水平井伤害机理及保护储层方法

（） ２ 选用 与储层 岩石 、 原油 和地层 水 配伍 的洗 井 液、 修井 液 ， 少不 溶解 盐 的沉 淀 ； 后完 井液 ， 井 减 前 修 液， 压井 液 ， 产液 相互 要相容 。 增
面性 质 等 ； 岩 石 矿物 组分 与 结构 ； 流体 特 性 ； ③ ④ ⑤
油气层 压力 和温 度 ； ⑥原 地应 力大 小及 方 向 ； 敏 感 ⑦
水平井伤 害机理及保护储层 方法
● 一… 京 …
摘 要 介 绍 ห้องสมุดไป่ตู้ 水 平 井 油 气 层 伤 害 机 理 及 近 期 研 究 结 果 ， 出 水 平 井 油 气 层 特 性 研 究 方 向 ， 据 国 内 外 实 际 理 论 和 工 作 经 验 ， 提 根
提 出保 护 储 层 措 施
；
一ｊ ｔ 采
泥 浆 固井 颗 粒堵 塞
微粒 运 移 粘土 膨 胀
乳化 堵 塞／ 锁 水
润湿 反 转
相 对 渗 透率 下 降
有 机 垢 无 机垢
外 来颗 粒 堵 塞 次生 矿 物 沉 淀
细菌 堵 塞
出砂
一
层 极细 的剩余 固相 层 ，这 是伤害储 集层 的主要 因
素。
水平 井低 于垂直井 。
水 平 井 从 伤 害 机 理 及 保 护 储 层 方 面 有 以 下 几 个
特点：
表１ Ａｍａ ｆｌ伤 害 油层 排 序 表 ｅｕ
≯
题 墼 獒 ｉ
。
建 阶 井段
钻 井 固井 完 井 修 井 增 产 ＤＴ Ｓ
油 开一０ 藏 采 ＿ｌ 酚 ｌ 段誊
层伤 害 的技术措 施难 度大 、 成本 高 。 （ ） 在水 平方 向渗 透率各 向异性 时 ， 平井 眼 ２存 水
口 ，０ ７年计 划钻 ６ ０ Ｅ水平 井 ， 已超 额完成 。 ２０ ０ ｌ 均
必须 垂直 于最 大渗 透率方 向 ， 能达 到最高 产量 ， 方 若 垂 直渗 透率各 向异性 小 、 水平井 段长 ， 地层 伤害 的影
ｌ 水平井油气层伤害机理
１１ 水 平 井 油 气 层 伤 害 机 理 ． （ ） 泡 时 间 的 影 响 ： 部 与 尾 部 伤 害 时 间 不 １浸 端 同 ， 度 不 同 。 垂 直 井 与 水 平 井 伤 害 形 状 对 比情 况 ， 程
见图 １
生产 压差小 ， 压力 梯度 小 ； 伤害 油气 层产量 的影 响 ⑤
关键 词 水 平 井
伤 害机 理
保 护储 层
Ａｂｓｒ ｃ Ｔｈｅ ｄａ ｇ ｅ ｈ ｎｉｍ ｆｏｌ ｎ ａ ｅ ｅ ｖ ｉ ｎ ｈｏ ｉｏ ａ ｌｓ ａ ｄ ｔ ｅ ｅｃ ｎｔｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｕｌｓ ｒ ｎｔｏ ｕｃ ｄ ｆｒｔｙ ｔａ ｔ ｍａ ｅ ｍ ｃ ａ ｓ ｏ ｉ ａ ｄ ｇ ｓ ｒ ｓ ｒ ｏ ｒｉ ｒｚ ｎｔｌｗｅｌ ｎ ｈ ｒ ｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｒ ｓ ｔ ａｅ ｉ ｒ ｄ ｅ ｓｌ ． ｉ
地 层乳 化 ， 湿性转 变及 微粒 运移 。 润
素 ， 能确 定保 护油气 层 的有效技 术措 施 。 才 故此 ， 必须 研究下 述油 气层特 性 ： 储 层岩性 和 ① 类 型 ； 油气 层 岩石 物 理性 质 ： 隙度 、 平渗 透 率 ② 孔 水
及其 各 向异 性情 况 、 直渗 透 率 、Ｌ 垂 孑 隙结 构 、 岩石 表
性 （ 括水敏 、 敏 、 敏 、 敏 、 敏 、 力 敏感 ） 。 包 酸 速 盐 碱 应 等
（） ３ 工作 液要彻底 驱 替井 内原有 流体 。 若驱替 不
彻底 ． 渣会 留在井 眼 ， 循环 时进入 井壁 及残渣 留 残 或
２ 储层保护的基本要点
ＭＩ 浆公 司水 平井 工 作 ２ 泥 ８条 中明 确 指 出 ， 井
气 锥 占 １３左 右 ，加 拿 大 水 平 井 在 稠 油 油 藏 占到 ／ ４ ％以上 ， 大提 高稠 油 采收 率 （０ ６年 ） ０ 大 ２０ 。我 国在
稠 油 油 藏 开 采 方 面 也 得 到 显 著 成 效 ， 产 数 倍 ， 平 增 水
（） ４ 应加 强水平 井保 护油气 层 的研究 工作 ， 以预
比看 ， 水 平 井 的 影 响 大 于 垂 直 井 ， 水 平 井 解 除 地 对 且
新 ，全世 界在 ２ ０ ０ ５年底 统计 钻水 平井 ４ ０ ００ ０口以
上 ， 国 、 拿 大 、 罗 斯 为 先 进 的 钻 井 国家 ， 的 水 美 加 俄 钻 平 井 数 最 多 ， 国 石 油 集 团公 司 截 止 到 ２ ０ 中 ０ ５年 底 统 计 ，共 钻 水 平 井 ６ ３ 口 ，０ ６年 计 划 钻 水 平 井 ５ ０ ８ ２０ ０
影响。
Ｘ
（） ３ 固相层 的影 响程度 取 决 于储集 层原 始 渗透 率和所 含流体 及碳氢 化合物 的相态 。
图 １ 垂 直 井与 水 平 井伤 害 形 状对 比
（ ） 否用 压 降法 来消 除 钻井 引起 的储 集层 伤 ４能
害， 取决 于其原 始渗透 率 。 含天 然气岩心 的原始 渗透
１３ 水 平 井 油 气 层 特 性 的 研 究 ．
（ ） 透 各 向 异 性 的 影 响 ： 直 与 水 平 渗 透 不 ２渗 垂 同 ， 液浸入 深度不 同 ， 椭 圆锥形 伤害 。 平 井底 、 滤 呈 水
边、 顶部位伤 害状态 不同 ， 顶部 伤害严 重底 、 、 边 顶部
位 伤 害 ， 图 ２ 见 。 （ ） 械 因 素 影 响 ： 柱 旋 转 及 钻 井 液 循 环 冲 蚀 ３机 钻 造成 伤害 。 １ 伤 害 机 理 的 近 期 研 究 情 况 ． ２
防为 主 ， 在储 层评 价基础 上 ， 每个 作业环 节均应 注 对 意此项 工作 。 根 据 表 １中 ７个 工 序 。２种 伤 害 机 理排 序 ， ｌ 判
井稀 井高 产 ， 以节省 施工 及搬迁 费用 ， 高单井 产 可 提 量。 降低成 本 ， 果 十分显著 。 效 另外 在 国 内其 他 油藏 。 水平 井方 面都取 得显 著成 果 。
ｔｅ ｐｒｃ ｉａ ｈ ｏｙ ａ ｏ ｅ ａ ｄ ａ ｏ ｄ ａ ｄ ｗｏ ｋｉｇ ｅ ｐｅ ｅ ｃ ｓ ｏ ｅ ｍｅｈｏ ｓｏ ｒ ｔｃ ｉ ｉ ｅ ｅ ｖ ｉｓａ ｅ ｒ ｃ ｍｍ ｅ ｄ ｄ． ｈ ａ ｔｃ ｌｔ ｅ ｒ ｔｈ ｍ ｎ ｂｒ ａ ｎ ｒ ｎ ｘ ｒ ｎ ｅ ，ｓ ｍ ｔ ｄ ｆｐ ｏｅ ｔｎｇｏｌｒ ｓ ｒ ｏｒ ｒ ｅ ｏ ｉ ｎｅ Ｋｅ ｏ ｄｓ ｙ ｗ ｒ ｈｏ ｉｏ ａ ｌｓ ａ ａ ｅ ｍｅ ｈ ｎｉｍ；ｐｒｔ ｃ ｉ ｅ ｅ ｖ ｉ ｒｚ ｎｔｌｗｅｌ；ｄ ｍ ｇ ｃ ａ ｓ ｏ ｅ ｔｏｌｒ ｓ ｒ ｏｒ
率不小 于 ｌ ｌ ｘ 含油 岩心 的原 始渗透 率不 小于 ｘＯ Ｉ ， ｍ ５０ １ Ｌ ２因此 ， 压降法消 除伤 害是可 能的 。 ０ ｘ ０ Ｌｎ ， ｉ 用
（ ） 粒 运 移 、 粒 堵 塞 是 伤 害 水 平 井 储 集 层 的 ５微 颗 主要方式 ， 下 工具堵 塞问题 ， 不容忽 视 。 井 亦
眼 净 化 及 润 滑 性 是 重 要 的 两 个 环 节 ，井 眼 净 化 关 键
在砾 石充 填液 中 ， 是施 工 中最 重要 的 问题 。 这 （ ） 加 入 足 够 的滤 失 控 制 剂 ， 少 或 防 止 滤 ４要 减 失 。否则 水 的饱和 度增加 ， 降低 油流 相对 渗透率 。 （ ） 减少 固相 颗粒 和 井下 碎 屑 侵入 储层 。例 ５要 如： 孔、 射 研磨 及 切削 时形 成 的 固相 ， 少 或停 止 液 减 体 的滤 失 即可 防止漏 失 ， 防止这 些小 颗粒 进入地 层 。
水 平井 是 ２ ０世纪 ９ ０年 代初期 在提 高油 井采 收
率 方 面 ，最 突 出成 就 之 一 ， 是 属 于 世 界 性 的 技 术 革
（） １ 地层 伤 害 对水 平井 流 动 效率 和 天 然气 产量
有严 重影 响 ， 不 同渗透率 比值 下 ， 在 地层 伤 害对水平 井 流动效 率 的影 响程 度小 于垂直 井 ：从 产量 损失对
ｆｌ ｗｅ ｙ ｔｅ ｐ ｅ ｅ ｔ ｔ ｎ ｏ ｅ ｒ ｓ ａ ｃ ｉｅ ｔ ｎ ａ ｏ ｔ ｈ ｉ ｇ ｓｒ ｓ ｒ ｏ ｒｃ ａ ａ ｔｒ ｔ ｓｏ ｏ ｚ ｎａ ｅ ｌ． ｈ ｎ ｃ ｏ ｄ ｎ ｏ ｏｌ ｄ ｂ ｈ ｒ ｓ ｎ ａｉ ｆ ｈ ｅ ｅ ｒｈ ｄ ｒｃ ｉ ｂ ｕ ｅ ｏｌ ａ ｅ ｅｖ ｉ ｈ ｒ ｃｅ ｓｉ ｆｈ ｒ ｏ ｔｌｗ ｌ Ｔ ｅ ，ａ ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｏ ｏ ｔ ｏ ｔ — ｉ ｃ ｉ ｓ
含 有 高 黏 度 低 流 动 性 原 油 油 藏 （ 油 油 藏 ） 美 国 在 稠 。 钻 多 裂 缝 储 层 差 不 多 占水 平 井 一 半 以 上 ， 迟 水 锥 、 延
垂 直渗 透率低 也可 能是重 要 的因素 。掌握 这些储 层 特 征 ， 作为后 继措 施 的决策依 据 。 可
保 护油气层 技术措施 具有很 强 的针 对性 ．因而 确 定水平井 保护 油气层技 术措施 。必须 研究油 气层
（） １ 在清 除 滤饼后 ， 有 钻井 液 、 所 完井 液 都遗 留
特性 ， 以此为 依据 ， 清所 钻油 气层 的潜 在伤 害 因 并 搞
条保 护储 层 的建议 ： （ ） 过 实 际经 验选 用 表 面活 性 剂有 助 于减 少 １通
定 以下 几种伤 害机 理是 主要 的 ： 微 粒运移 ； ① ②乳 状
水平 井 比垂 直井 具有 的优越 性 ：① 水 平井 井段
液堵塞／ 水锁 ； ③无机 、 有机垢 ； ④润湿性反转 。
长， 油层 接 触 面积 大 ； 水 平井 渗 滤 阻力 小 （ 同产 ② 相
量 条件 ） ③ 水平 井 泄油 面 积 大于 垂 直井 ； 水 平 井 ； ④
一 一 ～ 料～一 二 料～
沿 水 半 截 回 ———
图 ２ 底 、 、 部 位 伤 害 图 边 顶
（ ） 相 层 一 般 厚 ５ — ０ １ 覆 盖 在 井 壁 表 ２固 ０ ２ ０￣ ． ｍ，
￣ ｗ＇ ｌ ｍ ｎ
ａ ｎ ｒ ｉ
面 。钻 井 模拟 器试 验 证 明 ，污 染进 入 岩 心深 约 ｌ ～ ４ ｍ， ｃ 使井 壁表 面厚 约 ３ ｍ地 层 的渗 透 率受 到严 重 ａ ｒ
程度加 强 固控设 备 的利 用 ， 转钻 具 ， 旋 提高净 化 。关
于润 滑摩 阻方面 ， 强 固体及 极压 润滑 剂 的研制 ， 加 润
（ ） 用恰 当 的控 制漏 失 或 滤 失原 材 料 （Ｃ ６使 Ｌ Ｍ）
配方 ，减 低漏 失和 滤失量 ，降低或 防止发 生储层 伤
害 。若使 用不 当的配方 ， 则会对 地层 产生严 重伤 害 。 （ ） 据不 同渗 透率 地 层采 取 不 同措 施控 制 工 ７根 作液 的滤 失或 漏失 。 对相 对较高 渗透 率和 高压地 层 ， 滤失 和漏 失对 油井 的生 产几乎 没有影 响 ；对致密 低 压地 层 ， 少量 的液体 漏失 或滤 失就会 伤害 地层 ， 因而 液体 漏失 或滤 失在这 些井 中是 非常重 要 的。
响会 减 弱 。 （ ） 平 井 产 量 未 达 到 预 定 的 目标 时 ， 选 择 井 ３水 除 位 、 平 井 设 计 及 钻 井 工 艺 诸 因 素 外 ， 害 油 气 层 和 水 伤
水 平井 针对所 钻储 层可 取得 最大 油流产 量及 提
高油 田采 收率 ， 均质储 层 中含 多种 裂缝油 藏 、 渗 非 低 低孑 薄油层 油藏 ， Ｌ 存在 水锥 或气锥 储层 油藏 ， 产层 中
因素是 流态 （ 流 ） 控返 速 （ ． ／ 以上 ） 钻井 液 紊 环 ０９ ｓ ｍ 及
性能 。对疏 松地 层应考 虑排 量影 响 ， 可能 用层 流 ， 尽
环控 返速 降低 。性能方 面 应 以钻井 完井 液 ３ ６／ ｎ ～ｒ ｍｉ 旋转 黏度计 数据 中选择 ，提 高黏 度及切 力 改进净 化