保护油气层技术 第5章 钻井过程中保护油气层技术

2、浸泡时间
浸泡油气层时间↑→油气层损害的程度↑。
3、环空返速
环空返速越大→对泥饼的冲蚀越严重→钻井液的动滤失量 增高→油气层侵入深度及损害程度增加。
4、钻井液性能
钻井液静滤失量、动滤失量、 HTHP 滤失量、
泥饼质量、钻井液的塑性粘度、动切力、抑制能力等。
（1）影响油气层的深度及损害程度 （2）影响起下钻、开泵所产生的激动压力 （3）影响钻井液对油气层的浸泡时间
2、钻井液中固相颗粒与油气层渗流通道匹配
依据所钻油气层的孔喉直径，选择匹配的固相颗粒 尺寸大小、级配和数量，用以控制固相侵入油气层的数 量与深度。此外，还可以根据油气层特性选用暂堵剂； 在油井投产时再进行解堵。对于固相颗粒堵塞会造成油 气层严重损害且不易解堵的井，钻开油气层时，应尽可 能采用无固相或无膨润土相钻井液。
第二节 保护油气层的钻井液技术
一、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。 我国油气层压力系数从 0.4 到 2.87，部分低压、 低渗、岩石坚固的油气层，需采用负压差钻进来 减少对油气层的损害，因而必须研究出从空气到 密度为 3.Og/cm3 的不同类型钻井液才能满足 各种需要。
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"。
5、负压差急剧变化造成的油气层损害
（1）诱发油气层速敏，引起油气层出砂及微粒运移。 （2）对于裂缝性地层，过大的负压差还可能引起井壁 表面的裂缝闭合，产生应力敏感损害。 （3）诱发地层中原油组分形成有机垢。
（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，减少对油气层 的损害，已形成多种用于钻开油气层的钻井液。
1、钻井液中固相颗粒堵塞油气层
固相颗粒：膨润土、加重剂、堵漏剂、暂堵剂、钻 屑和处理剂的不溶物等。
损害机理：堵塞油气层孔喉和裂缝。 影响因素：固相含量；固相颗粒尺寸大小、级配及固
相类型有关；固相颗粒侵入油气层的深度 随压差增大而加深。
2、钻井液滤液与油气层岩石不配伍引起的损害
水敏；盐敏；碱敏；润湿反转；表面吸 附（滤液中所含的部分处理剂被油气 层孔隙或裂缝表面吸附，缩小孔喉或 孔隙尺寸）。
教学目标： 掌握钻井过程中造成地层损害的原因；掌握保护油气层 的固井技术；掌握射孔完井、衬管、砾石充填完井、防 砂完井的保护油气层技术
教学重点难点： 钻井过程中造成地层损害的原因，主要采用的完井方式: 射孔完井、裸眼完井、 砾石充填完井等。
钻井过程中防止油气层损害是保护油气层系统工程 的第一个工程环节。其目的是交给试油或采油部门一口 无损害或低损害、固井质量优良的油气井。油气层损害 具有累加性，钻井中对油气层的损害不仅影响油气层的 发现和油气井的初期产量，还会对今后各项作业损害油 层的程度以及作业效果带来影响。因此，搞好钻井过程 中的保护油气层工作，对提高勘探、开发经济效益至关 重要，必须把好这一关。
4、钻井液滤液组分必须与油气层中流体相配伍
确定钻井液配方时，应考虑以下因素： （1）滤液中所含的来自百度文库机离子和处理剂不与地层中流体发 生沉淀反应； （2）滤液与地层中流体不发生乳化堵塞作用； （3）滤液表面张力低，以防发生水锁作用； （4）滤液中所含细菌在油气层所处环境中不会繁殖生长。
5、钻井液的组分与性能都能满足保护油气层的需要
钻进的基本工艺过程：
①第一次开钻(一开)：下表层套管 ②第二次开钻(二开)：下技术套管
③第三次开钻(三开)： 设计井深，下油层套管，进行固井、完井作业
每改变一次钻头尺寸，开始钻一新的井段的工艺叫开钻
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
钻开油气层时，在正压差、毛管力的作用下，钻 井液的固相进入油气层造成孔喉堵塞，其液相进入油气 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 过程中油气层损害原因可以归纳为以下五个方面。
二、钻井过程中影响油气层损害程度的工程因素
1、压差
（1）压差的增大→钻井液的滤失量增加 →钻井液 进入油气层的深度和损害油气层的严重程度增大。
（2）当钻井液有效液柱压力超过地层破裂压力，钻 井液就有可能漏失至油气层深部，加剧对油气层 的损害。
（3）负压差可以阻止钻井液进入油气层，减少对油气层损 害，但过高的负压差会引起油气层出砂、裂缝性地层的应 力敏感和有机垢的形成，反而会对油气层产生损害。
3、钻井液滤液与油气层流体不配伍引起的损害 1) 形成无机垢和有机垢 2) 形成处理剂不溶物 当地层水的矿化度和钙、镁离子浓度超过滤液中 处理剂的抗盐和抗钙、镁能力时，处理剂就会 盐析而产生沉淀。例如腐殖酸钠遇到地层水中 钙离子，就会形成腐殖酸钙沉淀。
3)发生水锁效应 特别是在低孔、低渗气层中最为严重。 4)形成乳化堵塞 5)细菌堵塞 滤液中所含的细菌进入油气层，如油气层环 境适合其繁殖生长，就有可能造成喉道堵塞。
3、钻井液必须与油气层岩石相配伍
（1）对于中、强水敏性油气层应采用不引 起粘土水化膨胀的强抑制性钻井液。
（2）对于盐敏性油气层，钻井液的矿化度 应控制在两个临界矿化度之间。
（3）对于碱敏性油气层，钻井液的pH值应尽可能控制在 7-8；如需调控pH值，最好不用烧碱作为碱度控制剂，可 用其它种类的、对油气层损害程度低的碱度控制剂。 （4）对于非酸敏油气层，可选用酸溶处理剂或暂堵剂。 （5）对于速敏性油气层，应尽量降低压差和严防井漏。 （6）采用油基或油包水钻井液、水包油钻井液时，最好 选用非离子型乳化剂，以免发生润湿反转等。