水平井保護油層鉆井液技術在大港油田的應用

吳朝玲

摘 要：與普通直井相比，水平井油層保護工作難度更大，其中的保護油層鉆井液技術更是水平井油層保護工作的關鍵環節和重要內容。基于此，本文在對鉆井液對油層產生的傷害具體情況詳細分析基礎上，就油田儲層保護鉆井液技術、油田水平井儲層保護技術要點進行了闡述，從而確保實現更好的油層保護效果。

關鍵詞：水平井;油層保護;鉆井液技術;大港油田

前言

與常規直井相比，雖然水平井能夠更好的提高油井單井產量，但是對于水平井來說，其油層保護難度要明顯大于普通直井，特別是鉆井液技術的選擇是一個非常關鍵的方面。而不同區塊、不同完井方式的水平井鉆井液保護油層方案各不相同，要想取得比較好的油層保護效果， 就必須在掌握鉆井液穩定性對油層具體傷害表現基礎上按區塊、分層位進行個性化的油層保護方案。

1油層傷害程度與鉆井液穩定性關系

在油田勘探開發實踐中，由于水平井完井周期較長，鉆井液在高溫、高礦化度的環境下發生固相沉降幾率增加，引發固相顆粒堵塞油氣滲流通道，同時鉆井液失水也加劇了液相污染程度，施工中也極易發生鉆井液絮凝、重晶石沉淀等問題。所以，對水平井鉆井液要求其在完井階段能夠提高固相懸浮和降失水能力，滿足水平井鉆井、完井要求。通過改善鉆井液綜合性能，適應水平井鉆井需要，有效減輕鉆井液高溫降解、交聯和濾失量增大的問題。

大量實驗結果表明：如果鉆井液性能維護不當、處理劑加量不足或抗溫穩定性差，將導

致鉆井液在井下發生固相沉降，上下層密度差可達0.05g/cm3，其結果勢必是堵塞井眼和油氣之間的滲流通道。鉆井液濾失量的大幅提高也直接加劇了儲層的液相污染程度，有效改善鉆井液在井下復雜環境中的穩定性成為關鍵。所以，水平井施工過程中必須通過加入抗溫抗鹽流型調節劑和護膠劑，來改善鉆井液懸浮性能和護膠能力，防止鉆井液固相沉降，減小上下層密度差，在鉆開儲層后嚴格控制濾失量在4ml以下，以滿足水平井鉆井液長時間靜止要求。水平井鉆井液的性能直接決定儲層保護效果，必須始終保持鉆井井液的優良性能，才能順利、高效地完成水平井鉆井、完井工作。

2儲層滲透率恢復與鉆井液污染的關系

儲層孔隙特性與外來固相的侵入密切相關，當鉆井液粒度分布明顯小于儲層巖心的孔隙分布，微小的固相顆粒隨鉆井液濾液進入儲層深部并沉積下來。稍大的固相顆粒則侵入儲層一段距離后，形成內泥餅，從而在井眼周圍形成一個低滲透的固相侵入帶。鉆井液固相在井壁上進一步堆積形成外泥餅，在鉆井液循環沖刷下，外泥餅厚度和致密性會時常發生變化。通過對內、外泥餅封堵性能的分析，可以判斷固相進入儲層巖心的程度。對于同一種鉆井液，隨著污染時間的變化，巖心的滲透率恢復值差別不大，前端巖心滲透率恢復值較低，表明固相污染嚴重，返排難以清除，固相污染不超過2.5cm。后端巖心滲透率恢復值較高，均達到80%以上，表明只有很少量的鉆井液固相侵入該段巖心，其滲透率降低的原因主要是由于液相污染造成的。因此可以判斷，在鉆井液與地層接觸的很短時間內，鉆井液中的固相進入儲層，形成一段內泥餅，內泥餅一旦形成，就比較穩定，可有效阻止鉆井液中的其它固相進一步深入儲層。因此在一定壓力下，固相污染深度與鉆井液自身性能和儲層特性有關，污染時間對其影響較小。而造成鉆井液浸泡儲層時間越長，污染越嚴重這一現象的主要原因是隨著污染時間的延長，雖然鉆井液固相污染程度基本穩定不變，但液相則會透過泥餅不斷的侵入地層，時間越長，侵入量越大。短時間的浸泡，濾液進入深度有限，對儲層影響較小，一旦浸泡時間過長，濾液可能進入到儲層深部，其對儲層的影響就變得顯著起來，將引起油氣相對滲透率降低、潤濕性反轉、儲層敏感性傷害、聚合物吸附、化學絮凝等一系列復雜問題。液相侵入深度越深，需要將其返排出地層的壓力就越高，返排時間越長，儲層污染越嚴重。

對某一巖心反復污染5次，每次污染過程中失水狀況都基本一致，而且五次污染后的巖心滲透率恢復值與一次污染也基本一致，說明內泥餅一旦形成，其可有效阻止鉆井液固相的進一步侵入儲層。一定壓力條件下，固相污染深度與鉆井液自身性能和儲層特性有關，與污染時間沒有直接關系，液相侵入深度則隨著污染時間及次數的增加而加深。

3水平井保護油層鉆井液技術

對于大港油田來說，較多區塊油藏均屬于典型的斷塊非均質砂巖油藏， 各斷塊的儲層物性差別非常大， 同一斷塊不同層位的油層物性也各不相同， 因此， 油層保護方案也不同。針對不同區塊的地層特性、井深、井溫， 選擇不同的鉆井液體系， 以取得較好的保護油層效果。

對于中、低滲砂巖儲層而言，由于儲層砂巖孔隙大小分布范圍很廣，僅憑一種粒徑的暫堵劑作為架橋粒子很難滿足暫堵的要求，而使用多種類型暫堵劑復配的鉆井液則能有效保護砂巖孔隙儲層。通過使用合理粒度分布的架橋粒子，在對滲透率影響較大的孔隙處形成架橋，并輔以粒度適宜的充填粒子和可變形粒子進一步封堵，最終形成致密的暫堵帶，最大限度地減輕對油氣層的損害。

由于中、低滲透油藏具有儲層物性差、敏感性強等特點，目前水平井保護儲層鉆井液的發展趨勢是發展水基暫堵型體系。其中針對不同的水平井完井方式形成了不同的油氣層保護技術，即廣譜型屏蔽暫堵技術、理想充填技術、低固相超低滲透保護油氣層技術。對于射孔完井方式，可以采用廣譜型屏蔽暫堵保護油氣層技術和理想充填保護油氣層技術，以水平井所在區塊的儲層物性、儲層孔喉半徑分布為依據進行油層保護方案研究;對于篩管完井方式， 可以采用具有酸溶、油溶特性的低固相超低滲透保護油層技術。

4水平井油層保護技術要點

（1）縮短鉆井周期，減輕鉆井液對儲層的傷害，確保作業安全，防止井壁坍塌、卡鉆、巖屑床沉積等井下問題的產生。

（2）提高鉆井液性能，實施保護儲層措施。在每口水平井現場施工中， 嚴格按照室內研究成果調整鉆井液性能， 足量加入復配暫堵劑等油層保護材料， 鉆井過程中根據消耗量及時補充， 保證其有效含量相對穩定。水平井鉆井特殊性要求鉆井液具有較好防塌抑制性、流變性、潤滑性和儲層保護等綜合性能，能較快形成薄而致密泥餅（尤其是內泥餅），控制鉆井液固相和濾液的進一步侵入，鉆井液濾液同地層流體相配伍，泥餅應容易反排清除或使用酸液或溶劑清除，返排的啟動壓力要低，滲透率恢復值高，利用返排解堵或其它措施消除傷害，提高儲層保護效果。

（3）嚴格控制鉆井液密度。鉆井液液柱壓力與地層孔隙壓力差越大，儲層污染越嚴重。因此在保障井下安全的情況下實施近平衡或欠平衡鉆井，控制鉆井液密度，可以減少鉆井液進入儲層的侵入量。

（4）提高鉆井液穩定性。鉆井液在井內高溫、高礦化度的環境下長時間靜置容易發生固相沉降，聚集在水平段井眼下部，堵塞油氣通道。應適當提高鉆井液在井下環境中的穩定性，便于完井作業。

（5）改善水平井固井質量。由于存在套管居中難題以及管外竄漏或固井液漏入篩管污染油氣層問題，容易發生固井液污染儲層現象。

5 結束語

水平井鉆井完井液保護油層技術研究工作對于確保水平井施工效率和后續工作都至關重要，而要做好水平井保護油層鉆井液技術必須按區塊、分層位進行， 油層保護方案必須個性化， 對于不同儲層優選適合的鉆井液體系，只有這樣才能取得理想的效果。

參考文獻

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