巴什托普油田儲層傷害實驗及保護措施研究

彭建國

（長江大學研究生院，湖北荊州 421023）

儲層傷害室內評價研究主要是利用巖心流動實驗進行，分析導致儲層損害的機理。其目的是:評價外來流體及地層流體與儲層巖石相互作用后對油層可能產(chǎn)生的傷害類型、傷害程度及其傷害機理，為今后油藏儲層保護提供依據(jù)[1－3]，巴什托普井區(qū)泥盆系東河塘組儲層屬于低孔-特低滲儲層，碎屑巖儲層內粘土礦物主要為以顆粒包膜形式產(chǎn)出的伊利石礦物，其占據(jù)著95%以上的主導含量，除此之外，儲層內還含微量的高嶺石與綠泥石，儲層巖石類型主要為巖屑石英砂巖和巖屑砂巖礦物成分以石英和巖屑為主，長石含量次之。顆粒之間主要呈點－線接觸，東河塘組砂巖成分成熟度高，分選、磨圓均較好，顆粒含量普遍較高，大于85%，泥質含量較低，一般在3%～5%，均值為3.4%。2008年12月，群7井進行試采，日產(chǎn)油3.5 m3，日產(chǎn)水0.9 m3，到2009年1月，日產(chǎn)油就降至2.38 m3，產(chǎn)量下降迅速。再加上此前群5-1H井在東河塘組上下合并測試時，僅見油花，表明儲層在鉆探過程中遭受損害的可能性日趨棉線。本文對儲層在鉆探過程中鉆井液、射孔液、完井液進行動靜態(tài)損害評價實驗，基于實驗結論，給出了相應的儲層保護措施，并針對鉆井液、射孔液、完井液不可避免的會給儲層造成傷害這一事實，通過巖心酸化試驗，證實采用酸化作業(yè)可以使油田達到一定程度的增產(chǎn)增注效果。

1 巖心的傷害評價實驗

1.1 鉆井液對巖心傷害評價實驗

巴什托普井區(qū)泥盆系東河塘組碎屑巖儲層鉆井所用鉆井液密度為1.25～1.45 g/cm3主要鉆井液體系為聚合物水基泥漿體系。鉆井液配方：膨潤土（25～45 kg/m3）+燒堿（2～7 kg/m3）+純堿（1～2 kg/m3）+鉆井液用包被劑CX-144B（0.5～1 kg/m3）+抗鹽降濾失劑CX178（10～70 kg/m3）+潤滑劑 MHR-86（10～30 kg/m3）+改性陽離子瀝青粉 CX-170（10～30 kg/m3）。將巴什托普井區(qū)泥盆系東河塘組碎屑巖儲層群7井和群601井的天然巖心抽空，飽和相應井的地層水標準鹽水，使用JHMD高溫高壓動態(tài)損害儀進行實驗，在低于臨界流速下測定鹽水的初始滲透率，根據(jù)上述鉆井液體系配方在變頻高速攪拌器里配制鉆井液400 mL，將其鉆井液反向注入已測初始滲透率的巖心進行動態(tài)模擬損害2 h并關井12 h，開井刮去巖心端面的濾餅，正向用相應地層水標準鹽水測其損害后滲透率，計算滲透率損害率。實驗結果（見圖1），可以看出，該油層的鉆井液對儲層的傷害程度中等偏強。

1.2 射孔液對巖心傷害評價實驗

巴什托普泥盆系東河塘組儲層射孔過程中所用射孔液密度為1.25～1.65 g/cm3，主要射孔液體系為聚磺體系。射孔液配方：原井漿220 m3+2.5%SMP-1+1.5%SPNH+1.2%TRH-1+0.5%YX-1+1%YX-2+0.2%PAC-HV+0.2%燒堿+2%YL-1。將巴什托普泥盆系東河塘組儲層中群601井和群7井的天然巖心抽空，飽和相應井的地層水標準鹽水，在低于臨界流速下測定鹽水的初始滲透率，根據(jù)上述射孔液體系配方在變頻高速攪拌器里配制射孔液400 mL，反向注入15 PV射孔液老化24 h后，正向用相應地層水標準鹽水測其損害后滲透率，計算滲透率損害率。從實驗結果（見圖2）可以看出，該油層的射孔液對儲層的傷害程度為中等偏弱到中等偏強。

1.3 完井液對巖心傷害評價實驗

巴什托普泥盆系東河塘組儲層所用完井液密度為1.12～1.25 g/cm3，主要完井液體系為聚合物水基泥漿體系。配方：油層保護劑FIB-2（70 g）+1 000 mL清水。將巴什托普泥盆系東河塘組儲層中群7井、群601井的天然巖心抽空，飽和相應井的地層水標準鹽水，在低于臨界流速下測定鹽水的初始滲透率，根據(jù)上述完井液體系配方在變頻高速攪拌器里配制完井液400 mL，反向注入2 PV完井液停驅替泵，使巖心在完井液內浸泡3 h后，正向用相應模擬地層水測其損害后滲透率，計算滲透率損害率（見表1）。

從表1可以看出，該油層的完井液對儲層的傷害程度為中等偏弱到中等偏強。

2 儲層保護措施

2.1 鉆井液處理劑篩選

實驗方法：根據(jù)實驗篩選出來的降濾失劑FLOCAT和成膜封堵劑LOCKSEAL，以不同的劑量加入到該地區(qū)的鉆井液中，測試其濾失量和粘度。根據(jù)上述鉆井液配方，將原鉆井液列為1號，基漿+2%降濾失劑FLOCAT列為2號，基漿+2%降濾失劑FLOCAT+2%成膜封堵劑LOCKSEAL列為3號，基漿+2%降濾失劑FLOCAT+3%成膜封堵劑LOCKSEAL列為4號，各配制400 mL，測其粘度和濾失量（見表2）。

實驗結論：從1號和2號鉆井液的濾失量對比結果來看，降濾失劑FLOCAT的濾失量略小于降濾失劑CX178的濾失量，從2號和3號結果來看，濾失量隨著成膜封堵劑LOCKSEAL的加入而減小，3號和4號對比結果可看出，隨著成膜封堵劑LOCKSEAL量的增加，濾失量減小。從粘度來看，1、2號鉆井液粘度太小；從濾餅來看，1號到4號致密程度依次增加，封堵效果依次變好；從濾液來看，1號到4號粘度依次減小，澄清度也依次增加。故從濾失量，粘度及濾液三個方面考慮將基漿+2%FLOCAT+2%LOCKSEAL和基漿+2%FLOCAT+3%LOCKSEAL作為備選的兩種優(yōu)化鉆井液，在實驗室用這兩種鉆井液做模擬鉆井液動態(tài)損害評價實驗，根據(jù)實驗結果得出最優(yōu)鉆井液體系。

表1 巴什托普泥盆系東河塘組完井液傷害實驗結果

表2 降濾失劑和成膜封堵劑對鉆井液性能影響表

2.2 模擬優(yōu)化后鉆井液巖心流動傷害評價實驗

挑選巴什托普泥盆系東河塘組群7井和群601井天然巖心兩塊進行抽空飽和地層水，在變頻高速攪拌器中按“基漿+2%FLOCAT+2%LOCKSEAL”列為1號鉆井液和“基漿+2%FLOCAT+3%LOCKSEAL”列為2號鉆井液，各配制鉆井液400 mL，利用JHMD高溫高壓動態(tài)損害儀在低于臨界流速下測定鹽水的初始滲透率，然后將優(yōu)化后的鉆井液反向注入已測初始滲透率的巖心進行動態(tài)模擬損害2 h并關井12 h，開井刮去巖心端面濾餅，正向用地層水測其損害后滲透率，計算滲透率損害率。

實驗結果（見圖4），可以看出，損害程度從中等偏強減小到中等偏弱，污染程度大大減輕并且2號鉆井液對巖心的傷害程度要略低于1號鉆井液，故優(yōu)選出2 號，即“基漿+2%FLOCAT+3%LOCKSEAL”作為最優(yōu)鉆井液。

2.3 射孔液處理劑篩選

通過破碎率測定實驗及膨脹率測定實驗，優(yōu)選出巴什托普泥盆系東河塘組最佳粘土穩(wěn)定劑配方為2%4號粘土穩(wěn)定劑+2%NH4Cl，為了進一步檢驗優(yōu)選出的粘土穩(wěn)定劑的效果，開展了優(yōu)化后射孔液對巖心的傷害流動實驗，對巖心的滲透率傷害率越小效果越好。

模擬優(yōu)化后射孔液巖心流動傷害評價實驗，挑選巴什托普泥盆系東河塘組天然巖心進行抽空飽和地層水，在變頻高速攪拌器中按“原射孔液+2%4號粘土穩(wěn)定劑+2%NH4Cl”配制射孔液400 mL，在低于臨界流速下測定鹽水的初始滲透率，然后反向注入15 PV優(yōu)化后射孔液老化24 h后，正向用相應地層水標準鹽水測其損害后滲透率，計算滲透率損害率。

從實驗結果（見圖5）可以看出，損害程度從中等偏強減小到中等偏弱，故優(yōu)選出“基漿+2%多聚醇胺+2%NH4Cl”作為最優(yōu)射孔液體系。

2.4 砂巖酸化酸液體系室內實驗

巖心酸化流動模擬傷害評價實驗，將巴什托普泥盆系東河塘組儲層中群7井、群601井天然巖心抽空，飽和相應井的地層水標準鹽水，在低于臨界流速下用與地層水相同礦化度的KCl鹽水測酸處理前的初始滲透率，根據(jù)上述完井液體系配方在變頻高速攪拌器里配制完井液400 mL，反向注入2 PV完井液停驅替泵，使巖心在完井液內浸泡3小時后，正向用相同礦化度的KCl鹽水測其損害后滲透率，然后再反向注入1倍孔隙體積的12%HCl前置液，接著反向注入3～4 PV的土酸（12%HCl+1.0%HF），停驅替泵模擬關井，包括注酸在內的酸反應時間1 h。正向用相同礦化度的KCl鹽水測其酸處理后滲透率，計算滲透率損害率。

表3 巴什托普泥盆系東河塘組巖心酸化流動模擬實驗結果

表3 巴什托普泥盆系東河塘組巖心酸化流動模擬實驗結果（續(xù)表）

圖6是土酸（12%HCI+1%HF）在60℃下對群7井和群601井巖心酸化效果的影響。使用12%HCl+1%HF的低濃度土酸液，HCl:HF比例為12:1，從實驗結果看出，群7井酸化前后巖心滲透率提高了13.31%，群601井酸化前后巖心滲透率提高了17.09%，滲透率改善較大，故使用具有延緩酸巖反應速度的12%HCl+1%HF土酸組合進行酸化可以達到一定的增產(chǎn)增注效果。

3 結論

（1）建議在原鉆井液基礎上加入“2%FLOCAT+3%LOCKSEAL”作為優(yōu)化后鉆井液，用優(yōu)化后鉆井液對巖心進行傷害實驗，結果顯示，優(yōu)化后鉆井液對巖心傷害程度大大變小，說明了“基漿+2%FLOCAT+3%LOCKSEAL”有較好的油層保護效果。

（2）建議在原射孔液基礎上加入2%多聚醇胺+2%NH4Cl作為優(yōu)化后射孔液，用優(yōu)化后射孔液對巖心進行傷害實驗，結果顯示，優(yōu)化后射孔液對巖心傷害程度有所減小，說明“基漿+2%多聚醇胺+2%NH4Cl”有較好的油層保護效果。

（3）針對巴什托普油田存在較嚴重的工作液傷害，在實驗室條件下，通過對酸化酸液體系的優(yōu)選，對巖心進行酸化作業(yè)，結果顯示，酸化后對巖心滲透率有一定程度上的提高。

［1］李天太，董悅，張明，等.克依構造帶儲層傷害因素評價實驗研究［J］.大慶石油地質與開發(fā)，2006，25（2）：42-44.

［2］何文祥，楊億前，馬超亞，等.特低滲透砂巖儲層傷害的實驗研究［J］.特種油氣藏，2011，18（2）：96-98.

［3］向陽，向丹，張朝舉，等.平落壩氣田須二段氣藏巖心鉆井液損害研究［J］.天然氣工業(yè)，2000，20（1）：54-56.