屏蔽暂堵技术
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有固相无粘土钻井液体系 在清洁盐水的基础上加入可溶性（酸溶、水溶、油溶）固相，
可控制失水，而且固相损害可通过投产措施加以解除。但这类 体系高温不稳定问题突出，而且存在一定程度的损害，成本更 高。
特点： 体系由水相和可解除的固体粒子所构成； 水相一般是与地层配伍的水溶液，显然不会是淡水，而是与地 层相适应的加有各种无机盐和抑制的溶液； 固相部分（即暂堵剂）的作用除对体系加重外，是在井壁上形 成后期可以降低去的内外泥饼，以减少失水，具有合理的级配，与 油层孔喉相适应，实现在井壁表面上形成致密的外泥饼和在油层内 的孔喉上架桥，并形成致密的内泥饼。这种固体粒子自身可以溶解 于酸或溶解于油或溶解于水。
地层损害在中低渗透油气田特别突出，而我 国70％以上的油藏都为中低渗透油气藏。
4
2、“七五”后的技术现状
经“七五”后，防止钻井完井过程的油层损害形成了 成套的实用技术。
（1）气体类钻井完井液（空气、雾、泡沫、充气液 等）：负压差
消除正压差，基本防止了固相和液相的损害。 由于井壁稳定、产水、井下安全和成本等因素，其 应用领域较窄，无法普遍推广（即大部分井必须采用正 压差）。
浆中更小一级粒子卡在更小喉道处，这一过程 不断重复，这一过程叫单粒逐级填充。这时堵 塞带的渗透率取决于泥浆中最小一级粒子的粒 级，但渗透率不会为零。 变形粒子的作用
当最小粒级的粒子是可变形时，则堵塞带 渗透率可达到零。 地层孔喉尺寸和泥浆中固相粒级的匹配
14
（2）压差、孔喉与粒径比、屏蔽层厚度间的关系 屏蔽暂堵应用示意图
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，转换成实现这一技术 的必要条件和有利因素，从而从根本上（机理上） 解决这个国内外一直未解决的技术难题。
这个损害带的作用相当于阻止进一步损害的“屏蔽带”， 故将此技术称为改性钻井液的屏蔽式暂堵技术。
12
二、屏蔽式暂堵技术的机理研究和实验验证
以上两种体系必须在井下情况简单，或多下一层套管的条 件下才能使用。
8
改性钻井液体系
由于技术和经济的原因，大多数井采用这种体系。 它是在原用钻井液的基础上加入与产层孔喉匹配的 可溶性固相，同时调整液相对产层的抑制性和配伍 性，尽可能减少地层损害，但不能完全避免。
改性途径：
（1）调整无机离子种类与地层水的相似，并提高矿化度达 地层的临界知值；
应用。
2
1、钻井完井过程中油层保护的意义 （1）造成损害的原因和地层损害类型
国内外90％以上的井都是正压差打开油气层； 泥浆的固相对地层孔喉的堵塞（可达100％）； 泥浆、水泥浆的液相（主要是水相〕损害
（可达100％）。
3
（2）造成的严重后果
产层渗透率下降10～100％； 油气井产能减少10～100％； 每口井恢复产能的投入增加几万～几十万元； 使可供开发的油层失去工业生产价值。
主要原因： 油气层上部有有未被套管封隔的坍塌层，为保持该井段井眼 的稳定，必须使钻井液具有较高的密度，这样钻开油层必然对油 层产生一个较大的正压差； 所钻油层本身就是坍塌层，钻井完井液必须具有良好的防塌 性能； 深井深部油层高温作用等，是专用完井液难以解决的技术难 题； 钻遇多套含油层系，各层组之间是含粘土质的泥页岩夹层， 这时专用完井液在使用中很难一直维持其原有组成和特性，仍将 成为含有粘土粒子的钻井液体系，失去专用完井液的优势。
硕士2004级ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
现代完井工程
屏蔽暂堵技术
1
一、概述
保护油层系列技术是近二、三十年发展起来的。 产生巨大的社会、经济效益，受到国内外重视。 钻井完井过程中的油层保护技术是关键部分。 “七五”已取得突出成果，基本形成了系列技术。 “七五”后继续深入研究，取得了突破。 研究采用提出思路，室内分析，现场试验，推广
（2）降低钻井液的固相含量； （3）根据孔喉直径，调整固相粒子级配（尽量减少1m的 压微粒子数量）；
（4）用酸溶或油溶的固相材料； （5）改善泥饼质量，降低钻井液高温高压失水； （6）选用对油气层损害小的处理剂。
9
3、屏蔽式暂堵技术的提出及其创新技术思路
（1）技术提出的背景
“七五”前提出的技术无法完全解决钻井完井过程中油 层保护问题；
高压层 低压层
易塌层
屏蔽层
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屏蔽暂堵的技术要点
测定孔喉分布和孔喉平均值； 选择桥架离子－材料、颗粒尺寸、含量； 选择充填离子－材料、颗粒尺寸、含量； 选择可变形离子－材料、颗粒尺寸、含量； 采用合适压差。
设想：利用固相微粒对油层孔喉的堵塞机理和
规律，人为地在打开油层时，在油层井壁上快速、 浅层、有效地形成一个损害堵塞带。
快速：几分钟到十几分钟内形成； 浅层：堵塞深度在十厘米以内； 有效：损害堵塞带渗透率极低，甚至为零。
结果：阻止泥浆对油层的继续损害，消除浸泡
时间的影响，并消除水泥浆的损害
11
解除措施：由于损害带很薄，可通过射孔解除。 目 的：损害带的渗透率随温度和压力的增加而
由于技术和经济原因，90％以上的井是在正压差被打开； 固井水泥浆的损害无法避免； 多套产层的保护无法实现； 现有的技术或技术路线不能作到对油层的完全保护，这 是石油工程急需解决，又无法真正解决的技术难题。
10
（2）该技术的创新技术思路
条件：泥浆中固相粒子不可消除，对地层正压
差不可避免，对地层的损害堵塞客观存在。
1、屏蔽式暂堵技术的机理研究
（1）固相颗粒对孔喉堵塞的物理模型
“单粒架桥后，逐级填充”
架桥粒子的架桥 单个颗粒随泥浆液相进入油层，在流经孔喉时： 若： d粒<<d孔，则通过孔喉; d粒>d孔，则沉积在孔喉外; d粒与d孔相当（大小、尺寸〕，则在孔喉处卡住，
称为架桥。
13
填充粒子的填充 架桥粒子架桥后，孔喉孔隙大量减小，泥
5
（2）油基类钻井完井液（正压差） 消除了水相损害； 但无法消除固相损害，并带来油相损害； 由于成本、工艺、环保等原因，推广受限制。
6
（3）水基类钻井完井液（正压差） 清洁盐水体系 可消除固相损害，但无法消除水相损害（水锁、盐敏），
提高浆体密度和控制失水困难、成本很高、工艺复杂，除研 究和特殊井外，一般不采用。
有固相无粘土钻井液体系 在清洁盐水的基础上加入可溶性（酸溶、水溶、油溶）固相，
可控制失水，而且固相损害可通过投产措施加以解除。但这类 体系高温不稳定问题突出，而且存在一定程度的损害，成本更 高。
特点： 体系由水相和可解除的固体粒子所构成； 水相一般是与地层配伍的水溶液，显然不会是淡水，而是与地 层相适应的加有各种无机盐和抑制的溶液； 固相部分（即暂堵剂）的作用除对体系加重外，是在井壁上形 成后期可以降低去的内外泥饼，以减少失水，具有合理的级配，与 油层孔喉相适应，实现在井壁表面上形成致密的外泥饼和在油层内 的孔喉上架桥，并形成致密的内泥饼。这种固体粒子自身可以溶解 于酸或溶解于油或溶解于水。
地层损害在中低渗透油气田特别突出，而我 国70％以上的油藏都为中低渗透油气藏。
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2、“七五”后的技术现状
经“七五”后，防止钻井完井过程的油层损害形成了 成套的实用技术。
（1）气体类钻井完井液（空气、雾、泡沫、充气液 等）：负压差
消除正压差，基本防止了固相和液相的损害。 由于井壁稳定、产水、井下安全和成本等因素，其 应用领域较窄，无法普遍推广（即大部分井必须采用正 压差）。
浆中更小一级粒子卡在更小喉道处，这一过程 不断重复，这一过程叫单粒逐级填充。这时堵 塞带的渗透率取决于泥浆中最小一级粒子的粒 级，但渗透率不会为零。 变形粒子的作用
当最小粒级的粒子是可变形时，则堵塞带 渗透率可达到零。 地层孔喉尺寸和泥浆中固相粒级的匹配
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（2）压差、孔喉与粒径比、屏蔽层厚度间的关系 屏蔽暂堵应用示意图
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，转换成实现这一技术 的必要条件和有利因素，从而从根本上（机理上） 解决这个国内外一直未解决的技术难题。
这个损害带的作用相当于阻止进一步损害的“屏蔽带”， 故将此技术称为改性钻井液的屏蔽式暂堵技术。
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二、屏蔽式暂堵技术的机理研究和实验验证
以上两种体系必须在井下情况简单，或多下一层套管的条 件下才能使用。
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改性钻井液体系
由于技术和经济的原因，大多数井采用这种体系。 它是在原用钻井液的基础上加入与产层孔喉匹配的 可溶性固相，同时调整液相对产层的抑制性和配伍 性，尽可能减少地层损害，但不能完全避免。
改性途径：
（1）调整无机离子种类与地层水的相似，并提高矿化度达 地层的临界知值；
应用。
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1、钻井完井过程中油层保护的意义 （1）造成损害的原因和地层损害类型
国内外90％以上的井都是正压差打开油气层； 泥浆的固相对地层孔喉的堵塞（可达100％）； 泥浆、水泥浆的液相（主要是水相〕损害
（可达100％）。
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（2）造成的严重后果
产层渗透率下降10～100％； 油气井产能减少10～100％； 每口井恢复产能的投入增加几万～几十万元； 使可供开发的油层失去工业生产价值。
主要原因： 油气层上部有有未被套管封隔的坍塌层，为保持该井段井眼 的稳定，必须使钻井液具有较高的密度，这样钻开油层必然对油 层产生一个较大的正压差； 所钻油层本身就是坍塌层，钻井完井液必须具有良好的防塌 性能； 深井深部油层高温作用等，是专用完井液难以解决的技术难 题； 钻遇多套含油层系，各层组之间是含粘土质的泥页岩夹层， 这时专用完井液在使用中很难一直维持其原有组成和特性，仍将 成为含有粘土粒子的钻井液体系，失去专用完井液的优势。
硕士2004级ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
现代完井工程
屏蔽暂堵技术
1
一、概述
保护油层系列技术是近二、三十年发展起来的。 产生巨大的社会、经济效益，受到国内外重视。 钻井完井过程中的油层保护技术是关键部分。 “七五”已取得突出成果，基本形成了系列技术。 “七五”后继续深入研究，取得了突破。 研究采用提出思路，室内分析，现场试验，推广
（2）降低钻井液的固相含量； （3）根据孔喉直径，调整固相粒子级配（尽量减少1m的 压微粒子数量）；
（4）用酸溶或油溶的固相材料； （5）改善泥饼质量，降低钻井液高温高压失水； （6）选用对油气层损害小的处理剂。
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3、屏蔽式暂堵技术的提出及其创新技术思路
（1）技术提出的背景
“七五”前提出的技术无法完全解决钻井完井过程中油 层保护问题；
高压层 低压层
易塌层
屏蔽层
15
屏蔽暂堵的技术要点
测定孔喉分布和孔喉平均值； 选择桥架离子－材料、颗粒尺寸、含量； 选择充填离子－材料、颗粒尺寸、含量； 选择可变形离子－材料、颗粒尺寸、含量； 采用合适压差。
设想：利用固相微粒对油层孔喉的堵塞机理和
规律，人为地在打开油层时，在油层井壁上快速、 浅层、有效地形成一个损害堵塞带。
快速：几分钟到十几分钟内形成； 浅层：堵塞深度在十厘米以内； 有效：损害堵塞带渗透率极低，甚至为零。
结果：阻止泥浆对油层的继续损害，消除浸泡
时间的影响，并消除水泥浆的损害
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解除措施：由于损害带很薄，可通过射孔解除。 目 的：损害带的渗透率随温度和压力的增加而
由于技术和经济原因，90％以上的井是在正压差被打开； 固井水泥浆的损害无法避免； 多套产层的保护无法实现； 现有的技术或技术路线不能作到对油层的完全保护，这 是石油工程急需解决，又无法真正解决的技术难题。
10
（2）该技术的创新技术思路
条件：泥浆中固相粒子不可消除，对地层正压
差不可避免，对地层的损害堵塞客观存在。
1、屏蔽式暂堵技术的机理研究
（1）固相颗粒对孔喉堵塞的物理模型
“单粒架桥后，逐级填充”
架桥粒子的架桥 单个颗粒随泥浆液相进入油层，在流经孔喉时： 若： d粒<<d孔，则通过孔喉; d粒>d孔，则沉积在孔喉外; d粒与d孔相当（大小、尺寸〕，则在孔喉处卡住，
称为架桥。
13
填充粒子的填充 架桥粒子架桥后，孔喉孔隙大量减小，泥
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（2）油基类钻井完井液（正压差） 消除了水相损害； 但无法消除固相损害，并带来油相损害； 由于成本、工艺、环保等原因，推广受限制。
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（3）水基类钻井完井液（正压差） 清洁盐水体系 可消除固相损害，但无法消除水相损害（水锁、盐敏），
提高浆体密度和控制失水困难、成本很高、工艺复杂，除研 究和特殊井外，一般不采用。