冀东油田会议材料

超低渗钻井液体系超低渗钻井液体系在冀东油田的研究与应用在冀东油田的研究与应用冀东油田工程监督中心冀东油田工程监督中心冀东油田工程监督中心冀东油田工程监督中心超低渗钻井液体系在冀东油田的研究与应用超低渗钻井液体系在冀东油田的研究与应用 引言引言 一、一、冀东油田柳南地区储层特点冀东油田柳南地区储层特点 二、二、冀东油田柳南地区储层损害因素冀东油田柳南地区储层损害因素 三、三、超低渗钻井液油气层保护机理超低渗钻井液油气层保护机理 四、四、超低渗钻井液的评价方法超低渗钻井液的评价方法 五、五、超低渗钻井液的现场应用超低渗钻井液的现场应用 六、六、结结 论论 引言受成本和环境因素的限制，冀东油田在柳南地区钻井施工受成本和环境因素的限制，冀东油田在柳南地区钻井施工中使用的钻井液都是水基钻井液体系，使得钻井液中的固相和中使用的钻井液都是水基钻井液体系，使得钻井液中的固相和滤液进入油气层的孔隙内，造成对油气层的伤害；储层孔隙直滤液进入油气层的孔隙内，造成对油气层的伤害；储层孔隙直径分布范围很宽，在采用屏蔽暂堵油层保护技术时，其效果受径分布范围很宽，在采用屏蔽暂堵油层保护技术时，其效果受到很大程度的影响；储层具有欠压实、承压能力低的特点，施到很大程度的影响；储层具有欠压实、承压能力低的特点，施工中容易发生井漏复杂情况；套管完井方式使得水泥浆滤液进工中容易发生井漏复杂情况；套管完井方式使得水泥浆滤液进入储层中，造成对储层的伤害。正是在这种情况下，冀东油田入储层中，造成对储层的伤害。正是在这种情况下，冀东油田开始引进、研究和试验超低渗钻井液体系。开始引进、研究和试验超低渗钻井液体系。一、冀东油田柳南地区储层特点一、冀东油田柳南地区储层特点储层为明化镇组和馆陶组，河流相沉积，近物源，沉积速度储层为明化镇组和馆陶组，河流相沉积，近物源，沉积速度较快，沉积物分选差。储层埋藏深度在较快，沉积物分选差。储层埋藏深度在2000m2000m左右。左右。储层以细砂岩为主，胶结类型以孔隙接触为主，孔隙中填隙储层以细砂岩为主，胶结类型以孔隙接触为主，孔隙中填隙物少，连通性好。但填隙物以泥质为主，其次为方解石。物少，连通性好。但填隙物以泥质为主，其次为方解石。明下段孔隙度平均明下段孔隙度平均32.5%32.5%；渗透率；渗透率1212 676510676510-3-3mm2 2；馆陶；馆陶组孔隙度平均组孔隙度平均24%24%；渗透率；渗透率8484 14218101421810-3-3mm2 2，储层最大孔隙直，储层最大孔隙直径径5050650m650m。二、冀东油田柳南地区储层损害因素二、冀东油田柳南地区储层损害因素1 1、固相颗粒损害、固相颗粒损害储层最大孔隙直径分布范围为储层最大孔隙直径分布范围为5050650m650m，使得钻井液中，使得钻井液中任何粒度的固相颗粒均有机会进入油气层深部，在孔喉处堵塞。任何粒度的固相颗粒均有机会进入油气层深部，在孔喉处堵塞。实验结果表明实验结果表明:高孔高渗储层，因固相堵塞而引起的油气层渗高孔高渗储层，因固相堵塞而引起的油气层渗透率的损害很难依靠返排而达到解堵目的。透率的损害很难依靠返排而达到解堵目的。2 2、钻井液滤液损害、钻井液滤液损害储层孔隙填充物以泥质为主，进入储层内的钻井液滤液，储层孔隙填充物以泥质为主，进入储层内的钻井液滤液，将引起粘土矿物的水化分散，颗粒运移，破坏油气层原有的孔将引起粘土矿物的水化分散，颗粒运移，破坏油气层原有的孔隙结构，缩小甚至堵塞孔隙，造成油气层渗透率降低。隙结构，缩小甚至堵塞孔隙，造成油气层渗透率降低。二、冀东油田柳南地区储层损害因素二、冀东油田柳南地区储层损害因素3 3、井漏损害、井漏损害目的层段为胶结松散、成岩性差的砂岩和砂砾岩，地层目的层段为胶结松散、成岩性差的砂岩和砂砾岩，地层的承压能力低，地层可钻性强，常常发生井漏复杂情况，漏失的承压能力低，地层可钻性强，常常发生井漏复杂情况，漏失到储层的钻井液或因此而引起的复杂事故的长时间的处理，将到储层的钻井液或因此而引起的复杂事故的长时间的处理，将对油气层造成更为严重的损害。对油气层造成更为严重的损害。4 4、水泥浆滤液损害、水泥浆滤液损害地层水为碳酸氢钠型，在套管完井施工过程中，含有大地层水为碳酸氢钠型，在套管完井施工过程中，含有大量钙离子的水泥浆滤液进入油气层后，与地层水形成碳酸钙沉量钙离子的水泥浆滤液进入油气层后，与地层水形成碳酸钙沉淀而堵塞油气层的孔隙，造成对油气层的损害。淀而堵塞油气层的孔隙，造成对油气层的损害。三、超低渗钻井液油气层保护的机理三、超低渗钻井液油气层保护的机理 根据国外文献和国内研究报告，超低渗钻井液能在井壁表根据国外文献和国内研究报告，超低渗钻井液能在井壁表面浓集积聚形成聚合物胶束，依靠聚合物胶束或胶粒界面吸引面浓集积聚形成聚合物胶束，依靠聚合物胶束或胶粒界面吸引力以及其可变形性的特点，在井壁表层很快形成渗透率几乎为力以及其可变形性的特点，在井壁表层很快形成渗透率几乎为零的封堵层零的封堵层,将钻井液及其滤液完全隔离，实现接近零滤失，将钻井液及其滤液完全隔离，实现接近零滤失，从而达到油气层保护的目的。由于膜结构能封堵岩石表面较大从而达到油气层保护的目的。由于膜结构能封堵岩石表面较大范围的孔喉和裂缝，因此适用于不同类型的地层，具有广泛的范围的孔喉和裂缝，因此适用于不同类型的地层，具有广泛的适应性。适应性。三、超低渗钻井液油气层保护的机理三、超低渗钻井液油气层保护的机理在岩层形成井眼时，井壁表面的岩层中将产生微裂缝，超在岩层形成井眼时，井壁表面的岩层中将产生微裂缝，超低渗透钻井液便能填塞这些裂缝，并且钻井液在这些裂缝的孔低渗透钻井液便能填塞这些裂缝，并且钻井液在这些裂缝的孔隙中或破碎岩层的表面上产生张力，孔隙或碎片越小，表面张隙中或破碎岩层的表面上产生张力，孔隙或碎片越小，表面张力越大，从而阻止钻井液的滤失。井壁表面形成的致密超低渗力越大，从而阻止钻井液的滤失。井壁表面形成的致密超低渗透封堵薄膜，能够有效封堵不同渗透性地层孔隙和微裂缝泥页透封堵薄膜，能够有效封堵不同渗透性地层孔隙和微裂缝泥页岩地层，在井壁的外围形成保护层，起到封堵孔隙、稳定井壁、岩地层，在井壁的外围形成保护层，起到封堵孔隙、稳定井壁、预防漏失、保护油气层的作用。预防漏失、保护油气层的作用。四、超低渗钻井液的评价方法四、超低渗钻井液的评价方法可视式中压滤失仪与实验方法可视式中压滤失仪与实验方法 评价超低渗钻井液对地层的封堵效率和侵入深度方法评价超低渗钻井液对地层的封堵效率和侵入深度方法是砂床漏失实验，其主要特点是用砂床替代滤纸；钻井液是砂床漏失实验，其主要特点是用砂床替代滤纸；钻井液的滤失量与砂床的粒度成正比关系，即砂粒粒度越小，滤的滤失量与砂床的粒度成正比关系，即砂粒粒度越小，滤失量值越小。试验一般选用砂粒失量值越小。试验一般选用砂粒2020 100100目范围，砂粒量为目范围，砂粒量为350ml350ml，钻井液用量为，钻井液用量为500mL500mL。四、超低渗钻井液的评价方法四、超低渗钻井液的评价方法可视式中压滤失仪与实验方法可视式中压滤失仪与实验方法 可视式中压砂床降滤失仪示意图可视式中压砂床降滤失仪示意图 四、超低渗钻井液的评价方法四、超低渗钻井液的评价方法其测试过程为：其测试过程为：a a、将、将350ml350ml一定粒径的砂子放入圆柱形有机玻璃筒中；一定粒径的砂子放入圆柱形有机玻璃筒中；b b、震荡使圆柱筒中的砂子平整；、震荡使圆柱筒中的砂子平整；c c、沿圆柱筒壁缓慢加入钻井液、沿圆柱筒壁缓慢加入钻井液500ml500ml，加盖密封；，加盖密封；d d、将圆柱筒放在承座上并扣紧；、将圆柱筒放在承座上并扣紧；e e、在圆柱筒下放一容量筒；、在圆柱筒下放一容量筒；f f、打开压力阀，在钻井液上加上、打开压力阀，在钻井液上加上0.7 0.7 MPaMPa的压力并计时；的压力并计时；g g、记录、记录7.5min7.5min和和30min30min的滤失量和滤液进入砂床的深度的滤失量和滤液进入砂床的深度。四、超低渗钻井液的评价方法四、超低渗钻井液的评价方法 砂砂 床床 漏漏 失失 实实 验验四、超低渗钻井液的评价方法四、超低渗钻井液的评价方法根据相关研究单位对超低渗钻井液体系的研究结果表明：超低渗钻井液能够提高地层的承压能力，提高安全密度窗口；超低渗钻井液能够大幅度降低钻井液滤液进入岩心深度；提高储层渗透率恢复值，具有良好的油气层保护效果。五、超低渗钻井液的现场应用五、超低渗钻井液的现场应用 1 1、超低渗钻井液体系的配方、超低渗钻井液体系的配方 膨润土浆+0.3%PMHA-+1%铵盐+1.5%超低渗透处理剂JYW-2+2%有机硅腐植酸钾+2%防塌剂 室内性能：密度：1.15g/cm3，PV：9mPa.s,Yp：4Pa，初切/终切：4/8Pa，API：4.6ml，PH：8.5，泥饼厚度：0.5mm，HTHP：12ml/80。五、超低渗钻井液的现场应用五、超低渗钻井液的现场应用 2 2、试验井、试验井 L25-7L25-7井工程概况井工程概况 试验井试验井L25-7L25-7完钻井深完钻井深2122m2122m，三段制，造斜点：，三段制，造斜点：510m510m。目。目的层馆陶组为稳斜段，最大井斜的层馆陶组为稳斜段，最大井斜22.2522.25。油气层封固段平均井。油气层封固段平均井径扩大率径扩大率6.5%6.5%，固井质量优质。，固井质量优质。井身结构为：井身结构为：一开一开 330mm205.5m+273.05mm203.49m330mm205.5m+273.05mm203.49m 二开二开 215.9mm2122m+139.7mm2115.16m215.9mm2122m+139.7mm2115.16m五、超低渗钻井液的现场应用五、超低渗钻井液的现场应用3 3、试验井钻井液维护要点、试验井钻井液维护要点 3.1 1 明上段聚合物的加量为明上段聚合物的加量为0.3%0.3%，抑制地层造浆。抑制地层造浆。使用好使用好固控设备，膨润土含量控制在固控设备，膨润土含量控制在40g/L40g/L以内。以内。3.2 3.2 进入明下段，分循环周以进入明下段，分循环周以1.5%1.5%的含量在钻井液中均匀的含量在钻井液中均匀加入超低渗透处理剂加入超低渗透处理剂JYW-2JYW-2。3.3 3.3 及时补充超低渗透处理剂，保证该处理剂在钻井液中及时补充超低渗透处理剂，保证该处理剂在钻井液中的有效含量。的有效含量。五、超低渗钻井液的现场应用五、超低渗钻井液的现场应用4 4、现场井浆室内油气层保护的性能评价、现场井浆室内油气层保护的性能评价 在现场钻井施工中，对转化前的在现场钻井施工中，对转化前的1238m1238m，转化成超低渗，转化成超低渗钻井液之后的钻井液之后的1680 m1680 m、2093 m2093 m的井浆进行室内钻井液的流变的井浆进行室内钻井液的流变性、沙床漏失实验和油气层保护的性能指标的系统的评价。性、沙床漏失实验和油气层保护的性能指标的系统的评价。五、超低渗钻井液的现场应用五、超低渗钻井液的现场应用4.1 流变性的评价流变性的评价 虽然超低渗处理剂的加入使得钻井液的粘度、切力有了相应的提高，但提高的幅度并未对钻井施工造成任何影响。序号取样深度m600mPa.s300mPa.s初切Pa终切Pa表观粘度mPa.s塑性粘度mPa.s屈服值Pa1123822230511.5922168033.521.01.013.516.812.54.33209331.021.51.512.515.59.56.0五、超低渗钻井液的现场应用五、超低渗钻井液的现场应用4.2 4.2 渗透率恢复值的评价渗透率恢复值的评价 污染后的岩心渗透率恢复值分别为污染后的岩心渗透率恢复值分别为98.04%98.04%和和95.24%95.24%，说明，说明超低渗钻井液阻止了钻井液中固相和滤液进入油气层孔隙，起超低渗钻井液阻止了钻井液中固相和滤液进入油气层孔隙，起到了很好的油气层保护效果。到了很好的油气层保护效果。序号取样深度m岩心渗透率（10-3m2）渗透率恢复值%气相渗透率油相渗透率污染后渗透率污染后112381355.21202.36180.7580.00216801365.31288.49282.8398.04320931385.40157.10149.6295.24五、超低渗钻井液的现场应用五、超低渗钻井液的现场应用4.3 4.3 砂床漏失实验砂床漏失实验 在在1238m1238m井浆砂床试验中，钻井液瞬时漏失完毕；而加井浆砂床试验中，钻井液瞬时漏失完毕；而加入超低渗处理剂后，在入超低渗处理剂后，在1680m1680m和和2093m2093m取回的超低渗钻井液，取回的超低渗钻井液，在同等条件下，砂床浸入深度在在同等条件下，砂床浸入深度在5 5 6cm6cm后不再增加。后不再增加。序号取样井深 m实验条件（0.7Mpa、30min、2040目石英砂）11238钻井液瞬时漏完21680钻井液浸入5cm 后，浸入深度不增加32093钻井液瞬时浸入6cm 后，浸入深度不增加五、超低渗钻井液的现场应用五、超低渗钻井液的现场应用4.4 4.4 试验井试验井L25-7L25-7井应用效果分析井应用效果分析 采用超低渗钻井液进行油气层保护的试验井采用超低渗钻井液进行油气层保护的试验井L25-7L25-7位于柳位于柳25-1025-10断块，与试验井同在一个断块、且相距较近的邻井一共断块，与试验井同在一个断块、且相距较近的邻井一共有有8 8口，其中口，其中L25-4L25-4、L25-5L25-5、L25-6L25-6、L21-10L21-10、L21-2L21-2开发的是开发的是明化镇储层，仅明化镇储层，仅L25-10L25-10、L25-12L25-12和和L125-1L125-1井开采的是馆陶组井开采的是馆陶组油气层。试验井油气层。试验井L25-7L25-7井于井于20062006年年1 1月月9 9日试油日试油NgNg油气层，与其油气层，与其邻井邻井L25-10L25-10、L25-12L25-12和和L125-1L125-1井同为井同为NgNg层位的油气层投产后层位的油气层投产后的初期产量作对比，它们的初期产量见下表。的初期产量作对比，它们的初期产量见下表。五、超低渗钻井液的现场应用五、超低渗钻井液的现场应用类别井号层位投产后初期产量油（t）气(m3)对比井L25-10Ng10.3L25-120621L125-110.4102平均6.9241试验井L25-7Ng18.2546对比结果（%）163126五、超低渗钻井液的现场应用五、超低渗钻井液的现场应用 从上表中可以看出：在钻井工程施工条件基本相同、从上表中可以看出：在钻井工程施工条件基本相同、开发层位一致、构造位置相近、仅使用的钻井液体系不同开发层位一致、构造位置相近、仅使用的钻井液体系不同的条件下，试验井比邻井产油量、产气量分别提高了的条件下，试验井比邻井产油量、产气量分别提高了163%163%和和126%126%。从由此推断：采用超低渗钻井液体系进行油气层。从由此推断：采用超低渗钻井液体系进行油气层保护的试验井取得了良好的油气层保护效果。保护的试验井取得了良好的油气层保护效果。五、超低渗钻井液的现场应用五、超低渗钻井液的现场应用5 5、认识与建议、认识与建议5.1 5.1 在目的层段常常发生井漏的情况下，试验井却没有在目的层段常常发生井漏的情况下，试验井却没有发生任何井下复杂情况，这与超低渗钻井液防漏堵漏，提高发生任何井下复杂情况，这与超低渗钻井液防漏堵漏，提高地层承压能力有关。地层承压能力有关。5.2 5.2 沙床实验中，由于没有统一的实验标准，在平行样沙床实验中，由于没有统一的实验标准，在平行样品的评价中相差较大，因此缺乏横向对比效果。品的评价中相差较大，因此缺乏横向对比效果。五、超低渗钻井液的现场应用五、超低渗钻井液的现场应用 5.3 3 在沙床漏失实验中，选用的沙子越细，钻井液侵入的在沙床漏失实验中，选用的沙子越细，钻井液侵入的深度越小。应该建立储层渗透率与沙床的系列标准，使沙床的深度越小。应该建立储层渗透率与沙床的系列标准，使沙床的渗透率与不同渗透率储层有一个对应关系。渗透率与不同渗透率储层有一个对应关系。五、超低渗钻井液的现场应用五、超低渗钻井液的现场应用 5.4 5.4 用降粘剂来调整超低渗钻井液体系的流变性能时，用降粘剂来调整超低渗钻井液体系的流变性能时，沙床漏失实验将会穿透，说明降粘剂对超低渗钻井液的封沙床漏失实验将会穿透，说明降粘剂对超低渗钻井液的封堵效果具有严重的破坏作用，因此施工中不能采用降粘剂堵效果具有严重的破坏作用，因此施工中不能采用降粘剂来调整超低渗钻井液的流变性能来调整超低渗钻井液的流变性能 。六、结 论 一一)根据柳赞地区高孔高渗储层特点而进行的根据柳赞地区高孔高渗储层特点而进行的超低渗钻井液体系的系统研究，取得成效。超低渗钻井液体系的系统研究，取得成效。二二 )根据地层特点筛选出钻井液处理剂、优选根据地层特点筛选出钻井液处理剂、优选出钻井液配方满足了现场施工的需要。出钻井液配方满足了现场施工的需要。六、结 论 三三)与邻井相比，超低渗钻井液试验井与邻井相比，超低渗钻井液试验井L25-7L25-7井，投产后产油量、产气量分别提高了井，投产后产油量、产气量分别提高了163%163%和和126%126%，取得显著的增产效果，取得显著的增产效果 。六、六、结结 论论 四四)沙床漏失实验中，对于渗透率在沙床漏失实验中，对于渗透率在100010100010-3-3mm2 2以以上的储层，室内实验中选用的石英砂应为上的储层，室内实验中选用的石英砂应为2020 4040目。目。五五)超低渗钻井液在预防冀东油田上部地层发生渗透超低渗钻井液在预防冀东油田上部地层发生渗透性漏失方面具有良好的防漏堵漏效果。性漏失方面具有良好的防漏堵漏效果。欢迎各位专家批评指正！