低滲透油藏水平井鉆井中的儲(chǔ)層保護(hù)分析

錢程

摘 要：采用水平井鉆井技術(shù)對低滲透油藏進(jìn)行開發(fā)可以達(dá)到很好的效果，可是在鉆井過程中時(shí)常會(huì)對地下儲(chǔ)層造成傷害，本文對成傷害的主要原因進(jìn)行深入的分析，并提出多種儲(chǔ)層保護(hù)手段。

關(guān)鍵詞：低滲透油藏;儲(chǔ)層保護(hù);鉆井技術(shù)

1低滲透油藏水平鉆井對地下儲(chǔ)層造成傷害的主要原因

對低滲透油藏進(jìn)行鉆井施工作業(yè)，由于較長時(shí)間的受到鉆井液、完井液的浸泡和滲透，會(huì)對鉆井壁附近的地下儲(chǔ)層的油氣孔隙造成堵塞，直接影響著鉆井壁附近儲(chǔ)層具備的滲流能力。大量的試驗(yàn)研究中發(fā)現(xiàn)，低滲透油藏水平井鉆井對地下儲(chǔ)層造成傷害的原因比較多，某些原因之間是相互關(guān)聯(lián)和影響的，但也存在著次關(guān)系。

1.1固相顆粒的侵入

如果鉆井井眼內(nèi)的液柱壓力遠(yuǎn)高于油氣儲(chǔ)層的孔隙壓力，鉆井液中的固相顆粒就會(huì)在壓力的驅(qū)動(dòng)之下進(jìn)入到油氣儲(chǔ)層之中，在井眼四周或者地下儲(chǔ)層的某位部位沉降下來，把油氣流動(dòng)的孔道尺寸減少，嚴(yán)重的情況下會(huì)把油氣通道全部封堵。由于水平井鉆井方式需要的時(shí)間比較長，從鉆井到完井需要多種液體的配合，由于對地下儲(chǔ)層的浸泡時(shí)間變長，很多固相顆粒便進(jìn)入到地層孔隙當(dāng)中。水平井的施工作業(yè)要求鉆井液濾餅可以在很快的速度下迅速形成，可以把井壁有效的穩(wěn)定住，達(dá)到防漏防卡的目的，可以減緩濾液和固相物質(zhì)的侵入，從而對地層造成傷害，可是由于濾餅比較緊密，會(huì)對完井工具和油氣儲(chǔ)集層形成一定程度的封堵，所以，必須要保證在水平井鉆井時(shí)的完井液以最快的速度生成濾餅，在完井工序之后應(yīng)該及時(shí)處理好內(nèi)外濾餅。

1.2液相的侵入

低滲透油藏的地下儲(chǔ)層中含有的粘土物質(zhì)比較多，鉆井液進(jìn)入以地下儲(chǔ)層之后，粘土物質(zhì)遇水產(chǎn)生膨脹，會(huì)對地層產(chǎn)生很嚴(yán)重的傷害。壓差一致條件下，低滲透儲(chǔ)層會(huì)比高、中滲透性的儲(chǔ)層在鉆井時(shí)產(chǎn)生的鉆井液流失量要低，可是，在鉆井液進(jìn)行動(dòng)態(tài)循環(huán)流動(dòng)的情況下，很難生成致密的油餅來防止液相的侵入。當(dāng)鉆井液濾液和地下儲(chǔ)層的匹配性能不好時(shí)，地下儲(chǔ)層的粘土物質(zhì)遇到水膨脹問題就會(huì)更加嚴(yán)重，從而對儲(chǔ)層造成較大的傷害。

1.3水鎖的損害

油、水物質(zhì)通過地下儲(chǔ)層的巖石孔隙進(jìn)行流動(dòng)時(shí)，水滴物質(zhì)在流到油氣通道的孔喉部位遇阻，從而形成毛管效應(yīng)，低滲油藏以及特低滲油藏的地下儲(chǔ)層孔隙通道的孔喉尺寸很小，在該種情況下很容易引起水鎖損害。毛管效應(yīng)產(chǎn)生的自吸，以及水相滯留造成的水相圈閉，低滲透油藏和特低滲透油藏具有的水濕性儲(chǔ)層含水飽合程度不高，水分的自吸作用以及水鎖效應(yīng)十分顯著。喉道尺寸越小，毛細(xì)管具備的壓力就越高，自吸以及滯留效果就更加顯著，油、水物質(zhì)的界面張力值變大，侵入地層的流體粘度就會(huì)升高，水相圈閉造成的地層傷害就會(huì)更為嚴(yán)重。

1.4地下儲(chǔ)層和外來流體物質(zhì)不匹配

如果在水平井鉆井施工中引進(jìn)來的流體具備的化學(xué)成分和地層流體化學(xué)物質(zhì)不能進(jìn)行有效匹配時(shí)，會(huì)在油氣儲(chǔ)層的孔道進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，從而形成沉積物，產(chǎn)生乳化作用，促使地下的細(xì)菌大量繁殖，從而對地下儲(chǔ)層的滲透性造成不利影響。無機(jī)沉淀物質(zhì)主要有碳酸鈣，硫酸鈣、碳酸鍶以及硫酸鍶等，形成的有機(jī)沉淀主要為蠟質(zhì)、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)等，在對地下儲(chǔ)層的油、氣孔道造成堵塞的同時(shí)，還會(huì)對地下儲(chǔ)層的潤濕性造成影響，使儲(chǔ)層具備的滲透性能下降。

2低滲透油藏水平井鉆井采用的儲(chǔ)層保護(hù)手段

2.1欠平衡鉆井技術(shù)

所謂的欠平衡鉆井技術(shù)，也就是指在水平井鉆井作業(yè)時(shí)，對鉆井液柱的壓力進(jìn)行有效控制，使其具備的壓力小于地下儲(chǔ)層的壓力值，可以上地下儲(chǔ)層的流體進(jìn)入到鉆井井眼當(dāng)中，通過鉆井液的循環(huán)進(jìn)入到地面，從而進(jìn)行控制的鉆井技術(shù)。欠平衡鉆井技術(shù)可以有效的避免鉆井液在循環(huán)過程中的漏失，防止出現(xiàn)壓差卡鉆的問題，阻止和減輕在水平井鉆井作業(yè)過程中對地下儲(chǔ)層的傷害。欠平衡鉆井技術(shù)最早采用空氣作為循環(huán)的介質(zhì)，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，后來采用氮?dú)?、天然氣和泡沫等質(zhì)量較輕、密度較低的鉆井液，上述介質(zhì)主要應(yīng)用于低壓、低滲透的地下儲(chǔ)層。

2.2氣體鉆井技術(shù)

氣體鉆井技術(shù)是以密度較低的沖洗介質(zhì)作為主要技術(shù)特點(diǎn)的新型鉆井技術(shù)，該技術(shù)具有很高的鉆進(jìn)速度，鉆頭的使用期限較長，可以有效降低鉆井作業(yè)的成本，在產(chǎn)生嚴(yán)重的漏失的地下儲(chǔ)層中也可以高效的鉆進(jìn)，可以在缺少水分的條件下完成鉆井任務(wù)。地下儲(chǔ)層的巖芯不會(huì)受到污染，可以有效的避免對地層造成傷害，如果采用沖擊鉆井，可以避免產(chǎn)生井斜現(xiàn)象。

2.2聚合物鉆井完井液技術(shù)

采用含有聚合醇的鉆井液技術(shù)，由于其具有很好的熱穩(wěn)定性能以及較好的抑制能力，沒有較強(qiáng)的毒性，可以利用生物進(jìn)行降解處理，對于自然生態(tài)環(huán)境的保護(hù)十分有利。聚合醇物質(zhì)的濁點(diǎn)效應(yīng)可以析出膠體顆粒，可以對地層進(jìn)行暫進(jìn)的封堵，在鉆井施工時(shí)可以有效的保護(hù)低滲透地層不受到傷害。與此同時(shí)，聚合物鉆井、完井液可以避免低滲透儲(chǔ)層受到水鎖傷害，可以應(yīng)用到低滲透強(qiáng)水敏型的地下儲(chǔ)層之中。當(dāng)前，該鉆井技術(shù)在冀東油田的得到廣泛的應(yīng)用。

2.4強(qiáng)抑制可降解完井液技術(shù)

該技術(shù)是以甲酸鹽以及MEG作為主要成分的無固相完井液，該技術(shù)可以防止地下儲(chǔ)層遇水產(chǎn)生膨脹，避免產(chǎn)生水敏傷害。具備很好的防塌陷能力，可以保證井壁具備很好的穩(wěn)定性。還有著較好的懸浮穩(wěn)定性，可以避免鉆井屑的沉淀。具備很好的潤滑性能，使摩擦系數(shù)有效降低，防止鉆柱產(chǎn)生過大的摩擦阻力，避免產(chǎn)生各類卡鉆事故?？梢詽M足對于生態(tài)環(huán)保的要求，可以采用生物對其進(jìn)行降解，避免對地下儲(chǔ)層造成較大的傷害，在低滲透油藏進(jìn)行水平井鉆井施工中得到了推廣和應(yīng)用。

3建議

3.1加大對低滲漏油藏儲(chǔ)層保護(hù)的研發(fā)力度

由于該類油藏普遍含有泥質(zhì)和膠結(jié)物，，毛細(xì)管壓力和含水飽合度比較高，具有較強(qiáng)的水敏性，孔喉尺寸較小，滲透能力不強(qiáng)，地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜，時(shí)常含有天然的裂縫。地下儲(chǔ)層的傷害時(shí)常發(fā)生在鉆井、固井和完井作業(yè)的每個(gè)環(huán)節(jié)當(dāng)中，對受損后的地層進(jìn)行傷害比較困難。鉆井是儲(chǔ)層動(dòng)用的第一步，必須要在鉆井作業(yè)加強(qiáng)對儲(chǔ)層的保護(hù)。

3.2多種保護(hù)新技術(shù)的配合

壓裂作業(yè)是對低滲透油藏進(jìn)行開發(fā)的關(guān)鍵措施，對于不適用于壓裂的地下儲(chǔ)層應(yīng)該利用欠平衡鉆井技術(shù)、水平井技術(shù)或者分支井的方式，采用對儲(chǔ)層有保護(hù)作用的鉆井液和完井液，多種技術(shù)相互配合來對地下儲(chǔ)層進(jìn)行保護(hù)，也可以提高油氣產(chǎn)量。

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