文88塊油層保護(hù)技術(shù)研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

方立志，孫亞力，柴 勇，楊 磊（中原油田分公司采油四廠，河南濮陽(yáng)457003）

文88塊油層保護(hù)技術(shù)研究與現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

方立志，孫亞力，柴 勇，楊 磊（中原油田分公司采油四廠，河南濮陽(yáng)457003）

分析研究了文88塊沙三中亞段5－6砂組儲(chǔ)層的主要特性和鉆完井過(guò)程中可能誘發(fā)的潛在儲(chǔ)層損害因素，優(yōu)選出適合文88塊儲(chǔ)層特點(diǎn)的鉀鹽聚磺鉆井液和成膜封堵、防水鎖油保技術(shù)配方與措施。經(jīng)室內(nèi)驗(yàn)證，儲(chǔ)層的滲透率恢復(fù)值達(dá)到92%以上。在文88－55等幾口井在鉆進(jìn)到開(kāi)發(fā)儲(chǔ)層前添加了該油層保護(hù)劑，現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用取到了很好的油層保護(hù)效果。

油層保護(hù)；成膜封堵劑；鉆井液添加劑；防止地層損害

中原油田文88塊位于東濮凹陷中央隆起帶文留構(gòu)造東翼，開(kāi)發(fā)目的層為下第三系沙河街組沙三中亞段5－6砂組。油藏埋藏深，原始地層壓力高，地溫梯度高，地層水總礦化度高，粘土礦物含量高，孔喉尺寸小，滲透率低，屬于典型的高溫高壓高礦化度的低孔低滲油藏。根據(jù)文88塊沙三段儲(chǔ)層特性與潛在損害因素，為了減小鉆井過(guò)程中對(duì)儲(chǔ)層的損害程度，在目的層段實(shí)施成膜封堵防水鎖儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)［1～3］，即在進(jìn)入沙三中亞段目的層前，通過(guò)加入成膜封堵和防水鎖材料等對(duì)三開(kāi)段采用的鉀鹽聚磺鉆井液進(jìn)行改造，使其成為具有合適鹽度、低界面張力、強(qiáng)封堵、低侵入的氯化鉀聚磺鉆井液，在目的層鉆井過(guò)程中有效阻止鉆井液固相與液相進(jìn)入儲(chǔ)層，不誘發(fā)沙三段儲(chǔ)層各種潛在損害因素，提高投產(chǎn)后儲(chǔ)層的液相返排能力，使儲(chǔ)層滲透率得到很好的恢復(fù)。

1 文88塊儲(chǔ)層特性及潛在的儲(chǔ)層損害

1.1 文88塊儲(chǔ)層特性

通過(guò)對(duì)文88塊相關(guān)儲(chǔ)層資料調(diào)研和該區(qū)塊3口井的巖樣分析，文88塊沙三中亞段5－6砂組儲(chǔ)層主要特性是：巖性為長(zhǎng)石石英細(xì)砂﹑粉砂巖，膠結(jié)物含量10%～20%，膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主，粘土礦物中伊利石含量45%～48%﹑綠泥石含量36%～39%；填隙物中鐵白云石等碳酸鹽含量高；平均孔隙度15.5%，平均孔喉半徑為3.64μm，平均滲透率30.3×10－3μm2；巖石潤(rùn)濕性為親水性；敏感性：中偏強(qiáng)速敏、弱水敏與鹽敏，無(wú)土酸敏。地層水總礦化度降到（11～13）×104mg/L，水型為CaCl2；原始地層壓力46～60MPa，壓力系數(shù)1.40～1.70，油層溫度130～140℃，溫度梯度3.8℃/100m，為異常高壓高溫系統(tǒng)。

1.2 鉆完井過(guò)程中可能誘發(fā)的潛在儲(chǔ)層損害

通過(guò)對(duì)文88塊沙三段儲(chǔ)層特性的調(diào)研和室內(nèi)敏感性試驗(yàn)，在鉆完井過(guò)程中，鉆井完井液可能誘發(fā)以下各種損害：①儲(chǔ)層地層水水型為氯化鈣，可能存在堿敏使?jié)B透率降低；②采用文88－1井沙三段儲(chǔ)層巖心潤(rùn)濕性測(cè)定結(jié)果為親水性，因而存在潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)使?jié)B透率降低的可能性；③對(duì)3種不同鹽度的流體（飽和鹽水、次鹽水和淡水）進(jìn)行水敏性試驗(yàn)研究，該塊沙三中亞段儲(chǔ)層水敏指數(shù)為0.90～0.97，屬于弱水敏。2008年，文88塊熱洗32井次，發(fā)生水鎖現(xiàn)象21井次，洗井后綜合含水由45.1%上升到49.6%，日產(chǎn)油量下降20.6%；④有機(jī)物沉淀及有害固相顆粒堵塞等使儲(chǔ)層滲透率降低。

2 文88塊油層保護(hù)技術(shù)

2.1 鉆井液體系的確定

文88塊沙二下亞段至沙三中亞段地層為沙泥巖互層，鉆井過(guò)程中，易出現(xiàn)垮塌、縮經(jīng)、漏失、CO2－3、HCO3污染嚴(yán)重等井下復(fù)雜情況，為確保三開(kāi)段的鉆完井順利，筆者選用了在河岸近河岸地區(qū)應(yīng)用較廣的抗溫抗污染效果好、抑制性強(qiáng)的鉀鹽聚磺鉆井液體系。

基漿配方為：40～60m3二開(kāi)井漿＋150m3淡水＋0.2%～0.5%NaOH＋2%～3%SMP＋1%～2%SMC＋0.3%～0.5%COP－HFL/LFL＋0.3%～0.6%CPS2000＋0.5～1%LV－CMC＋0.2%～0.3%ZSC201＋1%～2%磺化瀝青＋1%～2%防塌潤(rùn)滑劑＋6%～7%KCl。經(jīng)試驗(yàn)，鉀鹽聚磺鉆井液在1.60～1.90g/cm3范圍內(nèi)具有較好的流變性、攜砂能力和較低的高溫高壓濾失量。

2.2 油層保護(hù)劑配方與作用機(jī)理

針對(duì)文88塊沙三儲(chǔ)層特性和潛在的損害因素，經(jīng)室內(nèi)配伍性試驗(yàn)優(yōu)選的油層保護(hù)劑配方為：井漿＋0.1%～0.3%防水鎖劑＋2%～3%成膜封堵劑＋0.3%～0.5%成膜封堵輔助劑。

該配方具有成膜封堵低侵入、防水鎖、防堿敏的油保技術(shù)效果。其作用機(jī)理：在鉆開(kāi)油氣層的過(guò)程中鉆井液中的膨潤(rùn)土、加重劑、巖屑等固相在不同滲透率的地層表面架橋、填充形成內(nèi)外泥餅，所加入的瀝青類封堵劑和HTHP降濾失劑等則封堵近井壁地層內(nèi)外泥餅的孔喉，成膜劑在井壁上成膜，封堵孔喉未被架橋粒子、填充粒子、降濾失劑封堵的空間；從而在鉆開(kāi)油氣層極短時(shí)間內(nèi)，在近井壁形成鉆井液動(dòng)濾失速率趨于零、厚度小于2cm的成膜封堵環(huán)帶，有效阻止鉆井液固相和液相進(jìn)入油氣層。對(duì)于已經(jīng)進(jìn)入儲(chǔ)層的鉆井液液相，通過(guò)加入的復(fù)合表面活性劑有效降低液相的表面張力，降低返排壓力，提高液相的返排效果。完井后利用射孔、酸化或自動(dòng)反排解堵等措施，恢復(fù)地層滲透性，實(shí)現(xiàn)對(duì)油氣層的保護(hù)。

3 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用及效果

3.1 現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用措施

鉆到目的層前100m要在現(xiàn)場(chǎng)做好油保劑對(duì)泥漿性能影響的小型試驗(yàn)，油保劑的加入要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況按循環(huán)周分次加入，以減小對(duì)鉆井液性能的影響。

加入成膜劑和輔助劑有利于改善泥餅質(zhì)量，降低濾失，提高滲透率恢復(fù)值，鉆進(jìn)中應(yīng)適量補(bǔ)加油保劑，維持要求含量，力求達(dá)到較好的油氣層保護(hù)效果。

大斜度或水平段鉆進(jìn)中，應(yīng)嚴(yán)格控制鉆井液高溫高壓濾失量，確保形成薄而致密的泥餅，保持井壁光滑，降低扭矩。當(dāng)摩阻系數(shù)大于0.08時(shí)要加入適量的低熒光潤(rùn)滑劑。

完鉆前50m調(diào)整好鉆井液性能，確保高密度鉆井液良好的流變性能。完鉆后采取大排量循環(huán)帶砂、短起下通井、用潤(rùn)滑劑或加入2%～3%的塑料小球封閉井底等技術(shù)措施，以保證完井電測(cè)和下套、固井作業(yè)的順利完成。

3.2 應(yīng)用效果

該油層保護(hù)技術(shù)在現(xiàn)場(chǎng)已應(yīng)用了3口井，均取得好的效果。文88－55井、文88－48井都是直井開(kāi)發(fā)井，完鉆井深分別為3542m和3620m，中完井深3000m左右。三開(kāi)轉(zhuǎn)換為鉀鹽聚磺鉆井液體系后鉆至沙三中亞段5砂組目的層前50m進(jìn)行油保施工。文88－57井是一口斜直開(kāi)發(fā)井，中完井深2980m，完鉆井深3620m。根據(jù)該井在進(jìn)入目的油層前的井段短，三開(kāi)后鉆速快的實(shí)際情況，采取了泥漿轉(zhuǎn)換過(guò)程中加入部分油保劑，進(jìn)入目的層前再做補(bǔ)充的油層保護(hù)施工方案。3口井加入油保劑前、后性能和滲透率恢復(fù)值測(cè)試數(shù)據(jù)見(jiàn)表1與表2。

表1 塑性粘度3口井現(xiàn)場(chǎng)加油保劑前井漿鉆井液性能

從表1可看出，加入油保劑前后鉆井液粘切變化不大，流動(dòng)性較好，動(dòng)塑比為0.17～0.33ms－1，常溫濾失量小于4.2ml，高溫高壓濾失量8.3～13ml。

表2 三口井加油保劑前井漿室內(nèi)滲透率恢復(fù)值

從表2可以看出，鉀鹽聚磺鉆井液體系在加入油保劑前動(dòng)態(tài)滲透率恢復(fù)值小于75%，加入油保劑后動(dòng)態(tài)滲透率恢復(fù)值大大提高；巖心切除1.30～1.43cm污染帶后滲透率恢復(fù)值達(dá)到92.8%～100%，可見(jiàn)油保效果良好。

4 結(jié) 語(yǔ)

經(jīng)優(yōu)選的油保劑（防水鎖劑、成膜封堵劑和成膜封堵輔助劑）與鉀鹽聚磺鉆井液具有良好的配伍性，在1.80g/cm3左右的密度下加入油保劑后粘切變化幅度較小，且有利于井壁穩(wěn)定，攜帶鉆屑，降低摩阻，保證完井作業(yè)的安全順利。

鉀鹽聚磺鉆井液通過(guò)加入成膜封堵和防水鎖材料等使其具有低界面張力、強(qiáng)封堵、低侵入特性，因而能在近井壁處快速形成小于2cm的低滲透封堵帶，有效阻止鉆井液固相及液相侵入地層，在反向壓力作用下有利于返排，使儲(chǔ)層動(dòng)態(tài)滲透率恢復(fù)值提高到90%以上，達(dá)到了油氣層保護(hù)的預(yù)期目的。

［1］徐同臺(tái)，馮京海，朱寬亮，等.成膜封堵低侵入保護(hù)油層鉆井液技術(shù)的研討［J］.鉆井液與完井液，2006，23（3）：69～70，91.

［2］盧淑芹，朱寬亮，吳曉紅，等.鉀鹽成膜封堵低侵入鉆井液在南堡油田的應(yīng)用［J］.鉆井液與完井液，2009，26（1）：32～34，44，94.

［3］劉寶生，席江軍，司念亭，等.成膜封堵鉆井液在旅大10－1油田的應(yīng)用［J］.鉆井液與完井液，2009，26（3）：26～27，31，91.

TE254.6；TE258

A

1000－9752（2010）05－0281－03

2010－06－11

方立志（1971－），男，1996年大學(xué)畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事鉆井工程技術(shù)監(jiān)督管理工作。

［編輯］ 蘇開(kāi)科