大位移井動態(tài)損害評價儀和試驗方法研究

張耀元,張群,馬雙政，王冠翔,周廣巍

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)公司，廣東 湛江 524000)

大位移井動態(tài)損害評價儀和試驗方法研究

張耀元,張群,馬雙政，王冠翔,周廣巍

(中海油能源發(fā)展股份有限公司工程技術(shù)公司，廣東 湛江 524000)

國內(nèi)關(guān)于鉆(完)井液儲層保護能力的評價方法仍以直井為主，現(xiàn)有的試驗設(shè)備和評價方法不能達到真實模擬儲層條件的要求。筆者利用CQDP-1高溫高壓動態(tài)損害評價儀模擬X盆地高溫高壓氣藏鉆(完)井過程，通過將高溫高壓鉆(完)井液與儲層巖心相互作用來評價鉆(完)井液儲層保護性能。該試驗設(shè)備能夠更真實地模擬儲層情況，滿足現(xiàn)場需求，從而為勘探開發(fā)的決策提供一種更科學(xué)、更準(zhǔn)確、更全面的依據(jù)。

儲層損害；動態(tài)損害評價儀；試驗條件；大位移井

在直井中，儲層內(nèi)油氣向井眼內(nèi)滲流屬于徑向滲流，其滲流能力的大小主要取決于生產(chǎn)壓力梯度和水平平面上的滲透率。當(dāng)儲層被鉆(完)井液損害后，會引起滲透率降低而影響其滲流能力。在實驗室內(nèi)通常采用巖心受鉆(完)井液污染前后徑向滲透率的變化來評價鉆(完)井液對儲層的損害程度，但該方法不能模擬大位移井在儲層鉆進中的真實過程(如儲層的各向異性、濾餅的破壞與重構(gòu)、鉆(完)井液的攜砂等)。筆者利用CQDP-1全自動高溫高壓動態(tài)損害評價儀同時測定在直井段、水平段、斜井段的鉆(完)井液對儲層污染前后滲透率的變化，以評價不同井段處儲層損害程度。

1 試驗儀器

1.1 高溫高壓損害評價儀結(jié)構(gòu)

對于大位移井來說，儲層中的油氣向井眼內(nèi)滲流具有三維滲流特點，因而受到儲層滲透率在各方向上的非均一性，即所謂各向異性的影響。當(dāng)鉆(完)井液損害水平井儲層時，鉆(完)井液向儲層內(nèi)部的滲透也呈三維滲透，從而導(dǎo)致儲層滲透率在各方向的損害程度互不相同。

CQDP-1全自動高溫高壓動態(tài)損害評價儀，中間為工作液循環(huán)系統(tǒng)，主要由驅(qū)替模塊、儲液模塊、工作液循環(huán)模塊、圍壓加載模塊、回壓加載模塊、溫度環(huán)境模擬模塊等組成(圖1)。具有自動采集、控制和處理等功能，可以同時實現(xiàn)多種試驗裝置的功能，更加有效地評價儲層損害。

其主要工作原理：由3個中間容器組成，且有3個巖心夾持器。當(dāng)關(guān)閉鉆(完)井液泵及相關(guān)閥門時，由精密ISCO驅(qū)替，可進行巖心損害前后滲透率的測試；而當(dāng)打開鉆(完)井液泵、流動管路及相關(guān)閥門時，可對液體罐中的鉆(完)井液在實際儲層條件下進行循環(huán)，從而對儲層巖心進行動態(tài)污染損害。3個夾持器成T字形排列(圖2)，能同時模式水平井段上下及側(cè)面井壁情況，確保試驗數(shù)據(jù)與現(xiàn)場一致。該設(shè)備能夠在0～90°任何角度旋轉(zhuǎn)，保證準(zhǔn)確對斜井段、水平井段、直井段的巖心3種不同端面的受損害評價。

1.2 高溫高壓損害評價儀技術(shù)指標(biāo)

①工作溫度：室溫～200℃，控溫精度±1℃；②系統(tǒng)耐壓：75MPa；③驅(qū)替壓力：10000psi(1psi=6894.757Pa)；流速：0.00001～107mL/min；④模擬鉆(完)井液流量：0～1.5m3/min；⑤回壓閥耐壓：0～75MPa；⑥巖心夾持器：?25mm×150mm；⑦適用巖心規(guī)格：?25mm×(30～100)mm；⑧電子天平的量程為2100mg，精度為10mg。

圖1 CQDP-1全自動高溫高壓動態(tài)損害工藝流程

圖2 夾持器成T字形排列

2 在儲層損害評價中的應(yīng)用

利用CQDP-1全自動高溫高壓動態(tài)損害評價儀測定巖心損害情況。試驗選取X盆地高溫高壓儲層的3塊巖心，分別固定在巖心夾持器的3個方向。設(shè)備在0～90°旋轉(zhuǎn)，充分保證斜井、水平井、直井的巖心3種不同端面受損害評價，評價結(jié)果見表1。該設(shè)備充分結(jié)合現(xiàn)場實際情況，采用閉路循環(huán)方式，真實地模擬地層溫度、壓力及環(huán)空鉆(完)井液返速的條件下,在巖心端面形成剪切速率對地層巖心進行動態(tài)污染，采用烘箱和加熱套同時加熱，大大縮短了加溫時間和恒溫時間，減少污染試驗時間。該儀器操作靈活方便,自動化程度高,實用性強。

表1 巖心損害評價結(jié)果

3 結(jié)論

1)CQDP-1全自動高溫高壓動態(tài)損害評價儀能夠模擬大位移井在儲層鉆進中巖心受損的真實過程，同時測定在直井段、水平段、斜井段的鉆(完)井液對儲層污染前后滲透率的變化。

2)CQDP-1全自動高溫高壓動態(tài)損害評價儀能夠模擬高溫高壓地層條件，為高溫高壓油氣藏保護區(qū)域儲層優(yōu)選合適的鉆井液體系，該儀器操作靈活方便,自動化程度高,實用性強。

[1]樊世忠.水平井鉆井完井保護油層技術(shù)[J].鉆井液與完并液,1992,9(3)：11～18.

[2]蔣官澄.水平井儲層損害的室內(nèi)評價方法[J].石油大學(xué)學(xué)報，1993,17(4)：28～33.

[3]余維初，何權(quán).JHMD-I新型智能高溫高壓動態(tài)損害失水儀的研制[J].鉆井液與完井液，2005,22(6)：49～50.

[編輯] 帥群

2016-11-02

張耀元(1982-)，女，碩士，工程師，現(xiàn)主要從事鉆井液及儲層保護評價工作，zhangyy1@cnooc.com.cn。

TE258

A

1673-1409(2017)3-0081-02

[引著格式]張耀元,張群,馬雙政,等.大位移井動態(tài)損害評價儀和試驗方法研究[J].長江大學(xué)學(xué)報(自科版), 2017,14(3):81～82.