屏蔽暂堵保护油气层钻井液技术1
保护油气层钻井完井液技术2010-0902
1.2.2 油气层敏感性评价
指通过岩心流动实验对油气层的速敏、水敏、 盐敏、碱敏和酸敏性强弱及其所引起的油气层损 害程度进行评价，通常简称为五敏实验。
A.速敏评价实验
B.水敏评价实验 C.盐敏评价实验 D.碱敏评价实验 E.酸敏评价实验
Ａ 速敏评价实验
在钻井、完井、试油、注水、开采和实施增产措施等作业或 生产过程中，流体的流动引起油气层中的微粒发生运移，致
用不当，经常会影响测井资料与试油结果对储层物性参数
的正确解释； 在钻井完井作业中应用保护油气层配套技术，可以使油气 井产量得到明显提高，同时可以大大减少试油、酸化、压 裂和修井等井下作业的工作量，降低生产成本；
保护油气层有利于油气井产量和油气田开发经济效益 的提高；
有利于油气井的增产和稳产，在油气开采的漫长时期，
–油藏类型、储层特点 –钻井液完井液类型及参数 –屏蔽暂堵剂规格要求及加量 –油气层保护施工技术措施
1.2油气层损害的评价方法
岩心分析 油气层敏感性评价 工作液对油气层的损害评价 油气层损害的矿场评价技术简介
1.2.1 岩心分析
岩心分析——认识油气层地质特征的必要手段，保护油气
层技术中不可缺少的基础工作。油气层的敏感性评价、损害
现象均称为对油气层的损害。
表现形式：油气层渗透率的降低，包括油藏岩石绝
对渗透率和油气相对渗透率的降低 。渗透率降低越多， 油气层损害越严重。
保护油气层：主要是指尽可能防止近井壁带的油气
层受到不应有的损害。
1.1.2保护油气层的重要性
在油气勘探过程中，保护油气层工作的好坏直接关系到能 否及时发现油气层和对储量的正确估算； 在探井的钻井完井过程中，如果钻井液完井液的设计和使
第4章 钻井过程中保护油气层技术
（1）所用各种处理剂对油气层渗透率影响小。
（2）尽可能降低钻井液处于各种状态下的滤失 量及泥饼渗透率, 改善流变性, 降低当量钻井液 密度和起下管柱或开泵时的激动压力。 （3）钻井液的组分还必须有效地控制处于多套 压力层系裸眼井段中的油气层可能发生的损害。
二、钻开油气层的钻井液类型
为了达到上述对保护油气层的钻井液要求 ,
境适合其繁殖生长 , 就有可能造成喉道堵塞。
4. 相渗透率变化引起的损害
钻井液滤液进入油气层 , 改变了井壁附近地带
的油气水分布, 导致油相渗透率下降 , 增加油流阻
力。 对于气层 , 液相 ( 油 或水 ) 侵入能在油气
层渗流通道的表面吸附而减小气体渗流截面 , 甚至
使气体的渗流完全丧失 , 即导致 " 液相圈闭 " 。
层之前, 转用与油气层相匹配的屏蔽暂堵钻井
液。
2、裸眼井段上部为低压漏失层或破裂压力低的地层; 下 部为高压油气层, 其孔隙压力超过上部地层的破裂压 力。对此类地层, 可在进入高压油气层之前进行堵漏, 提高低压地层承压能力, 堵漏结束后进行试压, 证明 上部地层承受的压力系数与下部地层相当时, 再钻开 下部油气层, 否则一旦用高密度钻井液钻开油气层就 可能发生井漏, 诱发井喷 , 对油气层产生损害。
5) 改性钻井液
特点： 在钻开油气层之前, 对钻井液进行改性, 使其
与油气层特性相匹配,不诱发或少诱发油气层 潜在损害因素。
改性途径:
(1) 降低钻井液中膨润土和无用固相含
量, 调节固相颗粒级配。
(2) 按照油气层特性调整钻井液配方,尽可能提高钻
井液与油气层岩石和流体的配伍性。
(3)选用合适类型的暂堵剂及加量。
屏蔽暂堵技术在水平井冲砂液中的应用
屏蔽暂堵技术在水平井冲砂液中的应用第1章前言1.1 油气层损害随着经济的发展，人们对能源的需求越来越大，促使油田公司研究与应用各种新技术，水平井、大位移井、分支井、侧钻水平井等各种特殊工艺井迅速发展，以获得更多产能。
然而，人们在实践中逐渐认识到，减少对油气层的伤害是获得能源的更重要的途径。
油气储层在钻井、完井、开采等勘探开发作业过程中、由于油藏本身物理、化学、热力学和水动力学等原有平衡状态的变化，以及各种作业因素的影响，往往使外来工作液与地层岩石之间和外来工作液与地层内油气水流体之间发生物理化学作用，从而导致储集层受到损害。
国内外大量的生产实践证明，地层损害一方面降低产能及产量，影响试井与测井资料解释，严重时可导致误诊，漏掉油气层甚至“枪毙”油气层，还会造成储量估算不准，影响合理制定开发方案；另一方面，地层损害增加试油、酸化、修井等井下作业量，因而提高生产成本。
所以油气层保护直接关系到油气田勘探开发效果。
1.2 油气层保护研究和实施程序油气层保护研究和实施，一般按如下程序进行：（1）首先分析储层孔隙结构的特点、所含粘土矿物的分布、类型及数量、地层水的性质及各种微粒的类型，研究储层中的潜在危害。
（2）根据储层的潜在影响，进行敏感性评价，确定出储层的敏感程度。
（3）从潜在影响和敏感性出发，研究储层损害机理。
（4）根据损害机理，研究或选择钻井液、完井液的类型及成分，以及完井工艺技术，提出油气层保护技术措施。
（5）按油田作业工序，逐一实施保护油气层措施。
（6）用测井或试井的办法评价油气层保护技术的对应效果，由反馈效果进一步研究机理，完善油气层保护技术。
可以看出，储层敏感性评价是研究油气层损害原因和制定保护油气层钻井液措施的重要基础。
1.3 油气层保护技术的主要思路（1）不该进入的工作液、外来流体和固相，要使之不进入至少要少进入储层。
主要措施是确定合理的井身结构、采用平衡钻井、必要时采用屏蔽暂堵技术等。
（2）不可避免要进入的流体应是良性的、配伍性好的、最好是无固相的。
福山油田保护油气层钻井完井液技术研究
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钻井过程中的保护油气层技术
与 使
6)正电胶钻井液
用 范
7)甲酸盐钻井液
围 分
8)聚合醇 (多聚醇)钻井液
9)屏蔽暂堵钻井液
第十二页
① 无固相清洁盐水钻井液 密度可在3范围内调整。
表5-1 各类 盐水溶液所 能到达的最 大密度
盐水液
KCl NaCl KBr HCOONa HCOOK HKOOCS CaCl2 NaBr NaCl/ NaBr CaCl2/CaBr2 CaBr2 ZnBr2/ CaBr2 CaCl2/CaBr2/ZnBr2
得的渗透率；
K切为被切后所生岩心用地层水测得的渗透率。
第三十一页
压差 /MPa 0.10 0.20 0.30
0.40 0.50
压差对屏蔽暂堵效果的影响
暂堵后渗透率Kw2 /10-3μm2
Kw2/ Kw1
51.98
0.044
7.90
0.0067
1.19
0.0010
0.64
0.00054
0.63
0.00053
Ø 对井身结构和钻井工艺无特殊要求
Ø 对油气层损害程度小 Ø 被广泛作为钻开油气层的钻井液
第二十一页
改性方法：
a. 降低钻井液中膨润土和无用固相含量，调节固相颗
粒级配; b. 按照所钻油气层特性调整钻井液配方，尽可能
提高钻井液与油气层岩石和流体的配伍性;
c. 选用适宜类型的暂堵剂及加量
d. 降低静滤失量、动滤失量和HTHP滤失量，改善 流变性与泥饼质量
第五页
第六页
第七页
第八页
第二节 保护油气层的钻井液技术
一、钻井液在钻井中的主要作用
冲洗井底和携带岩屑
破岩作用
钻
简介！屏蔽暂堵技术
简介！屏蔽暂堵技术屏蔽暂堵技术的构思是利用油气层被钻开时，钻井液柱压力与油气层压力之间形成的压差，迫使钻井液中人为加入的各种类型和各种尺寸的固相粒子进入油气层孔喉，在井壁附件快速、浅层、有效的形成一个损害堵塞带。
所谓快速形成是指在几分钟到十几分钟；所谓浅层是指堵塞尝试控制在5cm以内；所谓有效是指损害带渗透率极低，甚至为零。
此损害堵塞带能有效的阻止钻井液、水泥浆中的固相和滤液继续侵入地层，对于射孔完成井来讲，由于损害带很薄，可通过射孔解堵。
屏蔽暂堵技术是根据储层孔喉尺寸及其分布规律，在钻通油层前20~50m将钻井液中的固相颗粒调整到与之相匹配，既加入高纯度、超细目、多级配的刚性架桥、充填粒子和变形粒子等固相颗粒。
有意识地在很短时间内在储层距井壁很小的距离内产生严重的暂时堵塞，使渗透率急剧下降，从而有效地阻止钻井液和后继施工对储层地继续损害。
最后用射孔穿透来解堵使储层地渗透率恢复到原始水平。
它是利用钻进油气层过程中对油气层发生损害的两个不利因素（压差和钻井液中固相颗粒），将其转变为保护油气层的有利因素，达到减少钻井液、水泥浆、压差和浸泡时间对油气层损害的目的。
该技术是在研究油层物性参数（渗透率、孔隙度、孔喉分布、孔喉对渗透率的贡献值、地层温度）的基础上有针对性的选择桥塞粒子、填充粒子和软性封堵粒子，使其能在钻开油层的短时间内在井筒附近形成渗透率为零或接近零的保护带，从而达到保护油层的目的。
屏蔽式暂堵技术的物理模型（如下图）在钻井过程中，污染储层的一个最大原因就是不该进入储层的工作液、外来流体（以及滤液）和固相颗粒进入了储层。
而屏蔽暂堵技术的目的是，在一定的机理下，损害带的渗透率随温度和压力的增加而进一步减小，从而把造成地层损害的两个无法消除的因素（正压差和固相粒子）转化成实现这一技术的必要条件和有利因素，达到保护油气层的目的。
应用屏蔽暂堵技术在目前而言是比较理想的保护储集层的手段。
上图是一个理想孔喉中的颗粒堵塞情况。
第五章 钻井过程中的保护油气层技术
第五章钻井过程中的保护油气层技术第一节钻井过程中造成油气层损害原因分析一、钻井过程中油气层损害原因钻井的目的是交给试油或采油部门一口无损害或低损害的油气井。
钻井中对油气层的损害不仅影响油气层的发现和油气井的产量。
钻开油气层时，在正压差、毛管力作用下，钻井液固相进入油气层造成孔喉堵塞，液相进入油气层与油气层岩石和流体作用，破坏油气层原有的平衡，从而诱发油气层潜在损害因素，造成渗透率下降。
钻井液中固相对地层渗透率的影响二、钻井过程中影响油气层损害程度的工程因素影响油气层损害程度的工程因素：压差、浸泡时间、环空返速、钻井液性能（与固相、滤液和泥饼质量密切相关）第二节保护油气层的钻井液技术一、钻井液在钻井中的主要作用钻井液的作用：冲洗井底和携带岩屑；破岩作用；平衡地层压力；冷却与润滑钻头；稳定井壁；保护油气层；获取地层信息；传递功率二、保护油气层对钻井液的要求1.钻井液密度可调，满足不同压力油气层近平衡压力钻井的需要2.钻井液中固相颗粒与油气层渗流通道匹配3.钻井液必须与油气层岩石相配伍4.钻井液滤液组分必须与油气层中流体相配伍5.钻井液的组分与性能都能满足保护油气层的需要三、钻开油气层的钻井液类型目前保护油气层钻井液技术已从初级阶段(仅控制钻井液密度、滤失量和浸泡时间)进入到比较高级的阶段。
针对不同类型油气藏形成了系列的保护油气层钻井液技术。
1.水基钻井液由于水基钻井液具有成本低、配置处理维护较简单、处理剂来源广、可供选择的类型多、性能容易控制等优点，并具有较好的保护油气层效果，是国内外钻开油气层常用的钻井液体系。
按钻井液组分与使用范围分：1)无固相清洁盐水钻井液2)水包油钻井液3)无膨润土暂堵型聚合物钻井液4)低膨润土聚合物钻井液5)改性钻井液表5-1 各类盐水溶液所能达到的最大密度6)正电胶钻井液7)甲酸盐钻井液8)聚合醇(多聚醇)钻井液9)屏蔽暂堵钻井液①无固相清洁盐水钻井液密度可在1.0~2.30g/cm3范围内调整。
屏蔽暂堵技术
屏蔽暂堵技术概念屏蔽暂堵技术是根据储层孔喉尺寸及其分布规律，在钻通油层前20-50m将钻井液中的固相颗粒调整到与之相匹配，既加入高纯度、超细目、多级配的刚性架桥、充填粒子和变形粒子等固相颗粒，有意识地在很短时间内在储层距井壁很小的距离内产生严重的暂时堵塞，使渗透率急剧下降，从而有效地阻止钻井液和后继施工对储层地继续损害，最后用射孔穿透来解堵使储层地渗透率恢复到原始水平。
它是利用钻进油气层过程中对油气层发生损害的两个不利因素（压差和钻井液中固相颗粒），将其转变为保护油气层的有利因素，达到减少钻井液、水泥浆、压差和浸泡时间对油气层损害的目的。
该技术是在研究油层物性参数（渗透率、孔隙度、孔喉分布、孔喉对渗透率的贡献值、地层温度）的基础上有针对性的选择桥塞粒子、填充粒子和软性封堵粒子，使其能在钻开油层的短时间内在井筒附近形成渗透率为零或接近零的保护带，从而达到保护油层的目的。
技术构思是利用油气层被钻开时，钻井液液柱压力与油气层压力之间形成的压差，迫使钻井液中人为加入的各种类型和各种尺寸的固相粒子进入油气层孔喉，在井壁附近快速、浅层、有效的形成一个损害堵塞带。
所谓快速形成是指在几分钟到十几分钟；所谓浅层是指堵塞深度控制在5cm以内；所谓有效是指损害带渗透率极低，甚至为零。
此损害堵塞带能有效的阻止钻井液、水泥浆中的固相和滤液继续侵入油气层。
对于射孔完成井来讲，由于损害带很薄，可通过射孔解堵。
完善钻井液屏蔽暂堵剂优选方法在钻井过程中，污染储层的一个最大原因就是不该进入储层的工作液、外来流体（以及滤液）和固相颗粒进入了储层。
而屏蔽暂堵技术的目的是，在一定的机理下，损害带的渗透率随温度和压力的增加而进一步减小，从而把造成地层损害的两个无法消除的因素（正压差和固相粒子）转化成实现这一技术的必要条件和有利因素，达到保护油气层的目的。
应用屏蔽暂堵技术在目前而言是比较理想的保护储集层的手段。
屏蔽式暂堵技术的物理模型屏蔽式暂堵技术的物理模型示意图见图6-1。
保护油气层技术措施
保护油气层技术措施
1、为提高对油气藏的勘探开发水平井和效益，有利于发现和保护油气层，尽量避免对油气层的污染，应采用与施工地区地层相配伍的优质钻井液钻进。
2、钻井液密度要以地质提供的地层孔隙压力梯度和破裂压力梯度为依据，结合随钻压力监测结果，按气层附加（0.01-0.15）g / cm3，油层附加（0.05-0.01 ) g / cm3，浅气附加（0.2-0.25) g /cm3确定。
3、推广应用保护油气层的钻井液体系。
4、采用近平衡压力钻井，加快钻井速度，缩短建井时间，减轻钻井液对油气层的浸泡。
5、发生漏失，堵漏时应采用易解堵的材料。
6、必须配齐和使用好钻井液净化设备，保证含砂量在设计范围内。
7、努力做好保护油气层工作，在打开油气层前，必须调整好钻井液性能，对稠油层和低渗透油层，应采用低固相或无固相钻井液。
8、利用暂堵技术，在油气层部位形成稳定的薄而致密的暂堵层，阻止固相和滤液进一步浸入油层。
9、为保证套管居中，提高顶替效率，要保证入井扶正器的数量足、安放位置准确，要示求主力油层部位每根套管加 1 只，其余油层每两根套管加1 只，以提高固井质量。
10、必须使用合格的油井水泥固井，施工时必须严格控制水泥浆量和失水量。
对于一般油气井，失水量控制在5ml以内。
11、根据地层压力系数，优化固井施工设计，合理选择静液柱压力，推广应用平衡压力固井工艺技术。
12、采取防止泥浆失重引起环空压力降低的固井工艺措施。
13、固井施工设备良好，水泥和添加剂混拌均匀、计量仪器准确，施工一次成功，确保固井质量。
第六讲保护油气层的钻井液完井液技术
软化点应与油气层温度相适应。这类颗粒通常从磺化沥青、氧 化沥青、石蜡、树脂等物质中进行选择。﹡
第二节 保护油气层的油基钻井液
• 特点：油为连续相，水为分散相，其滤液为油，能有效地
防止油气层水敏，对油气层损害程度低，此类钻井液最低密 度可达到0.80g/cm3。
各类盐水基液所能达到的最大密度
盐水基液 NaCl KCl NaBr CaCl2 KBr
NaCl / CaCl2 CaBr2
CaCl2 / CaBr2 CaCl2 / CaBr2 / ZnBr2
21℃时饱和溶液密度/g·cm-3 1.18 1.17 1.39 1.40 1.20 1.32 1.81 1.80 2.30
本 ， 可 与 NaCl 配 合 使 用 ， 所 组 成 的 混 合 盐 水 的 密 度 范 围 为 1.20～1.32 g/cm3。
• 常用的添加剂：HEC（羟乙基纤维素）和XC生物聚合物。
• CaCl2：极易吸水的化合物。有两种，其纯度分别为94～
97%（粒状，含水约5%）和77～80%（片状，含水约 20% ）。
无固相清洁盐水钻井液类型
（1）NaCl盐水体系 （2）KCl盐水体系 （3）CaCl2盐水体系 （4）CaCl2-CaBr2混合盐水体系 （5）CaBr2-ZnBr2与CaCl2-CaBr2-ZnBr2
混合盐水体系
（1）NaCl盐水体系
• 特点：NaCl的来源最广，成本最低。其溶液的最大密度可
达1.18 g / cm3左右 。
原钻井液可得到充分利用，配制成本较低。
• 应用情况：在国内外均得到广泛的应用 。
延长油田天然气钻井液体系及屏蔽暂堵保护储层技术
70年代中期，三磺处理剂（磺化丹宁，磺化酚醛树脂，磺 年代中期，三磺处理剂（磺化丹宁，磺化酚醛树脂， 年代中期 化褐煤）研制成功。 化褐煤）研制成功。到现今仍为深井不可缺少的主要处理 剂。 80年代研制成功的 年代研制成功的 “ 不分散低固相聚 合物” 处理剂（ 合物 ” 处理剂 （ 以 丙烯酰胺或丙烯睛 为主要原料） 为主要原料 ） ， 解 决了浅井膨胀性页 岩地层的 “ 井壁稳 定 ” 问题 ， 最终形 成了目前的“ 成了目前的 “ 聚磺 钻井液” 钻井液 ” 模式和十 几种常用的钻井液 处理剂
三、延长油田采用的钻井液类型的井身结构
九十年代之前采用清水钻进， 九十年代之前采用清水钻进，九十年随着储层保护 意识的增强和钻井井深的增加,采用了 采用了不分散低固相聚 意识的增强和钻井井深的增加 采用了不分散低固相聚 合物钻井液.二00三年以后 随着天然气的勘探,则采用 合物钻井液 二 三年以后,随着天然气的勘探 则采用 三年以后 随着天然气的勘探 了三磺体系. 了三磺体系
四．屏蔽暂堵技术机理、技术特点、地层损害机理和施工重点。 屏蔽暂堵技术机理、技术特点、地层损害机理和施工重点。
从配方表（ 从配方表（表１） 中看， 中看，磺化物类 处理剂几乎是一 样的， 样的，同样聚合 物类有同样的雷 同现象。 同现象。这就简 化了“ 化了“聚磺钻井 液”的配方和药 品，使统一的配 方组合模式有规 律可循。 律可循。在配方 组合上由聚合物 ＋磺化物体系转 向聚合物＋ 向聚合物＋封堵 剂体系。 剂体系。
一开采用Φ343mm钻头 钻头 一开采用 钻至井深500m，下 钻至井深 ， Φ273mm套管固井 二 套管固井.二 套管固井 开采用Φ241.3mm钻头 开采用 钻头 +Φ177.8mm钻铤 钻铤 +411×410投入式止回 × 投入式止回 阀+127mm钻杆进行钻 钻杆进行钻 进。
屏蔽暂堵技术保护油气层介绍
屏蔽暂堵技术保护油气层介绍保护油气层技术是项系统工程,它贯穿在地质、钻井、固井、测试、射孔、酸化、压裂、试油、采油、修井、注水等作业全过程中，油气井的每个施工环节都可能造成地层损害,影响发现油气层和油气产出,保护油气层是“增储上产”和提高采收率的关键之一[1]。
在钻井过程中保护油层的钻井技术，一是尽量防止钻井液进入油层;二是进入油层的组分尽量不引起油层堵塞。
在大多数情况下“不进入”是不可能的，实际钻开储层时，钻井液的高固相含量及固相粒子的多数分散,对油层的高压差、长时间浸泡等损害油层的因素总是无法避免的，即对油层的损害因素总是存在的[2]。
屏蔽暂堵技术作为一种重要的保护油气层技术，本文将讨论它的机理和应用。
屏蔽暂堵保护油气层技术是利用钻井液液柱压力与油气层孔隙压力之间的压差，使钻井液中的固相与处理剂在钻开油气层时，井筒壁附近形成渗透率接近零的屏蔽暂堵带，这层暂堵带能有效地阻止钻井液、水泥浆中的固相和滤液继续侵入油气层，达到保护油气层的目的[3]。
该项技术是利用钻井过程中对油气层发生损害的两个不利因素(压差和钻井液中固相颗粒)，将其转变为保护油气层的有利因素。
钻开油层时，钻井液中人为加入的各种类型和尺寸的固相粒子进入油气层孔喉，在井壁附近快速、浅层、有效地形成一个损害堵塞带。
此损害堵塞带能有效地阻止钻井液、水泥浆中的固相和滤液继续浸入油气层。
由于损害带很薄，可通过射孔解堵。
单个架桥粒子随泥浆液相进入油层，在流经孔喉时，在小于粒径的孔喉处卡住，成为架桥。
架桥粒子架桥后，孔喉孔隙大量减小，泥浆中更小一级粒子卡在更小喉道处，这一过程不断重复。
如果泥浆中仅有刚性颗粒作为架桥和填充粒子，仍会留下形状不规则的微间隙，暂堵带的渗透率不会为零。
这就需要引入外形在一定的温度条件下可变的软化变形颗粒，嵌入不规则的微间隙，使堵塞带的渗透率接进于零。
屏蔽暂堵作为保护储层的一种低成本、高效益的技术措施,其主要特点是利用钻井液中已有固相粒子对油气储层的堵塞规律，根据需要人为地向钻井液中加入一些与孔喉的堵塞机理相匹配的架桥粒子、填充粒子和可变形粒子，技术要点为：架桥粒子与孔喉直径必须遵循2/3关系原则；架桥粒子(喉径的2/3)、填充粒子(喉径的1/2-2/3)在钻井完井液中的重量百分比不低于2%-3%；可变形封堵粒子(软化点与油层温度匹配)在钻井完井液的重量百分比不低于1%；钻井液柱压力与油气储层的孔隙压力差不小于3MPa。
保护油气层屏蔽暂堵技术研究
保护油气层屏蔽暂堵技术研究X路 萍1,黄志强2(1.长江大学石油工程学院;2.长江大学油气井工程研究所,湖北荆州 434023) 摘 要:本文针对改性钻井液在完井过程中固相含量对油气层的损害情况,研究探讨了屏蔽式暂堵技术,通过对其作用原理、作用机理、影响因素进行介绍,以及分析其在相关油田中的应用,指出了屏蔽式暂堵技术在油气层保护方面有着重要的作用和发展前景。
关键词:固相;屏蔽暂堵;油层保护 中图分类号:T E258 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)06—0089—02 在钻井过程中,为了降低成本和简化钻井工艺,利用改性钻井液作为完井液,已成为一种行之有效的方法。
但实际钻开储层时,钻井液中的高固相含量及固相粒子的多级分散,对油层的高压差、长时间浸泡等损害油层的因素也是无法避免的,而屏蔽式暂堵技术就是解决此类问题的一种重要技术。
1 屏蔽暂堵技术保护油气层原理该项技术主要是利用钻井液中已有固相粒子对油层的堵塞规律,即人为地在钻井液中加入一些与油层孔喉的堵塞机理相匹配的架桥粒子、填充粒子和可变形的封堵粒子,使这些粒子能快速地(十分钟)在井壁周围10cm以内形成有效的、渗透率几乎为零的屏蔽环,阻止钻井液中的固相和液相进一步侵入油层。
从而消除钻井和固井时钻井液、水泥浆对油层的损害,同时也消除了浸泡时间过长对油层的损害。
2 屏蔽暂堵技术保护油气层作用机理屏蔽式暂堵技术理论能否成立的关键在于固相粒子能否将地层喉道“堵死”,如何才能将其“堵死”以及如何能人为地控制并在地层环形浅部位完全堵死,其中固相粒子对油气层喉道的堵塞机理是此问题的关建。
2.1 固相微粒堵塞地层喉道的物理模型2.1.1 微粒运移过程中的堵塞(桥塞)。
地层孔隙中随流体流动而运移的固相微粒在孔隙中可能被捕获而停止运动。
它可分为两类,一类是沉积,多发生在孔隙的大直径处;另一类是喉道堵塞,发生在喉道处。
前者在改变流动条件时,如提高流速、增大压差等,可以重新运移。
中原油田钻井完井液屏蔽暂堵保护储层技术
［ 键 词 ］ 钻 井液 ；地 层 伤 害 ；储 层 保 护 ；屏 蔽 暂 堵 ； 东濮 凹 陷 关
［ 中图分类号］ＴＥ ５ ２４
［ 文献标识码］Ａ
［ 文章编号］１ ０ ０ ０—９ ５ （０ ６ １ ０ ８ — ３ ７ ２ ２ ０ ）０ — ０ ４ ０
１ 储 层地质特征及损害主要 因素
［ 编辑］ 苏开科
施工 。钻井 液性 能变 化见 表 ３ 。
表 ３ 文 ９ — 现 场 钻 井 液 改 造 前 后 的 性 能 比 较 ８５井
每钻 进 １ ０ 补充 一次屏 蔽 暂堵 剂 。在此 期 间钻井 液性 能 良好 ，流动 性 稳定 ，钻 井顺 利 进行 。分别 ０ｍ
对 文 ９— ８４和文 ９ — 井 进行 Ｒ Ｔ测 井试 验 。文 ９ — ８５ Ｆ ８４井地 层 压力 始终 显示 在 ４ ０ ｐ ｉ 右 ，说 明地层 喉道 ０ ０ ｓ左
减 小环 空 阻力 ，减少 压力 激动 ，具有 良好 的携 砂能 力 ，减免 井 下复 杂事故 。
［ 收稿 日期］２ ０ — ７ １ ０５ ０ — ８ ［ 作者简介］甄剑武 （ ９ ３ ） １ ７ 一 ，男 ，１ ９ 年 大学毕业 ，工程师 ，现主要从事油气层 保护研究 工作 。 ９５
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和喉道 缩小 、微粒 分散 和运 移 至孔 喉处形 成堵 塞 ，造成 地层 渗流 能力 下降 。
５ ）低表 面张力 避免 液 聚造成 喉 道阻 塞 ，减 轻油气 流 通道受 阻造 成 的水 锁损 害 。 ６ ）较低 的密度 固相含 量 减少 固相对地 层 的封堵损 害 。
７ ）较好 的流 变性
／ Ｐａ
１． ３５ １ ５ ２ ５ ． ６ １ Ｏ １ １
钻井液与油气层保护技术
第二节 油气层损害与保护
油气层保护技术简介
保护油气层技术的特点 1）保护油气层技术是一项涉及多学科、多专业、多部门，
并贯穿整个油气生产过程的系统工程。 2）保护油气层技术具有很强的针对性。 3）保护油气层技术在研究方法上要采用三结合： ? 微观研究与宏观研究相结合； ? 机理研究与应用规律研究相结合； ? 室内研究与现场实践相结合。
损害趋势和后果
第二节 油气层损害与保护
岩心分析
1 、岩心特征 孔隙结构是从微观角度来描述油气层的储渗特性 孔隙度与渗透率是从宏观角度来描述油气层的储渗特性
第二节 油气层损害与保护
油气层保护技术简介
保护油气层技术的主要内容包括八大方面： ? 岩心分析、油气水分析及测试技术； ? 油气层敏感性和工作液损害室内评价技术； ? 油气层损害机理研究和保护油气层技术系统方案初步设计； ? 钻井过程中油气层损害因素分析和保护油气层措施； ? 完井过程中油气层损害因素分析和保护油气层措施及解堵技术； ? 油气田开发生产中的损害因素分析和保护油气层措施； ? 油气层损害现场诊断和矿场评价技术； ? 保护油气层总体效果评价和经济效益综合分析技术。
钻井液与油气层保护技术
钻井工程技术研究院 油气层保护研究所
提纲
? 第一节 钻井液性能及作用
?
钻井液的稳定性和功用
?
钻井液性能
? 第二节 油气层损害与保护
?
概述
?
油气层保护技术简介
?岩心分析Fra bibliotek?油气层损害机理
?
保护油气层技术
第一节 钻井液性能及作用
?
钻井液的稳定性和功用
?
钻井液性能
第一节 钻井液性能对钻井的影响
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屏蔽暂堵保护油气层钻井液技术(简称屏蔽暂堵技术)主要用来解决裸眼井段多压力层系地层保护油气层技术的难题，其原理是利用钻井液液柱压力与油气层孔隙压力之间的压差和钻井液中的固相处理剂，在油气层被钻开的极短时间内在井筒近井壁附近形成渗透率接近零的屏蔽暂堵带，此屏蔽暂堵带能有效地阻止钻井液、水泥浆中的固相和滤液继续侵入油气层，对油气层造成污染，而形成的屏蔽暂堵带能够通过射孔解堵。
该技术已广泛应用于钻井实践中，取得了较好的效果。
屏蔽暂堵理论是针对孔隙型砂岩油气层提出的一种保护油气层理论，它的技术要点是：根据储层岩心压汞实验得到储层孔隙直径分布曲线，从而计算出储层平均孔喉直径，按1／2～2／3孔喉直径选择油气层保护添加剂的粒径。
在进入油气层前加入油气层保护添加剂，调整钻井液中的固相粒径分布，从而将钻井液转化为保护油气层钻井完井液，达到保护油气层的目的。
传统屏蔽暂堵保护油气层技术在计算储层平均孔喉直径时是将储层所有孔喉都参加了计算，它忽略了两个因素，一是不同的孔喉直径对储层渗透率的贡献是不同的，大的储层孔喉数量少，但它对储层渗透率的贡献大，微小孔喉数量大，但对储层渗透率的贡献小；二是由于储层的非均质性，在储层存在孔喉直径极小的微孔隙，这些孔隙中的流体在目前的开采条件下是不流动的，因此，封堵这些孔隙也是没有意义的。
如果将这些孔喉用于计算平均孔喉直径，那么理论计算的平均孔喉直径将大大小于储层实际流动的平均孔喉直径，根据这样的计算结果选择的油气层保护剂其封堵效果较差，起不到堵塞主要流通孔道的作用。
广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术是对传统屏蔽暂堵保护油气层技术理论的继承与发展，该技术是依据储层的d流动50和最大流动
孔喉直径来确定不同渗透率段下的暂堵剂粒子的直径，克服了传统屏蔽暂堵技术确定暂堵剂粒径时存在的缺陷，使得屏蔽暂堵理论更具科学性，其主要技术要点如下。
(1)分析研究储层渗透率变化规律，采用所研究区块储层(取心井)岩心实测的渗透率与孔喉特性数据，计算出渗透率贡献值达到97％(±1％)时储层孔喉的平均直径d流动50，以及储层最大孔喉直径d max。
渗透率贡献值3％的微小孔喉没有考虑的主要原因：由于孔喉直径极小，在储层中常被不流动的流体所占据，容易造成永久伤害，在目前开采条件下不可能开采出该孔隙中的油和气，封堵这部分孔喉没有实际意义；如果把它的孔喉直径累计到求d50的值中去，会使该值大幅度降低，起不到堵塞主要流通孔道的作用。
(2)依据储层的d流动50和最大流动孔喉直径来确定不同渗透率段下的暂堵剂粒子的直径，按1／2～2／3储层的d流动50来选择架桥粒子的出，。
充分考虑砂岩油藏的非均质性，根据目标区块油气层渗透率的分布规律确定各种粒径暂堵剂的比例，并使其在钻井液中的含量大于4％；按1／4储层孔喉的平均直径d流动50选择充填粒子直径d50，其加量大于1．5％。
在选择架桥粒子时，还必须考虑架桥粒子的d90等于1／2～2／3储层最大孔喉直径。
(3)选用沥青类产品作为可变形粒子添加剂，加量为2％，但其软化点应高于油气层温度10～50。
C。
如地质录井要求使用低荧光钻井液，则可使用乳化石蜡、聚合醇类产品作为可变形粒子添加剂。
与传统屏蔽暂堵保护油气层技术相比，广谱型屏蔽暂堵技术对储层
物性特征的研究更细致，暂堵剂优选时针对性更强。
广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术和理想充填油气层保护技术是根据储层孔喉分布特点，选择适当粒径的油气层保护添加剂，调整钻井液的固相粒度分布，使之与油气层孔喉直径分布相符，最大限度地保证了钻井液中的大颗粒的含量，实现了有效暂堵，确保了封堵效果。
在每口水平井现场施工工程中，严格按照室内研究成果调整钻井液性能，足量加入复配暂堵剂等油气层保护材料，钻井过程中根据消耗量及时补充，保证其有效含量相对稳定。
为了检验室内研究成果在现场的试验效果，从部分水平井现场取回井浆进行室内评价实验，以评价其有效性。
广谱型屏蔽暂堵和理想充填保护油气层技术是根据储层孔喉分布特点选择适当粒径的油气层保护添加剂，调整钻井液的固相粒度分布，使之与油气层孔喉直径分布相符，实现了有效暂堵，确保
了封堵效果，非常适用于非均质砂岩油藏的油气层保护。
其中理想充填保护油气层技术是借助计算机软件工作，操作更方便，它更适用于高孔高渗的砂岩油藏。
超低渗透钻井液形成的封堵层(膜)承压能力强,能提高漏失或弱胶结地层的承压能力,相当于扩大了安全密度窗口,能较好地解决钻长裸眼多套压力层系或压力衰竭地层的井眼复杂问题。
超低渗透钻井液滤饼薄而韧, 阻隔井眼和地层的压力传递, 能有效避免压差卡钻发生。
迅速形成封堵,侵入浅, 滤饼酸溶率高, 通过返排或酸化易解除,有利于油层保护。
有机正电胶双聚钻井液克服了常规正电胶钻井液的缺点,兼有正电胶钻井液和聚合醇钻井液的优点,具有独特的流变性、优良的润滑性、抑制岩屑分散和稳定井壁作用,以及显著的保护储层特性。
现场应用证明, 该钻井液综合性能优良, 完全能够满足定向井、水平井井眼稳定、井眼净化、润滑防卡和储层保护的需要,具有良好的推广应用价值。