江漢油區(qū)鉆井過程中儲(chǔ)層保護(hù)現(xiàn)狀及傷害因素分析

黃道于（中國(guó)石化江漢油田分公司采油工藝研究院 湖北 潛江 433123）

前 言

鉆井過程中，鉆井液進(jìn)入地層后，破壞了地層原有的平衡狀態(tài)，不可避免地會(huì)對(duì)油層產(chǎn)生傷害，這種傷害在鉆開油層的整個(gè)過程中一直存在并且是不可逆的。江漢油田屬低孔低滲復(fù)雜斷塊油田，經(jīng)過多年的開發(fā)目前已進(jìn)人高含水開發(fā)階段，剩余可采儲(chǔ)量開發(fā)難度越來越大。鉆井效果的好壞直接關(guān)系到江漢油區(qū)的滾動(dòng)勘探開發(fā)和挖掘剩余油的效果。通過對(duì)江漢油區(qū)鉆井過程中的油層保護(hù)現(xiàn)狀的調(diào)查分析，找出鉆井過程中油層傷害的原因，提高鉆探效果，在沒有新儲(chǔ)量補(bǔ)充的情況使油田穩(wěn)產(chǎn)上升。

一、江漢油區(qū)鉆井過程中油層保護(hù)現(xiàn)狀

江漢油區(qū)從上世紀(jì)80年代中期開始致力于油層保護(hù)鉆井液技術(shù)的探索和應(yīng)用。首先，1987年在潭26井，采取在“三開”以后用優(yōu)質(zhì)淡水泥漿鉆目的層，并且將泥漿密度控制在1.04×103kg/m3以下，使該井見到了良好的油氣顯示，實(shí)現(xiàn)了潭口的勘探突破。“七五”后期，按照局保護(hù)油層研究項(xiàng)目組的統(tǒng)一部署，鉆井工藝研究所鉆井液室開展了保護(hù)油層的鉆井液研究，采取了低壓差鉆井的措施，對(duì)鉆井液處理劑、鉆井液體系、鉆井液性能等因素對(duì)油層進(jìn)行靜、動(dòng)態(tài)室內(nèi)傷害試驗(yàn)，得出有指導(dǎo)意義的室內(nèi)研究結(jié)果，并對(duì)鉆井液進(jìn)行了優(yōu)化?！鞍宋濉逼陂g，在拖市油田開展鉆油層鉆井液優(yōu)化試驗(yàn)，提出了采用石灰石與重晶石復(fù)合加重的方案。通過室內(nèi)試驗(yàn)表明，油層滲透率恢復(fù)值達(dá)80%?！鞍宋濉敝泻笃谠谥艽壍貐^(qū)勘探會(huì)戰(zhàn)中，應(yīng)用了暫堵改造型完井液技術(shù)，使用具有一定粒度的固體顆粒和抑制性處理劑將鉆井鉆井液改造為完井液，得到了良好的保護(hù)油層效果。2000年以來，江漢油區(qū)鉆井過程中油層保護(hù)工作主要采取以下措施：1.優(yōu)選并推廣使用有利于油層保護(hù)的鉆井液體系，如復(fù)合鹽水鉆井液；2.在各鉆井隊(duì)配備了固控設(shè)備，加強(qiáng)鉆井液固相控制設(shè)備配套與使用研究，控制鉆井液的密度和固相含量不超標(biāo)；3.開展了暫堵型完井液研究，在探井上推廣使用屏蔽暫堵油層保護(hù)技術(shù)。人為地控制了這種傷害使之達(dá)到在鉆開油層的幾分鐘內(nèi)快速地在井壁內(nèi)形成一個(gè)薄而致密有效的堵塞層，以防止鉆井、固井過程對(duì)油層的進(jìn)一步傷害，完井時(shí)用射孔、酸溶、油溶或返排的方法完全解堵。

二、江漢油區(qū)鉆井過程中鉆井液對(duì)油層的傷害因素分析

1.鉆井液密度大，造成的正壓差大

從鉆井設(shè)計(jì)來看，為了保證鉆井安全，鉆井液設(shè)計(jì)密度的下限遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于地層原始?jí)毫ο禂?shù)。從現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)情況來看，實(shí)際鉆井液密度雖然很少有超出上限的，但也常常達(dá)到上限或者接近于上限值。江漢油區(qū)大部分地區(qū)鉆井液密度在1.25×103kg/m3以上，而各區(qū)塊油層壓力系數(shù)一般在0.8～1.1之間。因此，鉆井液密度比地層壓力系數(shù)高0.2～0.5，存在較大的正壓差。鉆井液密度值超過地層原始?jí)毫ο禂?shù)必然對(duì)地層產(chǎn)生正壓差，而正壓差是造成油層傷害的最主要因素之一。

2.固相含量超標(biāo)，固相的侵入造成油層傷害

從多年來的鉆井液監(jiān)測(cè)情況來看，固相含量超出設(shè)計(jì)值的井?dāng)?shù)較多，從近5個(gè)月的監(jiān)測(cè)平均結(jié)果來看，監(jiān)測(cè)值與鉆井設(shè)計(jì)值符合率只有80%，有20%的鉆井液固相含量都超出了設(shè)計(jì)值。在鉆開油層時(shí)，鉆井液中的固相顆粒在壓差的作用下必然會(huì)進(jìn)入地層的孔隙而對(duì)油層造成堵塞，鉆井液中固相含量愈高，侵入的顆粒越多，對(duì)油層的傷害也越大，特別是細(xì)顆粒和超細(xì)顆粒侵入深度更深，傷害程度更大。

3.膨潤(rùn)土含量超出設(shè)計(jì)值成油層傷害

膨潤(rùn)土含量是一種超細(xì)顆粒，在鉆井液中用以增加鉆井液的流變性，提高鉆井液的攜砂能力。膨潤(rùn)土在井內(nèi)液柱壓力的作用很容易侵入地層深部，堵塞地層孔隙吼道，而且很難解除，造成永久性傷害。膨潤(rùn)土含量愈高，進(jìn)入地層的量越多對(duì)油層的傷害越大。從近5個(gè)月的監(jiān)測(cè)結(jié)果看，監(jiān)測(cè)值與鉆井設(shè)計(jì)值平均符合率只有43.6%，56.4%的膨潤(rùn)土含量超出鉆井設(shè)計(jì)值。

4.部分區(qū)塊失水量大，水敏效應(yīng)對(duì)地層造成傷害

江漢油區(qū)大部分屬于低滲儲(chǔ)層，低滲儲(chǔ)層往往膠結(jié)物含量較高，其中有些膠結(jié)物（比如粘土）遇水會(huì)膨脹造成滲透率下降。在與中高滲地層相比，在相同的壓差下，鉆井液瞬間濾失量較低，在鉆井液循環(huán)的動(dòng)態(tài)條件下難以形成濾餅阻止液相侵入，因此低滲儲(chǔ)層的動(dòng)濾失總量反而較高。如果鉆井液濾液與地層不配伍，特別是在水敏性礦物含量較高的低滲儲(chǔ)層，就會(huì)造成孔隙粘土的膨脹，使孔喉進(jìn)一步變小，導(dǎo)致滲透率嚴(yán)重下降。從鉆井液設(shè)計(jì)來看，幾乎所有的鉆井液設(shè)計(jì)的失水均≤5ml。從實(shí)際監(jiān)測(cè)情況看，雖然很少有失水超標(biāo)的情況，但井底的實(shí)際情況比實(shí)驗(yàn)室的情況復(fù)雜得多，井內(nèi)液柱壓力比實(shí)驗(yàn)壓力高，失水量也更大，濾液進(jìn)入地層孔隙后產(chǎn)生的水鎖效應(yīng)必然會(huì)降低孔隙滲出透率。如果進(jìn)入地層的液體礦化度低于地層的臨界礦化度，會(huì)引起地層粘土水化膨脹，從而降低地層滲透率，而且這種傷害也是不可逆轉(zhuǎn)的。

三、江漢鉆井過程中油層保護(hù)建議

1.進(jìn)一步優(yōu)化鉆井液設(shè)計(jì)，針對(duì)不同的區(qū)塊，不同的層位采用不同的鉆井液體系和鉆井液性能指標(biāo)。對(duì)地層壓力不高，沒有鹽巖地層的區(qū)塊，考慮采用淡水鉆井液降低鉆井液密度，實(shí)現(xiàn)近平衡或欠平衡鉆井。

2.優(yōu)化鉆井液添加劑中固相顆粒的粒徑使之與地層孔隙級(jí)差匹配，使固相顆粒盡可能少或不進(jìn)入地層。合理調(diào)整固相粒子的級(jí)配，使鉆井液中各種大小直徑的粒子保持合理的比例，以降低固相顆粒的侵入深度。

3.針對(duì)水敏地層，鉆井時(shí)應(yīng)進(jìn)一步降低鉆井液失水量，并且鉆井液礦化度不應(yīng)低于地層臨界礦化度。或者在聚合物體系的基礎(chǔ)上加入粘土膨脹抑制劑防止水敏現(xiàn)象的發(fā)生，加入鉆井液用防水鎖劑降低水鎖效應(yīng)的影響。

4.對(duì)必須使用復(fù)合鹽水飽和鉆井液的區(qū)塊，在鉆開油層段時(shí)向鉆井液中加入屏蔽暫堵劑保護(hù)油層。

5.加強(qiáng)鉆井液固相控制設(shè)備的維護(hù)和使用，保證固控設(shè)備能夠連續(xù)正常工作，嚴(yán)格控制無用固相在鉆井液中的含量，提高固相含量合格率。

6.由于正電膠鉆井液具有獨(dú)特的流變性和較強(qiáng)的抑制性，能有效抑制粘土和鉆屑的水化膨脹與分散，抗可溶性鹽污染能力強(qiáng)，可用來鉆進(jìn)鹽膏層、易塌地層等，因此建議開展正電膠鉆井液的研究工作，并優(yōu)選出與正電膠相匹配適合天江漢特殊地層的鉆井液添加劑。