碳酸鹽巖儲層鉆井液保護技術(shù)研究

摘 要：針對碳酸鹽巖儲層鉆井液保護技術(shù)問題，本次研究結(jié)合碳酸鹽巖鉆井作業(yè)的現(xiàn)狀，首先對碳酸鹽巖儲層鉆井液損害的機理進行了分析，提出碳酸鹽巖儲層鉆井液保護的基本思路，最后對碳酸鹽巖儲層鉆井液保護的技術(shù)措施進行研究，為推動碳酸鹽巖儲層鉆井液保護技術(shù)指明了思路。研究表明：碳酸鹽巖儲層鉆井液的損害主要可以分為三種類型，分別是井漏造成的損害、固相侵入造成的損害以及液柱壓差造成的損害，因此，在碳酸鹽鹽儲層鉆井開發(fā)中需要采取隨鉆防漏堵漏技術(shù)以及保護油氣層暫堵技術(shù)，全面提高碳酸鹽巖儲層鉆井液的保護水平。

關(guān)鍵詞：碳酸鹽巖儲層;損害機理;防漏堵漏;屏蔽暫堵;保護儲層

1 碳酸鹽巖儲層鉆井液損害機理分析

對于碳酸鹽巖油藏而言，其儲層內(nèi)的空間較為多樣，儲層內(nèi)裂縫與孔洞之間的組合形式也相對較多，這就決定了該種類型的油藏與常規(guī)油藏而言，其損害的形式與損害的機理也將不同，根據(jù)碳酸鹽巖油藏鉆井作業(yè)的經(jīng)驗，其主要的損害機理可以分為三種類型：

1.1 井漏造成的儲層損害

碳酸鹽巖油藏內(nèi)儲存中的裂縫以及孔洞發(fā)育相對較好，在鉆井作業(yè)的過程中非常容易出現(xiàn)井漏問題，出現(xiàn)井漏問題的主要原因可以分為三種類型，分別是儲層內(nèi)溶洞性的產(chǎn)生了漏失現(xiàn)象、儲層內(nèi)產(chǎn)生了重力性的漏失、儲層內(nèi)產(chǎn)生了置換性的漏失以及在壓差的作用下產(chǎn)生了漏失。在進行鉆井作業(yè)的過程中，鉆頭進入的儲層類型不同，井漏問題所引起的儲層損害機理也將存在區(qū)別。當鉆井作業(yè)進入到洞穴型的儲層時，非常容易出現(xiàn)鉆具放空以及泥漿漏失等現(xiàn)象，且漏失量和漏失速度都相對較大，該種類型的損害機理相對較為復(fù)雜，通過對該種問題進行統(tǒng)計后發(fā)現(xiàn)，盡管漏失問題不會對油氣產(chǎn)量產(chǎn)生影響，但是卻會影響水驅(qū)置換作用，進而產(chǎn)生大量的鉆井液漏失，使得油氣藏中油氣水三者之間的分布產(chǎn)生變化，探測井的探測結(jié)果將會產(chǎn)生影響，同時，也會造成液柱壓力大幅度降低問題，生產(chǎn)井先漏后噴，進而對儲層產(chǎn)生非常嚴重的損害。當鉆井作業(yè)遇到裂縫性的儲層時，基本不會出現(xiàn)放空現(xiàn)象，鉆井液的漏失量也相對較小，但是鉆井液會進入到裂縫之中，進而產(chǎn)生裂縫堵塞問題，此時油氣資源的生產(chǎn)效率將嚴重下降。

1.2 固相侵入造成的儲層損害

一般情況下，碳酸鹽巖儲層都具有很強的非均質(zhì)性，裂縫和孔洞的尺寸類型也相對較多，分布相對較廣，當鉆井液中的固相侵入到儲層時，其損害程度與儲層內(nèi)裂縫、孔洞的分布以及尺寸具有一定的關(guān)系，同時，固相顆粒的直徑以及泥餅的形成質(zhì)量也會對損害問題產(chǎn)生嚴重的影響。

1.3 液柱壓差造成的儲層損害

在碳酸鹽巖儲層中一般都含有濃度相對較高硫化氫，在進行鉆井作業(yè)的過程中，為了防止硫化氫溢出問題，保障鉆井作業(yè)的安全，需及時向儲層鉆井液內(nèi)添加氫氧化鈉或者除硫劑，且需要采取高壓力的鉆進技術(shù)，這就使得井內(nèi)的液柱壓力大于地層壓力。井內(nèi)的液柱壓差相對較大，所使用的鉆井液中固相和液相都非常容易進入到油氣層內(nèi)，進而對油氣層產(chǎn)生嚴重的污染問題。通過對碳酸鹽巖儲層進行深入分析后發(fā)現(xiàn)，當該種類型儲層內(nèi)的巖石類型以灰?guī)r為主時，其儲層的水敏感性以及鹽敏感性都相對較強，堿敏感性最強，儲層中的壓力敏感性也相對較強，因此，在鉆井作業(yè)的過程中，鉆井液中的堿成分對儲層的損害影響較大。

2 碳酸鹽巖儲層鉆井液保護技術(shù)研究

2.1 保護思路

對于碳酸鹽巖儲層而言，其巖石的骨架成分相對較為簡單，基質(zhì)的密度相對較高，鉆井液漏失問題對于基質(zhì)的損害幾乎可以忽略，儲層內(nèi)的裂縫以及孔洞過度發(fā)育是造成井漏問題的主要原因，由于工作人員無法對裂縫以及孔洞的位置、大小、分布情況進行準確的確定，因此，工作人員只能從快速封堵裂縫的角度出發(fā)，進而對鉆井液的漏失量進行嚴格的控制，進而防止鉆井液漏失問題對儲層產(chǎn)生損害。因此，對碳酸鹽巖儲層鉆井液進行保護的主要思路為：①對碳酸鹽巖儲層內(nèi)的物性以及敏感性進行全面的分析，以此保障鉆井液與儲層內(nèi)的流體和儲層內(nèi)的巖石具有很強的配伍性;②采取措施盡可能避免出現(xiàn)漏失污染問題，同時，需要充分利用鉆井液與儲層內(nèi)流體之間的壓差，使得鉆井液中的固相粒子可以進入到微裂縫之中，最終實現(xiàn)井壁位置處滲透率幾乎為零的現(xiàn)象，阻止固相進入到油氣層中。在進行完井作業(yè)的過程中，在通過射孔等技術(shù)進行解堵作業(yè);③在鉆井作業(yè)的過程中如果發(fā)現(xiàn)了漏失較為嚴重的問題，則立即停止鉆井作業(yè)，如果此時鉆井作業(yè)已經(jīng)進入到了目的層，則可以提前進行完鉆。

2.2 隨鉆防漏堵漏技術(shù)

在防漏堵漏方面，在應(yīng)用常規(guī)防漏堵漏技術(shù)的基礎(chǔ)上，工作人員需要根據(jù)鉆井液在高溫高壓前提下的漏失量對鉆井液的封堵效果進行全面的評價，進而實現(xiàn)封堵劑優(yōu)選的目的。一般情況下，乳化后的瀝青以及聚合醇類型的處理試劑能有效降低鉆井液在高溫高壓環(huán)境中的漏失量，但是該種類型封堵劑在砂床中的封堵效果相對較差，在封堵劑中加入一定量的碳酸鈣以后，可以使得鉆井液的驅(qū)替壓力提升，但是碳酸鈣具有一定的惰性，在加入以后無法形成封堵膜，在漏失通道中也無法出現(xiàn)停留現(xiàn)象。酸溶性的封堵劑可以在一定壓力的作用下產(chǎn)生變形，在漏失通道內(nèi)也會產(chǎn)生快速聚集的現(xiàn)象，砂床的封堵效果也相對較好，但是在高溫高壓條件下對鉆井液的漏失量進行控制的效果相對較差。由此可見，無論何種類型的封堵劑在使用的過程中都具有一定的優(yōu)缺點，因此，鉆完井液技術(shù)單位在使用封堵劑的過程中需要根據(jù)自身情況進行合理的選擇。

2.3 保護油氣層暫堵技術(shù)

在應(yīng)用保護油氣層暫堵技術(shù)的過程中，需要對屏蔽暫堵技術(shù)的配方進行嚴格的確定，由于地層中裂縫是進行屏蔽暫堵作業(yè)的重要依據(jù)，因此，配方的確定需要結(jié)合碳酸鹽巖油藏儲層的試井資料，然后根據(jù)最理想的裂縫寬度，進而對屏蔽暫堵配方進行設(shè)計，同時也需要對鉆井液與不同尺寸裂縫的配伍性進行探索。一般情況下，在鉆井液中加入一定量的屏蔽暫堵試劑以后，對鉆井液性能的影響相對較弱，鉆井液的粘度可能有所增加，其漏失量會有所減低。在另一方面，不同區(qū)域的碳酸鹽巖儲層會存在一定的差別，因此，屏蔽暫堵劑配方也會產(chǎn)生差距。

通過應(yīng)用理想充填暫堵技術(shù)，通過粒徑不等的碳酸鈣顆粒進行復(fù)配封堵儲層中大小不等的各種孔喉，以及暫堵顆粒之間形成的孔隙，形成濾失量極低的致密泥餅，防止鉆井液濾液和固相侵入儲層。選用無熒光仿瀝青和胺基聚醇處理劑，不僅增強了體系的封堵性和抑制性，而且對環(huán)境無污染、無毒、易降解。

3 結(jié)論

通過本次研究可以發(fā)現(xiàn)，受到各種因素的影響，碳酸鹽巖儲層鉆井液會受到一定的損害，損害的機理主要可以分為井漏造成的損害、固相侵入造成的損害以及液柱壓差造成的損害等三種類型，進而對油氣資源的生產(chǎn)作業(yè)產(chǎn)生嚴重的影響，因此開發(fā)過程中需要明確碳酸鹽巖儲層鉆井液保護思路，在此基礎(chǔ)上，采取多項有效措施，全面提高碳酸鹽巖儲層鉆井液技術(shù)的保護水平。

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作者簡介：

張利威（1987- ），男，河南商丘人，畢業(yè)于中國石油大學(xué)（華東）鉆完井液技術(shù)管理專業(yè)，主要從事于鉆完井液技術(shù)管理。