子长油区油层保护钻井液工艺技术分析

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水平井钻井液和油层保护技术

水平井油层保护技术1.优选具有较强抑制性、润滑性、携岩能力和保护油层的聚硅氟和有机正电胶水基钻井液体系。

2.进入目的层前，调整好钻井液性能，严格控制钻井液失水和密度，使油层段API失水小于3ml、HTHP失水小于8ml。

3.应用屏蔽斩堵技术，材料粒径选择上由常规定向井的超广谱屏蔽斩堵技术选择发展为理想充填理论选择，大大提高了油层保护的效果，使渗透率恢复值均在85%以上。

4.选用高效PDC钻头，提高钻井速度，缩短油层浸泡时间，较好地保护储层。

井眼清洁技术水平井由于水平段井眼是沿横向钻进，钻井液运动方向同岩屑下滑方向相垂直，易形成岩屑床，因而岩屑床的清除、井眼净化在水平井钻井过程中显得尤为重要，井眼清洁主要措施有：1.合理调整钻井液流变性，提高了钻井液携屑能力。

2.加强和坚持短起下钻措施。

3.尽量使用旋转方式钻进，有效地破坏和清除了岩屑床。

4.充分利用现场固控设备，尤其是离心机，有效清除了钻井液有害固相。

井壁稳定技术定向造斜后加入足量的处理剂，有效地防止泥页岩水化膨胀坍塌，提高了钻井液的抑制性。

尤其是进入水平段后及时补充处理剂的有效含量，严格控制失水，API≦3ml、HTHP≦12ml，进一步改善了泥饼质量，增强泥饼的强度和韧性，较好好地保证了井壁的稳定。

润滑防卡技术定向前和井斜大于45度后，分次向钻井液中加入原油，防塌润滑剂、无荧光水基润滑剂和积压润滑剂，并根据摩阻扭矩预测分析和实际监测情况及时进行补充，进入水平段再次加入原油，保证原油含量达到10-12%，并及时向钻井液中补充防塌润滑剂和极压润滑剂，使泥饼摩组系数始终保持在0.08以下，在起下钻、电测和下套管前在裸眼井段加入固体润滑剂使钻柱与井壁之间的摩擦由滑动变为滚动，有效地控制了钻井液摩阻扭矩，防止了卡钻事故的发生，满足了水平井的现场需要。

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

保护储层钻井完井液技术

第五章钻井过程中的保护油气层技术重要性第一个工程环节油气层的损害具有叠加性主要内容钻井过程中造成油气层损害的原因保护油气层的钻井液技术保护油气层的钻井工艺技术保护油气层的固井技术1.钻井过程中造成油气层损害的原因钻开产层对近井壁地层的影响近井壁岩石应力变化、井壁岩石失稳，应力重新分布井眼形状、岩石物性、强度变化井筒液柱压力的影响钻井液：①平衡孔隙压力、循环钻屑；②抵消岩石侧向变形的作用；③作用于井底及周围岩石。

静液柱压力不能完全消除岩石的变形，使储层岩石力学性质产生变化，降低某些岩石的强度；密度过大，岩石被压裂，造成井漏。

孔隙压力大于液柱总压力，地层流体会涌入井筒，产生井涌，井喷事故液柱压力大于孔隙压力，流体和固相进入岩石孔隙，对产层造成污染。

岩石被压破，液体漏失。

1.钻井过程中造成油气层损害的原因钻井液与地层流体相互作用钻井液与地层流体接触，固/液相原始平衡破坏：化学组分不平衡：钻井液无法与原地层中流体化学性质配伍而产生化学变化，Ca++、M計+、Fe++、Fe+++等离子产生沉淀。

酸、碱物质对胶结物造成侵蚀，粘土脱落，堵塞孔道，产层出砂。

浓度不平衡：化学物质相互间的渗透，产生渗透压力，对岩石造成污染或伤害。

储层岩石性质的变化固、液两相物质进入产层：孔隙变形、孔隙度、渗透率、强度、产能下降两种液体间的化学反应结垢钻井液液相浸泡使胶结物破坏，强度降低，引起出砂。

（1）钻井过程中油气层损害的原因1）钻井液中分散相颗粒堵塞油气层①固相颗粒堵塞油气层（大小、含量、压差）②乳化液滴堵塞油气层（压差、润湿性）2）钻井液滤液与岩石不配伍水敏、盐敏、碱敏、润湿反转、表面吸附3）钻井液滤液与油气层流体不配伍无机盐沉淀、形成处理剂不溶物、水锁、乳化堵塞、细菌堵塞4）相渗透率变化（液相圈闭）5）负压差急剧变化（速敏、裂缝闭合、有机垢）（2）钻井过程中影响油气层损害的工程因素l）压差在一定压差下，钻井液中的滤液和固相会渗入地层内，造成固相堵塞和粘土水化和水膜厚度增加等许多问题。

二钻井液与油气层保护技术

第二章钻井液与油气层保护技术第一节钻井液性能对钻井地影响一、钻井液地稳定性钻井液是一种分散体系 , 即粘土分散在水中 . 钻井液中地粘土颗粒多数在悬浮体范围(O. 1〜O. 2um>^ ,少数在溶胶范围(0. 1um— 1nm吶,所以钻井液是溶胶与悬浮体地混合物 . b5E2RGbCAP钻井液中胶体颗粒含量地大小 , 对钻井液地稳定性影响很大 . 胶体含量地大小主要取决于粘土在钻井液中地分散状态—分散、絮凝和聚结 . p1EanqFDPw粘土地造浆率高 , 颗粒分散得细 , 钻井液相对来讲就稳定；若粘土造浆率低 , 颗粒分散得粗 , 钻井液相对来讲就不稳定 , 易呈絮凝或聚结状态 . 因此 , 钻井液稳定地首要条件是钻井液中粘土颗粒要细 , 即从粘土在水中地稳定角度来看 , 分散得越细越好 (胶体含量越高越好>.这种稳定性称为沉降稳定性 .然而,即使很细地颗粒 ,因它具有极大地表面积和很高地表面能 , 根据表面能自发减小地原理 , 其发展趋势必然是小颗粒自行聚结变大 , 最后下沉 . 由于某种原因分散相颗粒具有对抗小颗粒自行粘结变大所具有地性质称为聚结稳定性 . DXDiTa9E3d沉降稳定性和聚结稳定性是互相联系地 .只有保持聚结稳定性 ,使小颗粒不聚结为大颗粒 , 钻井液才能有沉降稳定性 , 才不至于因聚结而下沉 . 所以 , 聚结稳定性是矛盾地主要方面 . RTCrpUDGiT二、钻井液几个重要地流变参数(1> 动切应力 ( 屈服值 >. 动切应力 (rn> 反映钻井液在层流流态时 , 粘土颗粒之间及高聚物分子之间地相互作用力 ( 形成空间网架结构之力 >. 影响动切应力地因素有钻井液地固相含量、固体分散度、粘土地水化程度、粘土吸附处理剂地情况及聚合物地使用等 .5PCzVD7HxA(2> 表观粘度 . 又称有效粘度或视粘度 . 它地定义是在某一速度梯度下 , 用流速梯度去除相应地切应力所得地商 . 表观粘度不仅与流体本身性质有关 , 还受测定仪器地几何形状和尺寸、速度梯度地变化及测量方法地影响 . jLBHrnAILg(3> 塑性粘度 . 塑性粘度是指钻井液在层流时 , 钻井液中地固体颗粒与固体颗粒之间固体颗粒与液体分子之间 , 液体分子与液体分子之间三种内摩擦力地总和 . xHAQX74J0X(4> 触变性.钻井液地触变性是指搅拌后变稀 (切力降低 > ,静置后变稠 (切力升高 >地特性 . 或者说 , 钻井液地切力是随搅拌后静置时间地增长而增大地特性. LDAYtRyKfE 由于钻井液有触变性 , 静止时间不同 , 则切力不同 . 通常测两个静止时间地切力值 . 高速搅拌地钻井液静止 1 min 后测得地切力为初切力 , 静止 10 min 后测得地切力为终切力；初切力与终切力地差值 , 即表示触变性地大小 . 差值越大 , 则触变性越大 .Zzz6ZB2Ltk(5> 剪切稀释特性 . 表观粘度随速度梯度地增大而降低地特性 , 称为剪切稀释特性 . 即当钻井液从钻头水眼喷出时有较低地粘度 , 有利于钻头破碎岩石、清洗井底 , 而在环形空间又具有较高粘度 , 有利于携带岩屑 , 该特性对于提高钻速有利 . dvzfvkwMI1第二节油气层损害与保护油气层损害是指在油井完井及生产阶段 , 在储层中造成地减少油气层产能或降低注气、注液效果地各种阻碍 . 根据多孔介质中流体渗透理论 , 油气从地层流向井底 , 进而形成产能.在控制油井产能地众多因素中 , 岩石渗透性属于油层地自身特性 .当油层受到损害时 ,宏观上表现为油层渗透率下降 . 因此, 保护油层地核心问题就是保护油层地渗透率.rqyn14ZNXI一、油气层损害机理油气层损害机理是指在油气井作业过程中导致储集层渗流阻力增加和渗透率降低地原因 ,以及所经历地物理、化学变化过程.对于不同地油气层 , 由于储集特征和导致损害地外部环境不同 , 其损害机理也不尽相同 . EmxvxOtOco1 ．油气层损害机理地研究简况1> 国外研究简况国外自 20 世纪 50 年代开始油气层损害机理地研究 .但前 20 多年,工作进展缓慢 . 自 20 世纪 70 年代中期 , 由于能源危机 , 西方一些国家开始重视防止油气层损害、最大限度地提高油气井产能 ,油气层损害机理地研究工作开始向深度和广度发展 .80 年代, 随着新地测试技术地发展以及对油气层损害机理认识地不断加深 ,开始了系统化地研究 .特别是 80 年代末到 90年代初 ,又开始了应用数学模拟方法进行机理研究 ,从而对油气层损害机理地认识更为深入 .国外对油气层损害机理地研究大致可概括为三个阶段. SixE2yXPq5(1> 定性分析阶段 . 根据岩类学分析、化学分析、基础物性分析结果及一些油井资料可初步定性分析油井可能发生或已经发生了什么损害 . 6ewMyirQFL(2> 应用统计分析对损害因素排列次序阶段 . 随着损害机理研究地不断深入 , 人们逐渐能够对不同条件下损害因素地主次进行排序 . kavU42VRUs(3> 物理模型与数学模型研究阶段 .研究多偏重于微粒运移对储层地损害方面. 应用数学模型研究油气层损害机理地优点是不必花费大量地时间和经费进行各种实验 , 便可以把各种因素对油气层地损害程度进行定量地预测 , 这种方法使机理研究工作进入了一个新地阶段 . y6v3ALoS89总之, 国外经过 40 余年地研究 , 已在机理研究地许多方面取得了重要地进展 ,从而为我国研究工作地开展提供了许多可借鉴地资料 . M2ub6vSTnP2> 国内研究简况我国地油气层损害机理研究工作始于 20 世纪 80 年代初期 , 通过多年地研究工作已取得可喜地进展 ,1986 年被正式列于“七五 " 国家重点科技攻关工程“保护油层钻井完井技术 "中.从 1986 年到 1990 年,有关科技工作者建立了多种研究方法 ,对不同油气层损害机理进行了广泛地研究 . 这期间 , 选择了华北、辽河、中原、四川和长庆等 5 个油田共 7 种类型储层进行了机理研究 .研究中广泛使用了岩石学分析、岩心流动实验和动态模拟等项技术 , 对实验区块地损害机理进行了系统地剖析及定量研究,抓住了主要损害因素 , 并为后继一系列保护技术提供了依据 . 0YujCfmUCw我国地机理研究在以下几方面更为深入、全面和具有特色：(1> 在钻井液动、静滤失规律地研究中 , 对内外滤饼地形成与油层损害地关系、滤饼地结构、动静滤失地差别 , 以及在钻开油层过程中影响固相颗粒侵人地主要因素等都进行了深入研究,并提出了将影响固相颗粒侵入地不利因素转变为有利因素地辩证思路 . eUts8ZQVRd(2> 在采用数学模型研究储层中微粒运移地机理时 , 针对 Celda 研究工作地局限性 ,对 37us 以下地地层微粒所受地力进行了全面分析 ,在此基础上 , 对微粒水化膨胀造成分散地临界盐浓度、微粒起动地临界速度及其影响因素进行了全面、系统地研究 . sQsAEJkW5T(3> 在酸敏及水锁损害研究方面 , 将理化分析与扫描电镜、微模型等微观测试技术紧密结合 ,进行了深入细致地分析研究 . GMsIasNXkA此外, 使用微模型可见技术对水锁效应、微粒运移与固相颗粒堵塞等都进行了比较系统地实验研究 . 这项技术地应用为我国油气层损害机理研究工作地深入开展带来了广阔地前景 . TIrRGchYzg现结合国外地最新研究进展 ,对各生产环节中造成损害地问题进行归纳和分类 , 并从理论上分析这些损害地机理 ,包括损害地内因、外因及影响因素 . 7EqZcWLZNX2 ．油气层地损害在钻开油气层、注水泥、射孔试油、酸化与压裂、采油、注水、修井等施工过程中都会不同程度地破坏油气层原有地物理、化学平衡状态 , 都可能给油气层带来损害 . lzq7IGf02E1> 钻井过程中地损害(1> 钻井液固相地损害 .钻井液中所含各种悬浮物质 ( 粘土、岩屑、加重材料和堵漏剂等 >都有可能对储层造成损害 . 当它们进入储层时 , 便可能逐步充填油气藏岩石孔隙 . 在随后进行生产或注入时 ,这些物质很可能桥堵在孔隙喉道地进口处 , 严重地降低井眼附近地带地渗透率 .一般情况下 ,此类损害仅限于井眼周围 76cm 内,但最终地渗透率降低值却可高达90％ . zvpgeqJ1hk(2> 钻井液滤液地损害 . 钻井液是最先接触油气层地外来流体 . 在一定地压差下 , 钻井液滤液会渗入地层 ,特别是在滤饼形成之前 ,滤液地渗入是不可避免地 . 如果钻井液地滤失量太大 ,将会携带大量地固相颗粒进入储层 ,产生堵塞而造成损害；同时 , 进入储层地滤液若与储层不配伍 , 则会引起粘土水化膨胀、水锁 , 形成化学沉淀和胶体乳化等 , 而导致油气层地损害 . NrpoJac3v1(3> 影响钻井液损害程度地因素 .①压差 . 压差是指井筒内液柱压力与地层孔隙压力之差 . 压差越大 , 钻井液滤液及固相颗粒越易进入地层,影响越大• • 1nowfTG4KI②浸泡时间 . 钻井液浸泡地层地时间越长 , 滤液地侵入量越多 , 损害程度也越大 .③钻井液循环时地剪切速率• 钻井液在环空循环时剪切速率过大 , 会严重地冲蚀井壁 , 破坏滤饼 ,从而使滤液及固相颗粒易于进入储层•此外,剪切速率过大还会造成井径扩大 ,影响固井质量•fjnFLDa5Zo④起下钻速度• 快速起钻地抽吸作用会降低钻井液液柱压力, 破坏滤饼及已形成地桥堵；而快速下钻地锤击效应则使钻井液液柱压力增大 , 从而增大压差 , 促使钻井液侵入地层 , 加重对储层地损害•tfnNhnE6e5⑤钻具对井壁地刮削作用• 井眼不规则或钻具弯曲 , 钻具就可能对井壁产生刮削作用 , 破坏井壁上已形成地滤饼或桥堵物 ,使钻井液易于侵入地层•此外,钻具对井壁地涂抹作用 ,则会使滤饼中地固相颗粒嵌入地层孔隙或裂缝中 , 造成渗透率下降• HbmVN777sL总之 , 钻井过程中地油气层损害主要是由于钻井液滤液及固相侵入引起地• 只有尽可能地减少两者地侵入量 , 并使钻井液滤液在物理、化学性质上与地层矿物及流体相配伍, 才能将损害减小到最低限度• V7l4jRB8Hs2> 注水泥过程中造成地损害(1> 水泥浆地损害• 注水泥过程中水泥浆对油气层地损害往往来自两个方面：一方面是水泥浆滤液侵入地层；另一方面是水泥固体颗粒侵入地层• 83lcPA59W9在正常情况下 , 由于井壁泥饼对地层地保护作用及水泥中地固相颗粒直径较大, 所以水泥中固相颗粒侵入地层不是损害地重要因素• 但水泥浆一般滤失量较大 , 注水泥时地压差又很大 , 其滤液能透过滤饼 , 进入储层一定地深度• 进入储层地滤液可能由以下几方面原因造成损害• mZkklkzaaP①滤液与地层矿物不配伍 , 造成粘土膨胀分散•②水泥地水化作用使氢氧化物过饱和而重结晶 , 沉淀在孔隙中•③滤液中地氢氧化物与地层中地硅起反应 , 生成硅质熟石灰成为粘结性化合物•④滤液与富含钙地原生水相接触, 易生成碳酸钙或硅酸钙水合物地沉淀•⑤水泥浆滤液有相对高地pH 值, 它进一步促进地层中地粘土矿物发生水化膨胀•固井过程中水泥浆对储层地损害一般小于钻井液对储层地损害 . 这一方面是由于在水泥浆进入地层之前 ,钻井液滤液已进去了一部分 , 从而使水泥浆滤液不像钻井液滤液那样容易进入；另一方面是由于水泥浆凝固前在井下地时间短 , 故与储层地接触时间也是有限地 . AVktR43bpw(2> 清洗液与隔离液地损害 . 在固井注水泥前 , 需使用清洗液和隔离液将环空中地钻井液全部排除 , 在此过程中滤饼可能部分地被破坏 . 在紊流注入地高压差作用下 , 清洗液和隔离液地滤液对地层地侵入量会显著增加 .此外 ,如果水泥浆与隔离液之间地交界面发生破坏 , 会增加对储层地损害 . ORjBnOwcEd(3> 挤水泥过程中造成地损害 . 采用高压挤水泥被认为是使水泥浆侵入地层地重要原因之一. 若使用地压力过高,特别容易对非胶结地高渗透性砂岩造成较严重地损害 .2MiJTy0dTT(4> 固井质量地影响 . 如果固井质量不好 , 则后继工作液会沿水泥环渗漏入地层 , 造成十分严重地地层损害 . 因此 , 固井质量地好坏是影响储层损害程度地一个很重要地因素 . gIiSpiue7A为保护油气层 ,要尽可能使用低密度水泥浆 , 降低水泥浆以及隔离液、清洗液地滤失量 ,并保证固井质量 .3> 射孔试油过程中地损害一般说来 , 在钻井、固井过程中油气井周围所形成地损害带 , 通过射孔施工可将损害部分解除 . 但在射孔、试油过程中造成地损害 ,则难以补救 . uEh0U1Yfmh(1> 压实带地形成 . 在孔眼周围形成压实致密区 , 原始渗透性能被破坏 , 其渗透率仅为原始值地7 %〜20% .(2> 固相堵塞 .固相颗粒和射孔产生地碎片在正压差作用下压人地层 , 导致孔眼地导流能力降低 .(3> 射孔液或压井液与储层不配伍 . 如施工中使用清水 , 造成地层中地粘土水化膨胀导致储层损害 .(4> 高压差、大排量试油 .①引起储层内地微粒运移 , 导致渗流通道堵塞 .②在井眼周围形成压力亏损带,当进行二次压井时 , 易引起渗漏 ,造成储层损害 .③井眼周围压力迅速下降 , 使得原油很易脱气、结蜡而堵塞渗流通道 .④产生压实作用 , 造成损害 .在射孑 L 试油过程中保护油气层要注意：①所用液体要与储层配伍 .②尽可能采用负压射孔 .③射孔深度要足够 .④控制适当地试油压差 .⑤尽可能缩短压井液地浸泡时间 .4> 酸化作业中地损害酸化作业是目前用于油层解堵或增产地常用措施 . 但是 , 如果酸化作业不当会给地层带来新地损害 , 酸化可能引起地储层损害有：IAg9qLsgBX(1> 酸液与地层矿物反应产生沉淀 . 当地层中含有一些酸敏性矿物时 , 用不配伍地酸液处理地层可产生絮状或胶状沉淀物质而堵塞孔喉 , 导致渗透率降低 . WwghWvVhPE(2> 外来固相堵塞 . 若作业管线不清洁 , 则酸液可将铁锈、污泥等物溶解带人地层 ,引起堵塞 .(3> 增加地层微粒 . 酸液溶解掉部分岩石骨架及其胶结物 ( 如碳酸盐类 >后, 会释放出许多不溶于酸地固体颗粒 . 这些颗粒地增加 , 使地层中微粒运移现象加剧 .asfpsfpi4k(4> 与原油中地沥青质形成胶状沉淀 . 当酸液与富含沥青质地原油相接触时 , 酸与沥青质容易发生反应生成胶状残渣•当有表面活性剂或Pe3'存在时,残渣更易生成• ooeyYZTjjl5> 压裂过程中地损害压裂是低渗油气藏增产地有效措施之一 , 但若不注意对油气层地保护 , 仍然可造成对油气层地损害 , 使增产作业地效果不理想 , 甚至还可能降低原有地生产能力• BkeGuInkxI(1> 压裂液引起损害• 压裂液与储层不配伍 , 引起地层中地粘土膨胀、原油地乳化等损害• 对于低渗透油气藏 , 还可能产生水锁现象 , 损害油气层• PgdO0sRlMo(2> 压裂液残渣造成损害•6> 采油过程中地损害(1> 采油速度过高• 造成原来松散地依附在孔壁上地一些矿物微粒发生运移 , 从而对孔隙喉道产生堵塞 , 降低渗透率• 3cdXwckm15(2> 结垢与结蜡• 生产过程中 , 由于储层地孔隙压力降低以及有时气体膨胀引起地冷却作用 , 均使某些无机盐溶解度降低而生成无机垢沉淀• 通常地盐垢为碳酸钙和硫酸钙 , 有时还有单体硫以及氯化钠地沉积 , 如果油气井从正常生产层窜槽或从套管泄漏处出水 , 则沉积地盐垢将堵塞井筒、射孔孑 Lg 艮与地层孔隙• h8c52WOngM对于富含沥青质或蜡质地原油 , 在其流动过程中由于温度、压力降低 , 也会引起这些物质在地层中形成蜡垢和有机垢• 虽然孔隙壁上地沥青质沉积一般不会明显降低地层孔隙度和绝对渗透率 , 但在经过这一过程后 , 岩石将趋向亲油 , 并降低油地相对渗透率 , 在—定条下若同时产水 , 还会有助于乳状液堵塞地形成• v4bdyGious(3> 除蜡、除沥青质过程地影响• 当井内油管内结蜡或有积垢时 , 常用机械 (如使用刮蜡片 >或热油洗井等方法将其清除• 但如果在该项处理中 , 使用方法不当也会造成对油层地损害• 比如在采油过程中 , 从油管上刮下地石蜡或沥青有一部分会泵入射孔孔眼和井筒附近地地层孔隙、孔洞或裂缝中去• 用热油洗井时 , 一部分蜡垢也可能堵塞地层孔隙和射孔孔眼而影响产能• J0bm4qMpJ9(4> 化学处理剂地影响• 如果所使用地缓蚀剂、防垢剂或防蜡剂与产层接触并且与之不配伍 , 也可能导致油相渗透率降低• XVauA9grYP7> 注水过程中地损害在注水过程中不注意对油气层地保护, 将会直接影响到注水效果 , 降低油气井产量和采收率• 注水过程中可能造成地层损害地原因主要有注入水地水质( 矿化度、化学成分、固相含量及粒度范围、细菌量、游离氧含量等>不符合要求 , 引起地层中粘土矿物地水化膨胀及分散运移堵塞、化学沉淀堵塞、机械杂质堵塞和细菌堵塞等损害；注入水地强度过大, 引起地层中微粒运移而堵塞孔喉 , 导致地层渗透率下降• bR9C6TJscw8> 修井过程中地损害修井液与地层不配伍 , 造成地层中地粘土膨胀、地层水结垢、岩石润湿性反转及原油乳化等一系列损害•9> 提高采收率地方法对油气层地损害在采用蒸汽驱、碱水驱、二氧化碳驱、活性剂驱和聚合物驱等提高采收率地方法时, 可能引起储层地损害•二、保护油气层1 ．油层损害地类型(1> 水敏性损害• 水敏性是指岩石与外来水接触后 , 其中地粘土矿物发生水化膨胀、分散、脱落、运移 , 而导致地层渗透率降低地现象• 水敏性损害是各种油层损害类型中最复杂、最主要地一种• 产生水敏性损害地原因 , 一方面是由于膨胀性粘土遇水膨胀 , 减少了油层地孔隙通道；另一方面是一些非膨胀性粘土遇水产生分散脱落 ,释放微粒 , 并且微粒随流体运移而堵塞孔隙通道 . pN9LBDdtrd(2> 酸敏性损害 . 酸敏性是指岩石与酸液接触后 , 发生有害反应生成沉淀或岩石解体产生地层微粒 , 而引起油层渗透率降低地现象 . DJ8T7nHuGT(3> 微粒运移损害 . 微粒运移是指由于流体流速较高或压差波动较大, 使储层中固有地颗粒脱落 , 随流体发生移动 , 在孔隙通道中形成“桥堵”或“帚状”堆积而阻挡流体流动 . QF81D7bvUA(4> 结垢损害 . 地层结垢泛指在地层孔隙内形成地各种沉淀物 , 它包括无机垢和有机垢两大类.形成结垢是由于地层岩石和流体地内在原因与外界物理化学因素引起地 . 4B7a9QFw9h(5> 水锁损害 . 水锁一般指由于水进入油层后引起地液体堵塞 , 它是一种物理原因地损害 .一方面 ,由于外来水地渗入 , 改变了油层中地油水分布 ,含水饱和度增大而含油饱和度降低,必然导致油相渗透率减少 .另一方面 ,由于水地渗入 , 油层孔道中呈两相共流状态 ,不连续相则形成液珠 . 液珠在流动过程中将产生阻碍流动地各种毛细管力效应 , 这种毛细管力效应便成为不可忽视地流动阻力 . ] ix6iFA8xoX(6> 润湿性改变损害 . 不同油层岩石表面具有不同地电性及润湿性 , 一般可分为亲油岩石和亲水岩石两大类 . 这里所说地润湿性改变损害是指由于岩石吸附化学剂改变岩石表面润湿性而造成油层油相渗透率下降地损害 . 这种类型地损害与岩石成分有关 . wt6qbkCyDE(7> 固相颗粒侵入损害 .固相颗粒侵入是指人井流体直接将固相颗粒带人地层 , 堵塞孔隙通道而损害油层渗透率 . 固相颗粒包括无机固相颗粒和有机固相颗粒 . 固相颗粒侵入油层是在滤饼形成之前发生地 . Kp5zH46zRk(8> 出砂损害 . 当油层岩石属于弱胶结或未胶结型时 , 在高速采油地情况下 , 岩石结构地完整性遭到破坏 , 发生解体 , 形成松散地砂粒或微粒物质 . 其中较大地颗粒随油流流向井筒,造成油井出砂 ,堵塞生产层段 , 甚至引起地层滑移而损害套管 ,迫使油井停产 .另外,在施工作业中 ,如工作液使用不当 ,造成胶结物中粘土矿物分散或其他矿物地溶解 , 破坏了岩石地胶结状况 ,也会导致或加剧油井出砂带来地油层损害 . Yl4HdOAA612 ．保护油气层地钻井液完井液在钻井过程中 , 钻井液完井液是钻开油气层时首先接触地工作液 , 易对油气层造成损害 . 由于钻开油气层改变了原有地环境状态 , 钻井液完井液中地固相、液相侵入油气层内与油气层中地固相、液相或气相发生物理化学反应 , 使油气层地有效渗透率受到不同程度地损害 .油气层一旦受到损害 ,欲恢复到原有水平是相当困难地 .目前, 保护油气层钻井液完井液大致可分为三大类 . ch4PJx4BlI(1> 水基钻井液完井液 .①无固相饱和盐水钻井液完井液已形成系列 , 近几年国外报道最多地是无固相饱和盐水钻井液完井液 . 这个系列地钻井液完井液有很多品种 , 分别含有氯化铵、氯化钠、氯化钾、氯化钙、碳酸钠、溴化钠、溴化钙、溴化锌 , 或者同时含有它们中地若干种 , 密度范围为 1. 07-2 . 30g/cm3,基本可以满足不同压力系数油气井钻井、完井施工地需要.qd3YfhxCzo 这种钻井液完井液增粘、降滤失是比较困难地 , 需要加入增粘剂、降滤失剂 . 还需加入防腐剂、 pH 值调节剂、消泡剂等处理剂 , 以达到特殊地要求和目地 . E836L11DO5②无粘土钻井液完井液 . 近年来 , 国外为了解决钻井液完井液中粘土粒子可能对油气层造成堵塞地问题 , 发展了无粘土钻井液完井液 . 按不同类型地密度调节剂、暂堵剂可分为酸溶性、水溶性、油溶性三种 . S42ehLvE3Ma ．酸溶性钻井液完井液 . 其密度调节剂、暂堵剂通常是碳酸钙、碳酸铁 , 钻井液完3井液密度范围为 1．03—1．56g/cm3. 501nNvZFisb ．水溶性钻井液完井液 . 以各类饱和盐水为基液 , 其密度调节剂、暂堵剂是细目盐粒, 通常使用地有氯化钠、硼酸盐和氯化钙等 . 钻井液完井液密度范围为 1.03-2.40 g ／ 3 cm . jW1viftGw9c ．油溶性钻井液完井液 . 其暂堵剂是油溶性树脂 , 钻井液完井液地密度用不同种类或不同浓度地盐水调整 .这种钻井液完井液常用地增粘剂有羟乙基纤维素、生物聚合物、羟基铝、氢氧化铁、羟基镁等 . 常用地降滤失剂有淀粉、多羟酸等 . xS0DOYWHLP③改性钻井液完井液 . 除上述两种水基钻井液外 , 多数井 ( 约 80％以上＞使用改性钻井液完井液钻开油气层 . 这种钻井液完井液是在原钻井液地基础上加以性能调整 , 使之能满足钻开油气层地要求 . LOZMkIqI0w(2＞油基型钻井液完井液 . 油基型钻井液完井液大致有以下四种：油基液 ( 乳化水少于20% ＞、油包水乳化液(乳化水20%〜60% ＞、低胶性油基液(不加沥青和滤失控制剂＞、无毒油基液 ( 连续相用矿物油料 , 含芳烃量应少于 19．1％＞.ZKZUQsUJed这类钻井液完井液具有热稳定性好(温度最高250 C ＞、密度范围大、对泥页岩有较好地抑制性、抗各种盐类污染等优点 . 缺点是成本高、劳动条件差、对环境有污染等 . 因此, 只适用于在特殊井上使用 . dGY2mcoKtT(3＞气体型 ( 空气、雾、泡沫、充气＞钻井完井流体 . 为了保护低压油气层 , 研究和发展了空气、雾、泡沫和充气等四种气体类钻井流体 . 这类钻井完井流体地优点是：密度低、对油气层地损害极小、增产效果显著 . rCYbSWRLIA。

油田修井作业油层保护技术的研究(2)

防漏失管柱：安装在泵下的防漏失球座与封隔器配合使用，阻止洗井、清蜡工作液漏入地层，避免造成污染。

优点：成本低、施工简单。

缺点：本次下入，下次作业才能起作用。

适用范围：洗井、清蜡，有效率：95%以上。

防漏失管柱能够有效地防止洗井工作液漏入油层造成污染，从而缩短排水期。

射孔、卡层、下泵一体化防漏失管柱：联作技术与防漏失管柱的结合。

后投球式防漏失球座安装在一体化管柱的定位短节以下、射孔枪以上位置，投棒补孔后将球从地面正投进球座，然后打压座封、投泵芯、投产。

一趟管柱完成射孔、卡层、下泵，减少管柱起下次数，缩短作业时间。

可有效防止修井液漏入地层，从而降低油层污染。

针对漏失井，应用暂堵、堵漏材料减少修井液的漏失量，主要有油溶性暂堵剂、粉体暂堵剂、双效胶结砂、自降解防漏失材料、蜡球等，有效率逐年提高，应用效果良好。

油溶性暂堵剂: 作用原理：悬浮液中的油溶性颗粒在井壁表面滤失形成屏蔽暂堵环。

暂堵率高、渗透率恢复率高。

缺点是需要粒径匹配、不适合高含水井。

一般应用于含水较低、渗滤性漏失井的冲砂、洗井暂堵。

粉体暂堵剂：遇水后膨胀成胶，粘度急剧增加，通过颗粒桥堵及高粘弹体的阻力效应，在漏失层形成暂堵环。

最大特点是可实现高浓度快速封堵，浓度可以自由调节，现用现配，不会造成浪费。

通常单井粉体暂堵剂用量为350-450kg。

缺点是配制不好易结块，造成后期生产堵泵。

介于渗滤性漏失与大孔道漏失之间的井堵漏。

长井段，多层位漏失井实现连续冲砂。

双效胶结砂：携砂堵漏。

颗粒材料充填亏空或大孔道，形成人工井壁，降低漏失量，既封堵了漏失层，又保持相对渗透性。

在亏空地层建立具有一定渗透性的人工井壁进行堵漏；兼具一定防砂作用；漏失越严重堵漏效果越好。

缺点是刚性粗颗粒材料，对完井方式有要求。

不适用于筛管完成的井。

适用于因出砂亏空造成的严重漏失、冲砂难建立循环的井。

自降解防漏失材料：这种材料是一种弹性颗粒材料，可以迅速封堵地层孔道，防止修井液漏失，作业后2～3天自动降解，地层渗透率很快恢复。

油层保护钻井液技术方案

保护油气层的钻完井液技术方案钻井与完井的最终目的在于钻开储层并形成油气流动的通道，建立油气井的良好的生产关系。

油气层损害将极大地影响油气井的产能。

主要表现为油气层渗透率的降低。

在钻完井过程中通过在钻完井液方面来减少对油气层的伤害，提高油气井的产量。

渤海油田已开发多年，随着开发的不断深入，油田各主力区块的储层物性及温度压力系统发生了变化，因此针对储层特性，进行钻井液油层保护现场实施性能优化研究，制定适合各区块开发井储层特性的钻井液油层保护现场实施技术措施。

针对国内外钻完井液技术特点，我们开发了CBF成膜封堵钻井液技术，CBF 成膜封堵钻井液技术是将超低渗透钻井液技术与广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术进行有机融合，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，实现有效暂堵。

同时利用成膜剂的膜结构特性，即参与油层孔喉的封堵，又堵塞刚性颗粒间的微孔隙，从而提高了封堵效果。

提高地层承压能力，扩大安全密度窗口，实现近零滤失保护油气层。

一、钻井液方面1．钻井液密度方面：钻油气层的过程中，在平衡地层压力的情况下，尽可能地降低钻井液的密度，控制泥浆密度在设计下限，降低泥浆正向液柱压差，降低固相、液相对储层的损害。

2. 泥浆失水方面：进入油气层之前，保持低的泥浆失水和高温高压失水，加入高效复合降失水剂ZJ-04，使之保持在4ml之内。

3. 井壁质量方面：在改善泥饼质量角度方面加入ZJ-01，来提高泥浆的整体造壁性，维护了良好的井壁质量，提高泥浆抗压强度。

改善压差粘卡情况的发生。

4．固相含量方面：最大限度应用好固控设备，保持泥浆中低的固相含量和搬土含量，降低泥浆中有害固相对储层的损害。

5．抑制和防塌方面：通过加入聚合醇ZJ-02和防塌剂ZJ-01增强泥浆体系的防塌和抑制能力，防之泥岩的水化分散。

且聚和醇具有一定的表面活性，能降低钻井液滤液的滤失量，并增加其抑制性，具有浊点效应，即当温度高于浊点时，吸附在井壁上形成油膜，减少进入储层的侵入量，保护油气层，具有排水作用，它的加入可使地层泥页岩中的水排出，页岩硬度增加，减少对储层的损害。

浅谈钻井过程中的油层保护技术

量，保证了钻具的安全。及时补充各种泥浆处理剂的有效含量，并利用短起下钻破坏钻屑在下井壁的沉积层，保障井眼畅通，确保井下安全，进入
油层前５米加入油层保护材料（面活性剂＋渗透处理剂），达到了保０表非
２４钻具组合：Ｏ２１３．１４．ｍｍ（ＡＴ７）钻头＋力钻具（１。）＋Ｈ１２动．５
ＦＷＤＥ＋５” 磁承压钻杆Ｘ１＋无根５”斜坡钻杆Ｘ２柱＋０５”加重钻杆Ｘ５柱＋５”钻杆２４技术措施：钻压：３ — ０Ｎ，在油层段由于地层松软，为保证井．２０６Ｋ
浅谈钻井过程中的油层保护技术
李金峰
（胜利油田现河采油厂地质所山东东营２７０５００）
摘
要
本文论述了我国钻井过程中油层污染概论，提出了钻井过程巾的四项油层保护措施，把钻－ｔ过程的油层保护提到新的高度；保护；技术
好固控设备，含砂量控制在０％以内。适当加大钻头水眼，提高柴油机转．５速，增加了环空返速，使钻头破碎的钻屑尽快从井底返至井口，并利用固控设备迅速从钻井液中清除掉。减少了岩屑在井内的悬浮时间。同时加强钻井液性能的维护，提高动切力，保持良好的流变性能，减少岩屑在井底的重复破碎，提高机械钻速，减少井下复杂情况的出现。
构及表面性质、流体相态都会改变，使油层渗透率降低。渗地层一般解堵比较容易，往往认为与钻井液保护措施的投入不成比例，因此不需要刻意

油田修井作业油层保护技术的研究(3)

防膨抑砂处理技术：针对地层泥质含量高，近井地带因粘土膨胀、分散、运移发生堵塞，渗透性变差的油井，通过向地层内打入一定浓度的防膨液，解除近井地带伤害。

具有防膨缩膨作用，可有效抑制粘土矿物膨胀，对已膨胀的粘土矿物还有一定的缩膨作用。

可将运移到近井地带的堵塞微粒推向远处，暂时疏通渗流通道。

优点是费用低；施工方便，可在油井正常生产过程中实施无二次污染。

缺点是有效期短、需要反复处理；只适用于解除近井地带粘土颗粒堵塞伤害。

适应范围是近井地带受粘土、地层砂分散、运移发生堵塞的油井。

解水锁技术：向储层泵入水锁解堵剂，水锁解堵剂是一种特殊结构的表面活性剂，可以大幅度降低油水界面张力，减小毛细管力，降低油流阻力，从而提高原油产量。

该项技术还不十分成熟，加之处理时对设备和水质的清洁程度要求高，有待进一步试验和完善。

复合多功能解堵工艺：该工艺能够消除粘土水化膨胀造成的水敏伤害，溶解固体颗粒等无机物堵塞，清洗油污，降低毛管阻力，氧化分解细菌产物等。

适合多种污染并存情况下的污染解除，尤其对于堵塞类型和污染程度不清楚的情况，适应性更强。

高压水射流解堵工艺：高压水流通过喷嘴内的谐振腔反复不断地对炮眼及油层进行喷射，使得流体产生共振，从而解除油层堵塞和孔眼堵塞，提高地层的渗透能力。

三、油田修井作业过程油层保护存在问题（一）修井液漏失依然严重修井液漏失依然严重原因是辽河油田已经开发多年地层压力水平偏低，大孔道已经形成，注水冲刷严重、地层亏空较大、作业压差过大等。

在油水井作业过程中入井液发生漏失。

严重影响修井过程中的暂堵质量。

目前的堵漏技术适用范围均较窄，是否漏失、漏失量、漏失类型预测困难。

还没有一种可以适合各种漏失情况的防漏堵漏技术。

修井液漏失的危害：一是作业无法正常进行，延长作业占井时间；二是修井液漏入储层造成污染，降低作业后的产量恢复率；三是修井液反排造成作业后的排水期长；四是修井液浪费。

（二）修井作业后的产量恢复情况需要改善。

陕北子长油田长6储层伤害特征及保护技术分析

陕北子长油田长6储层伤害特征及保护技术分析油田开发是石油行业的重大课题。

随着对石油能源需求的增加，有效、合理、科学地开发油藏成为了当前亟待解决的任务。

针对我国油藏在开发中所面临的实际问题，在总结前人已有成果的基础上，本文对油田开发过程中的储层伤害及保护技术，特别是对陕北子长油田长6储层的伤害特征及保护技术进行研究。

本文首先分析了该油田地质概况和储层特征，对储层潜在的伤害因素和伤害机理进行描述。

其次，阐明了油田开发过程中工艺技术措施对油层的伤害，即外在的伤害因素，总体分析了影响油田有效、合理、科学开发效果的主要因素。

最后，针对陕北子长油田长6储层，分析了在钻井、射孔、压裂和注水过程中对油层的保护技术，并论述了提高油田有效、合理、科学开发效果的主要技术措施及今后的发展方向，为改善该油田长6储层的开发效果提供有价值的参考。

1 油田地质概况及储层特征1.1 子长油田地质概况子长油田位于陕甘宁盆地东部斜坡，其构造背景为西倾单斜，构造东高西低，倾角不到10，二级构造不发育，局部有小型鼻状隆起。

主要目的层为上三迭系延长组长6油层组，埋深450—800米，从上到下分四个砂层组，即长61—长64砂层组，其中长61砂层发育最好，分布面积相对集中，砂体较厚[1][2]。

储层以细粒长石砂岩为主，粒径在0.1—0.3mm之间，磨圆度为次棱—次圆。

主要胶结物为绿泥石、浊沸石、黄铁矿、碎屑岩矿物再生，属亲水性油层。

常规分析得出：孔隙度在8—11%之间，渗透率在0.1—1×10-3μm2之间，含油饱和度在40-54%之间，属小孔隙微喉道特低渗岩性油藏。

主要以弹性驱动为主，后期变为弹性溶解气驱动。

2 储层潜在的伤害因素分析及伤害机理2.1 粘土矿物类型、含量及其潜在伤害因素对本区两口井12块样品进行X—衍射粘土矿物分析，粘土矿物主要类型有绿泥石、高岭石、伊利石和伊/蒙混层。

绿泥石：长6油层粘土矿物中绿泥石相对含量70.0—72.0%，是强酸敏性矿物。

井下作业中的油层保护技术浅析

井下作业中的油层保护技术浅析摘要：随着对石油需求的不断增加，石油开采工程规模不断扩大。

油层保护是油田开采管理所必须要涉及到的工作。

油层保护措施和对应的保护技术在实际原油开采中的应用实践与钻井技术和井下作业技术的应用实践存在非常密切的联系，而且会直接影响到对应油井的原油质量和开采效率，所以需要提高关注度。

在实际工作中，应当以明确油田勘探开发对油井所造成的损害为前提，推进这方面的技术和保护措施研究工作，进而保证改革效果。

关键词：井下作业；油层保护；技术浅析引言油层是油田生产的主要通道，油田地质储量通过油层中的流体的流动，将更多的油流开采到地面上来。

而油层保护技术的应用，取决于油田的勘探开发中的钻井技术、井下作业技术的应用，采取相应的油层保护措施，才能提高油层的开采程度，从而提高油田的最终采收率。

1井下作业对油层所造成的损害分析1.1井下作业对油层的损害具体来说，油层污染和损害问题主要是由于钻井液体系设计不合理和施工参数规划不当而导致的。

在上述问题的影响下，大量钻井液会侵入油层，之后会堵塞油层空隙并且对后续采油作业造成干扰。

此外，如果钻井液缺少足够的岩屑携带能量，也会让岩屑堵塞油层孔隙，最终将会影响到油层的渗透率。

1.2修井、注水操作对油层的损害原油开采中，需要对油井进行长时间的注水，而在注水中则需要控制好注水压力和注射量，否则会使油层大面积出砂并且导致套管损伤。

如果发现套损现象，就必须要立即开展修井作业，而修井作业也会对油层造成不必要的损害，其中最为常用的是修井液的漏失问题。

此外，注水质量对油层所造成的影响也同样值得关注。

在无法保证注水质量的前提下，油层的孔隙会有可能发生堵塞现象，最终将会影响到水驱开发效率。

此外，如果由于注水质量不达标而造成了注入水堵塞，则会拉低油层的吸水能力。

最后如果注水设备不能满足分层注水要求，也通常会影响到正常的注水作业和对油层的正常开采。

1.3尚未对油层进行有效的伤害治理实际工作中，技术人员需要对已经堵塞的储油层进行解堵处理，以保证后续生产工作的有序推进。

钻井过程的油层保护

钻钻井井过过程程的的油油层层保保护护（（钻井液体系）超超深深井井通常将深度超过5000m 的井称作超深井。

超深井的特点主要在高温和高压。

因此，对其钻井液的基本要求是；热稳定性好，即经高温作用一定时间之后，性能不发生明显变化；高温对性能的影响较低，即高温下的性能与常温性能的差别不宜过大；高压差下泥饼的可压缩性好等等。

为适应以上需要，必须使用抗温能力强的处理剂和钻井液体系。

除选用油基钻井液最为理想外，目前国内对付超深井最有效的水基钻井液是聚磺钻井液体系，该类钻井液兼有聚合物钻井液和三磺钻井液的一系列特点，用于该类井中既可显著提高钻井速度和井壁稳定性，又能有效地减少卡钻事故的发生。

超深井特点：高温，高压钻井液体系特性：抗温性能、泥饼压缩性能定定向向斜斜井井和和水水平平井井该类井在钻进过程中钻具与井壁的接触面积大，摩阻高，井眼极易发生阻卡甚至卡钻。

与直井相比，其井壁易坍塌。

并且由于斜井段容易形成岩屑床，该类井的携岩问题也比较难以解决。

针对以上情况，必须采取比直井要求更高的防塌、防卡和携屑等技术措施。

近年来，钻定向井的数量大幅度增长，从单个定向井向丛式井组发展。

已钻成许多高难度大斜度井、大位移井和水平井。

在该类井的钻井液技术方面，已研究成功各种聚合物钻井液，如正电胶乳化钻井液、聚合醇钻井液，用于低压易漏层的泡沫钻井液等，在一定范围内较好地解决了井塌、携岩、润滑等问题。

定向井水平井特点：摩阻高、易阻卡、易坍塌，携岩困难钻井液体系特性：防塌、防卡、携屑易易塌塌地地层层井井塌塌形形成成的的地地质质原原因因在以泥岩和页岩为主的地层, 由于泥、页岩极易水化膨胀, 在泥浆的浸泡下, 泥浆中的自由水就会进入到这些泥、页岩中, 使泥、页岩的固体颗粒发生水化膨胀和裂解, 失去稳定性而向井内剥落、掉块或者坍塌, 因此泥、页岩层井段是井壁最不稳定的井段, 泥、页岩水化膨胀是造成井塌的主要因素。

同时, 由于构造应力作用的因素而形成断层,使岩石发生破碎, 也会造成井壁不稳定, 当泥浆液柱压力不足以平衡地层压力时, 轻微者表现为掉块, 严重时就会发生井塌, 此种因素引起的井塌在钻井施工中较为常见。