关于水平井钻井过程中油气层保护技术研究
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。
水平井油气层保护技术
二、水平井产能的影响因素
为了充分发挥水平井钻井和开采技术的经济效益，有必要对储层 厚度、水平段长度、非均质性、水平井的偏心距及地层损害等影响水 平井产能的各种因素深入研究。
1、水平井产能的计算
关于水平井产能的计算，Borisov、Giger、Joshi以及Renard等曾 分别给出了预测稳定流动状态下产能的各种计算方法，其计算公式分别为：
——含天然气岩心的原始渗透率不小于1×10-3μm2 ——含油岩心的原始渗透率不小于500×10-3μm2 微粒运移、固相颗粒堵塞是主要损害方式。 井下工具堵塞亦不容忽视，钻具—泥饼—岩面作用。 液锁或水锁损害，对裂缝性致密气层尤为显著。 损害带分布形态：理想均质地层，非均质储层。
(Ch)
(I) (I/S) (％S)
13.2
4.9 38.3
80
26.9
6.7 23.4
60
19.2
5.0 17.4
55
26.1
6.5 26.0
55
粘土矿物 含量 (％)
3.5 3.0 3.5 3.0
可见，该断块的岩样主要由非粘土矿物组成；在粘土矿物的组成中，高岭石的 含量最大。可推测，该储层潜在的损害机理主要为微粒运移和粘土矿物水化膨胀。
14.16 13.75 12.046 11.78 13.50 13.31 10.86
0.019 0.0235 0.0515 0.11 0.032 0.021 0.017
Vc (cm/s)
/ ≤1.34×10-4 ≤1.44×10-4 9.12×10-4 4.35×10-4 2.53×10-4
该断块储层具有较低的临界流速，即储层的损害程度对 流体流速相当敏感。
钻井完井过程中的油气层保护技术
钻井完井过程中的油气层保护技术姓名：班级：序号：学号：摘要：钻井完井过程中降低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。
本文对钻井完井过程中油气层损害原因以及相应的油气层保护技术进行了简单的总结。
关键词：渗透率、近平衡、固井、保护油气层一、钻井完井过程中油气层损害原因当在油气层中钻进时，在正压差和毛管力的作用下，钻井完井液的固相进入油气层孔喉堵塞，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，造成渗透率下降。
钻井过程中油气层损害原因可以归纳为四个方面：1、钻井完井液中分散相颗粒堵塞油气层1）固相颗粒堵塞油气层钻井完井液中存在多种固相颗粒，如膨润土、加重剂、堵漏剂、钻屑和处理剂的不容物及高聚物鱼眼等。
钻井完井液中小于油气层孔喉直径或裂缝宽度的固相颗粒，在钻井完井液有效液柱压力与地层孔隙压力之间形成的压差作用下，进入油气层孔喉和裂缝中形成堵塞，造成油气层损害。
2）乳化液滴堵塞油气层2、钻井完井液滤液与油气层岩石不配伍引起的损害水敏损害、盐敏损害、碱敏损害、润湿反转、表面吸附3、相渗透率变化引起的损害钻井完井液滤液进入油气层，改变了井壁附近地带的油气层分布，导致油相渗透率下降，增加了油流阻力。
对于气层，液相侵入（油或水）能在储层渗流通道的表面吸附而减少气体渗流截面积，甚至使气体的渗流完全丧失，即导致“液相圈闭”。
4、负压差急剧变化造成的油气层损害中途测试或负压差钻进时，如选用的负压差过大，可诱发油气层速敏，引起油气层出砂。
对于裂缝性储层，过大的负压差还可能引起井壁附近的裂缝闭合，产生应力敏感损害。
此外，还会诱发有机垢、无机垢沉积。
二、保护油气层钻井完井液钻井完井液是石油工程中最先与油气层接触的工作液，其类型和性能好坏直接关系到对油气层的损害程度，因而保护油气层钻井完井液是搞好保护油气层工作的首要技术环节。
水平井保护油气层
水平井保护油气层方法摘要水平井油层保护工作比普通开发井更为重要, 其重要环节是钻井液的油层保护工作。
通过大量的室内实验，确定了在水平井施工采用KCl有机正电胶、无固相和低固相甲酸盐聚合物等新型钻井液体系，采用广谱型屏蔽暂堵和理想充填以及无固相超低渗透等新型保护油气层技术，取得良好的效果。
所采用的保护油气层技术方案，突破了传统的油气层保护技术理念，较好地解决了水平井施工中拖压、保护油气层等技术难题，达到了预期的目的。
关键词广谱屏蔽暂堵理想充填有机正电胶聚合醇聚合物无固相超低渗透水平井保护油气层油气层保护是一项系统工程，它贯穿于油藏开发的全过程。
在钻井过程中钻井完井液是接触储层的第一种外来流体，组成钻井完井液的固相和液相都会对储层产生影响，因此，研究适合油气层类型的钻井完井液是搞好水平井油气层保护的重要环节。
1 油气层保护方案的研究我国油藏大多为非均质砂岩油藏，且储层物性差异大，针对射孔和筛管两种完井方式分别选择了广谱型屏蔽暂堵技术、理想充填技术、低固相超低渗透保护油气层技术。
1.1 广谱型屏蔽暂堵技术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。
水平井油气层复合保护技术的研究与应用
ｌ
ｌ
３，
７● ３
３ ７●
７● ３
５ ３
５ ３
５ ３
发生固相沉降， 聚集在水平段井眼下部 ， 导致固相颗 粒 堵塞 井 眼和油 气通 道 。 ④ 水平 段洗 井替 浆效 率 低 ， 清 除水 平井 筛管 与地 层 间滤 饼 和岩 屑床 困难 。⑤ 井 眼 外泥 饼容 易被 钻具 刮 除 ， 固相 和液 相 污染更 严 重 。
ｚ Ｓ Ｃ２ Ｏ １ 、 防塌 润 滑 剂 Ｊ Ｈ Ｆ一２ 、 聚 合 醇等 处理 剂 ， 可 以提 高钻 井液 的 固相清 除 能力 、 提高 润滑能力 、 防止 井壁 坍塌 。改 造后 钻井 液具 有 良好 的悬浮性 和控制 失水 能力 ， 满 足 了水平 井钻 井液 长 时间静止要 求 。 ２ ． ２ “ 理 想 充填” 和“ ｄ ｇ ０ ” 复合 暂堵技 术 保 护 对 渗 透 率 贡献 大 的 孔 隙 ， 应用纤维、 弹性 体、 纳米 成 膜 剂等 多种 暂 堵 剂 ， 优 化粒 径分 布 ， 满足 保 护储 层 要求 ， 纤 维 暂 堵 剂 粒径 分 布及 室 内试 验结
６ Ｏ
８ ９
乱 屯 ４ Ｏ
４
侵入量。⑧应用液相返排技术 ， 提高了液相返排能 力。 ２ 水 平井储 层保 护 钻 井液 技术
２ ． １ 应 用 抗 温抗 盐 流 型调 节 剂、 护胶 剂、 回相 清洁
¨
技术 ， 改善钻 井液 综合性 能 引 进 新技 术 对 水 平 井 钻 井液 性 能改 进 和 完 善 ，
在 中原 油 田分 公 司采 油 六 厂 工作 。
１ Ｏ ２
内蒙古 石 油 化 工
８ ） 。
表７ 井 号
２ ０ １ ３ 年第 ７ 期
钻井油气保护初探
3、减少固井水泥浆污染
1、筛管完井法
在营13块水平井中应用了精密滤沙管完井法；在曲9块 水平井及商747-4井中应用了筛管完井法。 上述完井方式减少了固井水泥浆对油层的污染。
2、漂珠及粉煤灰固井
对于水泥封固段较长的井(高返井），采用了漂珠及粉 煤灰固井技术，因为密度较低，减小了固井水泥浆对油层的 伤害。
4、实施保护油气层的钻井工程技术 （ 1）依据实际情况，调整泥浆密度，实施近平衡钻井
4、实施保护油气层的钻井工程技术
钻井工程因素对油气层的伤害
环空返速越大 伤害越严重
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二、2010年钻井油气层保护
4、实施保护油气层的钻井工程技术 1、组建公司专业钻井监督队伍
加提 强升 监监 督督 力水 度平
2、聘请开发监理部钻井监督
3、成立联合监督项目组
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二、2010年钻井油气层保护
正电胶聚合醇 的固相粒度在
平均
0-7.81 um
14.1769 99.3919
3.9404 21.5787
按照固相粒度与储层孔喉2/3架桥原理，固相颗 粒对储层的侵入深度较大。
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二、2010年钻井油气层保护
1、专用油层保护钻井液体系研究 （2）储层钻井液体系优选
图 3
切割后污染渗透率恢复值
钻井油气层保护工作初探
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目 录
一、概述 二、2010年钻井油气层保护工作 三、认识与建议
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一、概述
钻井过程中的油气层伤害
1、 钻井液及固井水泥浆中的分散相颗粒堵塞油气层
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第5章 钻井过程中的保护油气层技术
变差而增加。钻井过程中起下钻、开泵所产生的激动压力随钻井液的塑性粘度和动切
力增大而增加。此外，井壁坍塌压力随钻井液抑制能力的减弱而增加，维持井壁稳定 所需钻井液密度就要随之增高，若坍塌层与油气层同在一个裸眼井段，且坍塌压力又 高于油气层压力，则钻井液液柱压力与油气层压力之差随之增高，就有可能使损害加 重。 ①固相和液相侵入油气层的深度随钻井液的动、静滤矢量，HTHP滤矢量的增加而增 大，随滤液质量变差而增加。
现场实施方案：
a、进入油气层前处理钻井液，并测定钻井液的粒经分布； b、进入油气层前加入各种暂堵剂；
c、进入油气层后检测钻井液中的颗粒粒经，并视情况补加暂堵剂；
d、加入暂堵剂后，停止使用能清除暂堵剂的地面固控设备。
按2 / 3原则选择暂堵剂的粒经 暂堵深度研究 暂堵强度研究 屏蔽暂堵技术室内研究 反排解堵研究 压差、剪切速率 D、时间对暂堵效果的影 响研究 布测定 暂堵剂和钻井液粒经分
(二)钻开油气层的钻井液类型
类型 种类 一、水 1、无固相清 基钻井 洁盐水 液 2、水包油钻 井液 特点 适用范围 不含膨润土和其它人为的固相，其密 适用于套管下至油气层顶 度靠加入不同种类的可溶性盐调节。 部，油层为单一压力体系的裂 缝性油层或强水敏油气层。 以水(或盐水)为连续相， 油为分散相的 适用于技术套管下至油气层 无固相水包油钻井液，其密度可通过 顶部的低压裂缝性易发生漏 调节油水比和可溶性盐的种类、加量 失的油气层或低压砂岩油气 来实现，最低密度可达 0.89g/cm3。 层。 3、无膨润土 此种钻井液由水相、聚合物和暂堵剂 适用于技术套管下至油气层 暂堵型聚合 固相粒子组成。密度可通过加入不同 顶部，油层为单一压力体系的 物钻井液 种类和加量的可溶性盐来调节，流变 低压力，稠油井和古潜山裂缝 性通过加入低损害聚合物和高价离子 性油层。 来控制，滤失量可通过加入油溶或酸 溶或水溶的暂堵剂来实现。此种钻井 液不含膨润土。 4、低膨润土 膨润土含量通常小于 30g/l，钻井液所 适用于低压、低渗油气层或碳 聚合物钻井 需性能通过加入各种聚合物来控制。 酸盐裂缝性油气层。 液
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。
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。
9- 钻井过程中保护油气层技术
等。
3）使用范围：在技术套管下至油气层顶部 , 而且油气层 为单一压力系统的井。
(4) 低膨润土聚合物钻井液
特点：膨润土含量通常＜30g/L , 钻井液必须的流变 性能与滤失性能可通过选用聚合物和暂堵剂来达到。 使用范围：低压、低渗油气层或碳酸盐裂缝性油气层。
(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
剂（包括氮气、空气、天然气等）使井底
压力处于欠平衡状态，也可以直接应用各 种低密度流体。
(3)目前广泛使用的主要欠平衡钻井工艺
1）泡沫钻井；
2）空气钻井；
3）雾化钻井；
4）充气钻井液钻井；
5）井下注气钻井。
3.2 欠平衡钻井保护油气层的原理
1)可避免因钻井液滤失速度高造成剂使之成为气液混合均匀而稳定的体系。
四川普光气田空气钻井钻井施工现场
普光气田是迄今为止我国规模最大、丰度最高的
特大型整装海相气田，已探明储量3560亿m3。 普光气田在前期常规钻井液钻井施工中，主要存 在如下技术难题：①岩石硬度高、研磨性强、可钻性 差，钻井速度低、周期长；② 构造高陡，地层倾角 大，井身质量控制困难；③在陆相和海相地层均存在 严重漏失；④地层坍塌掉块严重，井壁不稳定，易发
井液已用来钻水平井和大位移井等,但成本高。
2.5 钻井完井液要求
现场改造的钻井完井液储层渗透率恢复值大70%，新配 制的钻井完井液储层渗透率恢复值大于80%。 钻井完井液密度在满足钻井和其他工程要求前提下尽可 能低，高限不超过储层段最高压力系数与密度附加值之 和，油层附加值0.05g/cm3～0.1g/cm3，气层附加值 0.10g/cm3～0.15 g/cm3。 尽量减少膨润土用量，膨润土含量不高于4%(w/v)。 充分发挥固控设备工作效率，尽量降低钻井完井液中的 钻屑含量，钻屑含量不高于6%(v/v)钻井完井液应具有 较低滤失量和良好造壁性能，API滤失量小于5ml，HTHP 滤失量小于20ml。
大港南部油田保护油气层技术研究、存在问题及下步工作方向
大港南部油田保护油气层技术研究、存在问题及下步工作方向一、大港南部油田修井作业污染状况及机理研究大港油田修井作业过程中油层污染现象比较普遍，各个油田在钻完井方面油气层保护研究应用较多。
钻井过程是工作液接触储层第一个工程环节，是保护油气层系统工程的第一关，后期作业油层保护因地质和井况条件复杂，技术要求更高；而且油田每年修井作业量大，超过3000井次，而投资有限。
同时受到技术、成本两方面制约，作业过程保护油层技术一直难以系统研究、规模应用，洗压井普遍采用污水、卤水。
大港油田由于油气层污染导致油井作业后减产情况严重，据统计大港油田采油一厂、三厂为此每年减少油气产量达7万吨。
全油田每年因此损失原油产量10万吨以上,开展保护油气层修井液技术研究和应用具有重要意义。
洗压井作业量逐年增加，油层污染形势将更加严峻，保护油气层配套技术应用需求增加，研究低成本油层保护技术，扩大油气保护应用规模势在必行！南部油田油层污染主要有以下几点：1、储层水敏性强：储层有沙河街、孔一段、孔二段油层埋藏深度在2700m～3500m，泥质平均含量为12.4%。
水敏性指数多数在0.7~0.9之间，为强水敏。
易产生水敏损害。
2、渗透率低：低渗透区块多，渗透率为5～48×10-3μm2之间，容易发生水锁损害，同时水敏损害加重。
3、油层低压易漏：南部油田经过多年开采，存在漏失井165口。
地层能量低、渗透率高，作业漏失严重，影响产量恢复。
4、流体的不配伍性：（1）沉淀反应：地层水型有CaCL2也有NaHCO3型，采用高浓度的盐卤、液钙仍有可能发生严重CaCO3 沉淀结垢，造成严重堵塞。
（2）矿化度差异：小集、段六拨等区块原始地层水矿化度高达20000ppm～40000ppm之间，说明维持地层原始稳定状态的地层水需要高矿化度，一旦降低可能发生粘土膨胀、剥落、分散、运移等失稳现象污染油层。
（3） PH改变：为防止H2S,常用高PH值碱液洗井。
钻井油气层保护技术
和 层水矿化度的工作液滤液引起的渗透率损害统称为水
盐 敏损害。高于地层水矿化度的工作液滤液引起的渗透
敏 率损害统称为盐敏损害。当低矿化度抑制性钻井液进 损 入油气层时，就可能引起水敏损害；当高矿化度的钻 害 井液滤液进入油气层时，可能引起盐敏损害。这要根
据地层的上限临界矿化度和下限临界矿化度而定。
2、钻井液滤液与油气层岩石不配伍引起的损害
二、钻井过程中影响油气层损害程度的工程因素
• 钻井压差和压力波动 • 储层裸眼浸泡时间 • 环空返速 • 钻井液性能
1、钻井压差和压力波动
• 压差是造成油气层损害的主要因素之一，与压差密切相关的是钻井液密 度。通常钻井液的滤失量随压差的增大而增加，因而钻井液滤液进入油 气层的深度也随压差的增加而增大（图1）。此外，当钻井液有效液柱 压力超过地层破裂压力或钻井液在油气层裂缝中的流动遇阻时，钻井液 就可能漏失到油气层深部，加剧对油气层的损害。负压差可以阻止钻井 液滤液进入油气层，减少对油气损害，但过高的负压差会引起油气层出 砂和有机垢的形成，反而会对油气层产生损害。
伍
三、保护油气层的钻井液技术
钻井液滤液必须与油气层中流体相配伍
保•
护 油 气 层
确定钻井液配方时，应考虑以下因素：滤液中所含的 无机离子和处理剂不与地层中流体发生沉淀反应；滤 液与地层中流体不发生乳化堵塞作用；滤液表面张力 低，以防发生水锁作用；滤液中所含细菌在油气层所 处环境中不会繁殖生长。
图3 钻井液环空返速对损害深度的影响
4、钻井液性能
• 钻井液性能好坏与油气层损害程度紧密相关，钻井液 的固相和液相进入油气层的深度及损害程度均随钻井 液滤失量的增大和泥饼质量变差而增加（图4）。钻井 过程中起下钻、开泵所产生的激动压力随钻井液的塑 性粘度和切力增大而增加。此外，井壁坍塌压力随钻 井液抑制能力的减弱而增加，维持井壁稳定所需钻井 液的密度就要随之增高，若坍塌层与油气层在同一个 裸眼井段，且坍塌压力又高于油气层压力，则钻井液 液柱压力与油气层孔隙压力之差随之增高，就有可能 使损害加重。
试述水平井钻井过程的油气层保护
３ ． ３无 固相优质钻井液 的使用 无 固相 优 质 钻 井 液 的使 用 可 以减 少 钻 井 过 程 中 的滤 失 ， 同 时把 钻井过 程 中的固相造 成 的伤 害 降低 。如果 配合暂 堵技术 共 同使用 ，便可 更好 的减 少钻井 液对 于油气层 的伤 害，把损 害 降到 更 低 。 ４钻井过程 中对于油气层 的保护措施 的实 际效果报告 上述 措施对 于 降低钻 井过程 中油 气层 损害 的情况 均有 作 用 ，但具体 效果 如何 ，笔者主要 从油层 暂堵技 术 的三 类技术 作 出评析 。 油层暂堵技术是在对钻井过程 中油气层保 护的一项 有效 措 施 ，其原理 是 以储 层孔 喉尺寸 的分布规 律为依 据 ，在 油层钻 通 前４ Ｏ 米 左右 时，将钻 井液 中的 固相 颗粒进 行有效 的调整 ， 时储 层井壁 在短 距离 内发生极 为严重 的堵塞 ，降低渗 透率 ， 减少钻井液对于油气层 的伤害 。 本文将对几类 油层暂堵技术对 于钻井 过程 中油气层保护 的 成 效 作 出 比对 。 ４ ． １传统 暂堵技术 使用过传统屏 蔽暂堵技术后 ，平 均渗透 率恢复率达 百分之 七 十 八 点七 ，可 以有 效 的保 护 油 气 层 ． ４ ． ２广谱 暂堵技术 使用广谱屏蔽 暂堵技术相较传统 暂堵 技术 ，平 均渗透 率恢 复 率 提 高 了百 分 之 七 点 一 ，达 到 了 百 分 之 八 十 五 点 八 ， 可见 广 谱暂堵技术对于油气层 的保护较传统暂堵技术来说更为优秀。 ４ ． ３超低渗透保护油气层技术 使用超低渗透保护 油气层技 术可 以成功的使平均渗透率恢 复 率提升 到百分 之九十 以上 ， 目前来 看是三 种技术 中最能 有 效保护油气层 的技术 。 新型地 层处理 技术 主要有 高砂 比压裂 、高 能气体 压裂 、 深 度 水 力压 裂 （ 是 强 化 开发 低渗 透 油 藏 最具 前 景 的工 艺措 施 ）、复合压裂和干式压裂 （ 不伤 害地层 的新技术 ）等 。 砂岩酸 （ 由美 国研 发）已经 在国外投 入了大量的应用，并 且 砂岩酸 使得产量 增加 的效果 非常 的明显 ，而 国内的低渗 油 气 藏绝大 部分都 是砂岩 油气藏 ， 因此 砂岩酸 使用 的前景非 常 广 阔。 ５ 结 语 目前之 于我们 对于 水平井 钻井 过程 中油气层 的保 护 的探 究，我们 可 以发 现油气 层专 打工艺 的使用 、加快钻 井速率 、 无 固相优 质钻井 液 的使 用 、屏 蔽暂堵 技术 的使用和 滤饼 的使 用 都会 帮助在 水平井钻 井过程 中减 少对于 油气层 的损伤 、或 者 在完井 以后减 少对于 自然 的伤害 、恢复 自然产量 。其 中， 暂 堵技术 中超低 渗透技 术保 护油气层 工艺 的效果 最优 ，如果 配 合广谱 暂堵 技术 的使 用对 油气层 的保护效 果将 更加 明显 ， 而在对 于滤饼 工艺 的使 用 时，则应 实际情况 具体 分析 的挑 选 物 理解 堵技 术或化学解堵 技术 。 参 考 文 献 … １ 甄剑伍 ， 王 中华 ， 雷祖猛 ， 杨建军， 赵虎 ， 杨勇 ． 水平井钻井 液及储层保 护》［ Ｊ ］ ．油 田化学 ． ２ ０ １ ０ 年（ Ｏ ４期 ） 【 ２ ］ 徐 波 ．（ （ 水平井钻 井技 术在四川 油气 田上 的应 用 ［ Ｊ 】 ．石 油 和化 工设 备 ． ２ ０ ０ ９ 年（ Ｏ ８ 期） 【 ３ ］张孟 ． 水平井钻井过程 油气层保 护探 讨 ．中国石油与化 工的标 准和质 量 ． ２ ０ １ ４ 年（ ０ ９ 期）
江汉油田水平井保护油气层技术研究的开题报告
江汉油田水平井保护油气层技术研究的开题报告尊敬的评审专家：我是一名研究生，选题为《江汉油田水平井保护油气层技术研究》。
首先感谢评审专家的审阅和指导。
一、课题研究的背景和意义随着石油勘探开采的深入，油气层的压力、温度等环境条件变化不断，对水平井保护油气层技术提出了更高的要求。
江汉油田是全国重要的油气田，现有水平井的数量较多，但在开采过程中存在一定的问题，使用传统的注水、注气等方法进行保护已不能满足要求，必须通过探索和研究新的保护技术和方法，以减少井底压力下降、砂层堵塞等问题的出现。
因此，本课题旨在研究江汉油田水平井保护油气层技术，探索新的保护方法，提高水平井的开采效率和油气资源的利用率。
二、研究内容和研究方法本课题的研究内容包括以下几个方面：1.分析江汉油田水平井目前存在的问题，弄清根本原因。
2.综合运用油气地质、油藏工程学、机械电子等多领域知识，研究和开发新的保护技术，以提高水平井的开采产量和效率。
3.通过理论和实验的研究，建立基于水平井的保护油气层的指导方案，以确保水平井顺利开采，并降低油气资源的浪费。
研究方法主要有文献调研、实验研究、数值模拟等。
三、研究的预期目标和意义本次研究的预期目标是：设计并实现一种行之有效、技术含量高的水平井保护油气层技术，为江汉油田水平井的开采提供科学依据和指导。
同时，本研究的意义在于：1.提高了江汉油田水平井的开采效率和油气资源的利用率，发挥了水平井的重要作用。
2.推动油藏工程领域的科学研究发展，拓宽了该领域的研究思路和方法。
3.为其他油气田水平井保护油气层技术的研究提供了实践经验和参考。
四、研究的可行性分析本研究基于较为成熟的水平井开采技术进行，且研究方法科学合理，研究目标清晰明确，因此研究的可行性较高。
同时，江汉油田也给出了大力支持和实施保护油气层的要求，为研究提供了有利的政策和条件。
五、拟定的研究计划和进度安排本研究计划为期两年，具体进度安排如下：第一年：1.深入调研江汉油田水平井保护油气层的现状和问题。
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关于水平井钻井过程中油气层保护技术研究
发表时间：2019-09-04T16:21:02.300Z 来源：《工程管理前沿》2019年第13期作者：于小亮廖华林
[导读] 从水平井钻井过程中对油气层损害机理和特点出发，分析油气层保护措施，探讨相关保护技术应用情况。
中国石油大学（华东）石油工程学院山东青岛 266000
摘要：水平井是油田开发后期的一项重要技术手段，在钻井施工过程中会对油气层造成不同程度的伤害。
本文主要是从水平井钻井过程中对油气层损害机理和特点出发，分析油气层保护措施，探讨相关保护技术应用情况。
关键词：水平井；油气层；保护
水平井是油气田在开发过程中形成的新技术,其成熟性、适用性,已经在全世界推广应用。
水平井钻井过程油气层保护技术经历了科研、攻关、推广阶段，也取得了一定成效，特别是近年来得到了迅速发展，为水平井油气层保护起到了重要作用。
本文主要是水平井钻井的保护措施及应用情况展开分析
1、水平井钻井过程中油气层损害机理、特点
1.1水平井钻井过程中油气层损害机理
国内外已有多项研究表明，钻井导致的储层损害已经成为影响水平井产能的主要因素。
对于水平井来说，油气层损害机理和直井相同，只是程度上和污染带位置上的差异。
损害机理有以下几点：钻井液中固相颗粒堵塞；滤液和储层流体不配伍；聚合物堵塞；润湿反转；微粒运移和粘土膨胀；水锁；地层压力改变等。
其中固相和液相侵入油气层是造成油气层损害的主要原因。
1.2水平井钻井过程中油气层损害特点
水平井钻井施工与常规的直井钻井相比较其实际产生污染更加严重，而两者的造成污染的层位也不一样。
水平井造成的油水层位污染损害主要有以下一些特点
在水平井钻井施工过程中，油气层的钻穿长度要远远超过直井，由此会导致钻井液与油水层直接接触时间急剧增加，而在油气层钻进过程中也会消耗大量时间，因此，产生油气层污染的概率也会相应增加。
水平井钻井施工过程中非常容易形成岩屑床，在钻井过程中会导致钻柱与岩屑床的磨损加剧，造成油气层中进入了大量的亚微粒子，从而损害了油气层。
水平井在完井的时候通常情况下都不会采用射孔完井，从而使得对地层的污染加重。
在水平井钻穿油气层的时候，压差要远远超过直井钻井。
而油气层内的孔隙压力是一定的，在水平井钻进油气层过程中，钻井液流动受到的阻力也在不断增加，由此产生的压力会直接作用在油气层上，从而使得钻穿油气层时压差会随着钻进不断增加，使得油气层受到的伤害也进一步增加。
与直井钻井相比较，油气层中单位长度方向产生的压力降相对要低，从而使得其返排效果变差，造成油气层内孔隙等堵塞情况更加严重。
水平井与直井钻井过程中产生损害的层位存在较大的差异。
对钻井施工来说，水平井钻井比直井钻井过程中的钻井液产生污染带的位置要深一些，而且在水平段的末端会产生更加严重污染。
其实际侵害油气层形状为一个椭圆形的锥体，而因为钻井液在水平段以及垂直段上实际渗透率KH、Kv值也有很大的差别，因此，污染带实际的分布也呈现不均匀状。
由此也造成了水平井钻井过程中钻井液对油气层的损害与直井钻井出现较大差异的现象。
2、水平井钻井过程中的油气层保护措施
油气层的有效保护要从以下几个方面进行,首先要充分结合油气藏本身的岩性结构、矿物质成分、地层胶结等情况，研究是否还存在一些潜在的对地层有较大影响的因素。
其次要是根据油气藏的具体特征，来合理地选择钻穿油气层时的具体措施以及相关完井方式，结合水平井损害实际机理以及具体的损害特点，并在现有的工艺技术基础上，可以从以下几个方面着手采取油气层保护措施：
（1）针对油气层钻进实施油气层专打，在钻开油气藏的时候实施平衡压力，这样就能有效控制钻井液进入油气层的强度。
（2）实施优快钻井技术来完成水平段的钻进，这样就能充分降低油气层被钻井液浸泡的时间。
（3）为了进一步减少水平井钻井过程中的滤失作用，可以选择无固相优质钻井液体系。
这样就可以最大程度避免固相造成油气层损害。
（4）在采取无固相优质钻井液的基础上进一步实施暂堵技术，这样就能最大程度地减少钻井液进入地层，有效起到地层保护作用。
（5）要尽量为水平井钻井配备完善的固控设备，这样才能最大程度减少钻井液中的固相颗粒。
（6）在水平井完井施工过程中，要尽量选择合理的滤饼处理技术，这样才能最大程度保持油气层通道的通畅。
只有按照上述几种措施实施严格的管理，才能进一步强化对油气层的保护，有效提升水平井的产量。
3、水平井钻井过程油气层保护技术效果
3.1 油层暂堵保护技术
传统屏蔽暂堵技术。
采用传统屏蔽暂堵技术后,钻井液的渗透率恢复率有了明显提高。
与不用屏蔽暂堵技术相比,渗透率恢复率提高了20%,平均堵塞比下降了74%,显示出良好的油层保护效果。
广谱屏蔽暂堵技术。
采用广谱屏蔽暂堵技术后,钻井液平均动失水量减少了45.6%,平均渗透率恢复率达到了85.8%,相对于传统屏蔽暂堵技术提高了7.1个百分点。
超低渗透保护油气层技术。
采用超低渗透保护油气层技术后,不同钻井液体系的渗透率恢复率均在90%以上,而且暂堵带的承压能力平均提高了69%。
广谱屏蔽暂堵+超低渗透保护油气层技术。
广谱屏蔽暂堵+超低渗透保护油气层技术在最终动失水量、渗透率恢复率上明显优于单一的广谱保护油气层技术和超低渗透保护油气层技术。
目前已成为了大港油田水平井主要的保
3.2 滤饼处理技术
再好的钻井液体系、再先进的钻井工艺技术,也不可避免地会对油气层造成一定程度的伤害,只是好的体系和工艺伤害会更小一些。
水平井储集层损害机理研究结果表明:其主要机理是颗粒运移、固相堵塞,因此,水平井在完井后一般面临解除污染,减轻完井液对储层的损害及对井下工具的堵塞,恢复地层天然产能的任务。
(l)物理解堵包括高温热处理、水力振荡、水力旋转喷射等是常用的物理解堵方法,高温热处理的作用机理为:通过使粘土脱水和破坏粘土晶格,补救与粘土相关的损害,使堵塞水蒸发;热导应力在近井区域产生微裂,增大近井地层渗透率。
(2)化学解堵包括氧化型解堵剂和非氧化型解堵剂及酸液解堵剂。
氧化型解堵剂的解堵效果要好于非氧化型解堵剂。
如二氧化氯、双氧水等,其解堵机理为:强氧化剂通过氧化作用使聚合物分子变小,使
其失去桥联和附着作用,从而将致密、坚韧的滤饼变为松散、破坏的结构。
酸液解堵剂有常规酸、复合解堵酸液。
常规酸包括盐酸、土酸、低伤害酸等。
复合解堵酸是由有机酸和无机酸、添加剂(清洗剂、破胶剂、缓蚀剂等)复合而成。
近年来国外还研究成功用酶或酶与聚合物接枝共聚形成的聚合物处理完井液,效果良好。
酶是由生物有机体生成的特殊蛋白质。
起加速反应的催化作用,在反应过程中不消亡,活性不变。
除可处理目标聚合物之外,酶体系中其他物质还起活化作用,既可避免腐蚀金属或溶蚀碎屑,损害油气层,又具有环保作用。
当酶聚合物有效地解除暂堵带中的聚合物时,与其粘结的碳酸钙粉亦被除去,随地层中流体流人井眼,可使储集层渗透率恢复。
酶的解堵效果和关井时间取决于其浓度和井下温度,关井时间一般为12~24h。
为了取得更好的效果,可先用酶处理,再用低浓度(5%一7%)盐酸清洗,清除井下碳酸盐颗粒等。
需根据具体情况选用。
在水平井钻井施工过程中,要强化水平井保护油气层技术的研究及应用力度,以达到满足水平井钻井技术日益进步的要求。
加强水平井钻井工作基础性工作的开展,深人研究储层的基本特征,重点分析产生损害重要因素,对重点油层保护的做好确认,应当根据各个区块不同特定,结合实际情况建立油气层保护剖面手册,能够为选择钻井完井液和制订油气层保护方案提供依据。
参考文献
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