渤海油田某區(qū)塊深部衰竭油藏儲(chǔ)層保護(hù)配套技術(shù)

陳　毅，和鵬飛，岳文凱

（1.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津　300452；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津　300452；3.中國石油大學(xué)（北京），北京　102200）

渤海油田某區(qū)塊深部衰竭油藏儲(chǔ)層保護(hù)配套技術(shù)

陳毅1，和鵬飛2，岳文凱3

（1.中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津300452；2.中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)分公司，天津300452；3.中國石油大學(xué)（北京），北京102200）

隨著老油田的深入開采，儲(chǔ)層段壓力虧空嚴(yán)重，如何做好大壓差儲(chǔ)層段的油氣層保護(hù)已經(jīng)成為老油田后期調(diào)整開發(fā)成功的關(guān)鍵。渤海油田某區(qū)塊衰竭開采產(chǎn)量遞減快，存在油井層間干擾嚴(yán)重，注水井縱向吸水不均，地層層間壓力系數(shù)差異大等問題。在調(diào)整井作業(yè)中，通過生產(chǎn)井測(cè)試認(rèn)識(shí)以及新鉆井隨鉆測(cè)壓等技術(shù)，通過儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)研究，針對(duì)性的給出鉆井液、固井、完井等一系列關(guān)鍵配套技術(shù)，并在8口井應(yīng)用后獲得巨大效果。

儲(chǔ)層保護(hù)；隨鉆測(cè)壓；鉆完井液；固井技術(shù)

海上老油田的挖潛調(diào)整是穩(wěn)產(chǎn)、上產(chǎn)，保證可持續(xù)發(fā)展的主要技術(shù)手段［1-3］。但是由于部分油田長期衰竭開采以及注水面錐進(jìn)、舌進(jìn)，地層壓力系數(shù)差異極大。調(diào)整井作業(yè)期間鉆完井固相顆粒、濾液容易深入地層，造成儲(chǔ)層污染，固井期間容易層間竄槽，大度砂巖封固不良，繼而進(jìn)一步引起水錐、破壞產(chǎn)能，在遼河、勝利等油田均存在此類問題［4，5］。本文研究了渤海油田某區(qū)塊深部衰竭油藏儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)，并提出配套措施，對(duì)提高剩余油采收率具有重要意義。

1　儲(chǔ)層特征

（1）儲(chǔ)層埋藏深。該區(qū)塊主要儲(chǔ)層分布在沙河街二段和三段，垂深在2 800.0 m～3 000.0 m。

（2）中低孔滲特征。儲(chǔ)層物性屬于中等，平均孔隙度18%左右，平均滲透率100 mD左右，屬于“中低孔滲”儲(chǔ)層特征。平面上各個(gè)高點(diǎn)分屬不同的油氣水系統(tǒng)，縱向上各油組屬于不同油水系統(tǒng)，油藏類型以構(gòu)造層狀油藏為主，局部發(fā)育巖性-構(gòu)造油藏。

（3）壓力虧空，注采不平衡。衰竭開采產(chǎn)量遞減快，油井層間干擾嚴(yán)重，注水井縱向吸水不均；后期注水，地層壓力逐漸回升，但是深部沙河街組壓力虧空情況仍然很嚴(yán)重，地層壓力系數(shù)在0.625～1.067不等。

2　儲(chǔ)層保護(hù)工程措施的研究

該區(qū)塊前期調(diào)整井在東營組地層容易發(fā)生鉆頭泥包、沙河街組泥巖易坍塌，且易發(fā)生卡電纜、卡尾管、鉆具阻卡等問題。

2.1鉆井液體系研究

針對(duì)以上問題同時(shí)結(jié)合油田儲(chǔ)層滲透率、孔喉直徑分布和礦化度等物性參數(shù)，同時(shí)針對(duì)該油田儲(chǔ)層壓力下降的情況，從鉆井液技術(shù)角度考慮引入“井壁加固”技術(shù)降低鉆井液濾液的“活度”［6，7］，提高井壁穩(wěn)定能力，降低鉆完井液濾液界面張力，提高水基鉆完井液濾液配伍性。

2.1.1加重材料的選擇該區(qū)塊儲(chǔ)層段孔喉80%分布在1 μm～20 μm，而常規(guī)重晶石的粒度多在400～1 000目，折合粒徑在13 μm～38 μm，與儲(chǔ)層孔喉大小相當(dāng)，易進(jìn)入儲(chǔ)層孔隙中造成永久性堵塞，所以將加重材料由重晶石調(diào)整為石灰石。

2.1.2鉆井液流變性和承壓封堵性研究根據(jù)儲(chǔ)層情況，調(diào)整井鉆井液承壓封堵能力需要達(dá)到20.0 MPa的要求，主要是在體系中加入10.0%～15.0%的改進(jìn)型耐高溫磺甲基酚醛樹脂，10.0%～15.0%的改進(jìn)型耐高溫的腐殖酸樹脂和10.0%～15.0%的甲酸鉀，增強(qiáng)封堵性能。

流變性實(shí)驗(yàn)結(jié)果（見表1）?？梢钥闯鯤THP失水已降低至8.2 mL。仍采用高溫高壓濾失儀，在下部填充100 g 40～60目石英砂，上部倒?jié)M鉆井液進(jìn)行高溫高壓砂床實(shí)驗(yàn)，其砂床濾失量為1.0 mL，濾餅的清水濾失量也僅為1.0 mL。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明采用“井壁加固”技術(shù)后鉆井液體系流動(dòng)性穩(wěn)定，封堵性增強(qiáng)。

表1　鉆井液流變性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

實(shí)驗(yàn)條件：熱滾溫度120.0℃、16.0 h；HTHP失水條件：120.0℃、3.5 MPa；HTHP砂床/清水失水：120.0℃、3.5 MPa。

2.1.3滲透率恢復(fù)值對(duì)比試驗(yàn)儲(chǔ)層段壓力虧空嚴(yán)重，容易造成水鎖性傷害，UHIB是一種新型防水鎖劑，可以有效降低濾液界面張力。不同的加重材料及UHIB組合成不同的配方（見表2）。

表2　不同加重材料及UHIB組合配方

通過數(shù)據(jù)分析石灰石+甲酸鉀體系在防泥包、承壓能力、泥餅潤滑性、滲透率恢復(fù)值以及降低ECD等方面均有較大優(yōu)勢(shì)（見表3）。

表3　不同配方的滲透率恢復(fù)值對(duì)比

利用有機(jī)鹽所具有的半透膜效應(yīng)，通過在鉆井液中加入10.0%～20.0%甲酸鉀，降低鉆井液濾液活度，實(shí)現(xiàn)與地層流體之間的活度平衡，減少高壓差下濾液侵入。甲酸鉀有很強(qiáng)的液相封堵能力，可延遲鉆井液濾液在微裂隙中的滲流速率，甲酸鉀還能夠改善抑制性防泥包、降低固相含量，有助于提高機(jī)械鉆速。

2.2隨鉆測(cè)壓技術(shù)

為了進(jìn)一步摸清虧空儲(chǔ)層壓力梯度在油組中的具體分布規(guī)律，以便于指導(dǎo)鉆完井方案和作業(yè)，在第一口井儲(chǔ)層作業(yè)過程中，選取了隨鉆測(cè)壓技術(shù)［8，9］，對(duì)儲(chǔ)層各油組選取了24個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了壓力監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)沙二段油組虧空嚴(yán)重，最低壓力系數(shù)0.625。

2.3低密高強(qiáng)水泥漿體系

若采用常規(guī)的水泥漿體系，很容易壓漏地層或嚴(yán)重污染儲(chǔ)層段。為優(yōu)化漿柱壓力和固井期間環(huán)空壓力分布，優(yōu)選硅粉+漂珠低密度水泥漿體系，既能夠壓穩(wěn)油氣層，又保證不壓漏壓力虧空層，最大限度地減少儲(chǔ)層污染。

2.4防水鎖隱形酸完井液

經(jīng)過與鉆井液、地層巖心、地層原油的配伍性試驗(yàn)，優(yōu)選防水鎖隱形酸完井液體系。該體系與該區(qū)塊儲(chǔ)層所用鉆井液體系配伍性較好，地層滲透率恢復(fù)值實(shí)驗(yàn)結(jié)果為99.12%。不會(huì)與地層原油形成穩(wěn)定的乳狀液，完井液體系中防水鎖劑減少完井液對(duì)儲(chǔ)層的水鎖傷害，同時(shí)加大隱形酸用量，對(duì)儲(chǔ)層有一定的酸化、解堵效果。

3　現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用

目前該區(qū)塊8口調(diào)整井已經(jīng)全部投產(chǎn)，產(chǎn)量情況（見表4）。另外兩口井由于投產(chǎn)出現(xiàn)電泵故障，未計(jì)入產(chǎn)量情況。

表4　投產(chǎn)初期產(chǎn)量數(shù)據(jù)

4　結(jié)論

（1）“井壁加固”技術(shù)，有效地提高了儲(chǔ)層的承壓封堵能力和井壁穩(wěn)定性，有利于油氣快速返排，從而提高儲(chǔ)層保護(hù)效果。

（2）采用石灰石粉與可溶鹽甲酸鉀加重代替重晶石加重，有效地避免了重晶石對(duì)該油田孔喉的永久性傷害，且后續(xù)采用防水鎖隱形酸完井液能有效清除可能產(chǎn)生的石灰石粉堵塞和沉淀。

（3）低密高強(qiáng)水泥漿體系的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了“三低、一長”，即：低ECD、低漏失風(fēng)險(xiǎn)、低污染，長裸眼段封固。

［1］ 潘彩霞，田冀.中國海上海相砂巖油藏增產(chǎn)挖潛技術(shù)［C］.第二屆全國油氣田開發(fā)技術(shù)大會(huì)，2007.

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TE258.2

A

1673-5285（2016）05-0014-03

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.05.004

2016-04-08

國家科技重大專項(xiàng)-海上稠油油田高效開發(fā)示范工程，項(xiàng)目編號(hào)：2011ZX05057。

陳毅，畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東），學(xué)士，現(xiàn)為中海油天津分公司渤海石油研究院工程師，研究方向?yàn)楹Ｑ笸昃こ膛c稠油熱采，郵箱：chenyi@cnooc.com.cn。