)量較差的泥餅涌入水泥中，再加上該原油的油氣比是58.8，在水泥中發(fā)生較大地膨脹，這樣就導(dǎo)致油層段上下的固井質(zhì)量非常差。通過權(quán)衡對比后，我們認(rèn)為，欠平衡鉆井固然能保護(hù)油氣層，但由于該油層的滲透率太低，根本沒有自然產(chǎn)能；而如果我們提高鉆井液密度，改善固井質(zhì)量，保障大型放水平井壓裂的成功實施(近200米的裂縫長度)，又能將鉆井液對油層的傷害降到最低。在將鉆井液的密度由1.25g/cm3提高到1.45g/cm3后，油層段的固井質(zhì)量明顯改善。如圖9所示卜二卜二°L"*苗塢低°或藪)0戢腎塢卜二卜二°L"*苗塢低°或藪)0戢腎塢W10巨<藪)時二戢尊塢低id彖也供坦-瘩-°°g9 樊142-斜318井油層段固井質(zhì)量圖** 9 樊142-斜318井油層段固井質(zhì)量圖** +4 ** ■, . ■■ *二* ?? *? >r4 「率捌S盟建議加大專用油層保護(hù)鉆井液的研究力度。■W斷深

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