南堡油田中低渗储层损害机理及钻井液技术对策

亿 亏 与 生 物 Ｚ 程 ２１， １８ ｏ１ ０１ ｏ２ Ｎ．１ Ｖ ．
Ｃｈ ｍｉ ｔ ＆ Ｂｉｅｎ ｎ ｅｒ ｇ ｅ ｓｒ ｙ ｏ ｇｉｅ ｉ ｎ
ｄ ｉ ｉ ． ９ ９ ｊ ｉｓ ． ６ ２ ５ ２ ． ０ １ １ ． ２ ｏ ： ０ ３ ６ ／ ．ｓ ｎ １ ７ — ４ ５ ２ １ ． １ ０ ０
矿 化度 ／ － ｍｇ Ｌ （） Ｐ — 井东三段 岩心 ｂ Ｎ １４
Ｏ１ ４０ ０． ２０ １
（） Ｐ ８ ａ Ｎ ２８井东三段 岩心
累积注入倍数 ｆ Ｎ ２ ８ 东三段岩心 ｃ Ｐ８ 井 ）
ｉ
暑
呈
呈
０１ ０ ０ ００ ０ ．８
２ 斟
褂
黯００ ｌ ０ ６
透 率 ； 为 水 相 污 染 严 重 水 锁 后 的 岩 心煤 油渗 透 率 Ｋｚ
由表 １可 知 ， 层 岩 心 与 液 相 接 触 后 由于 岩 心 储
原 始 饱 和 度 和 束缚 水 饱 和度 的影 响使 岩 心 存 在 明显
１ ４ 化 学 沉 淀 和 结 垢 分 析 ．
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
与储 层 流 体 不 配 伍 的钻 井 液 滤 液 进 入 储 层 后 ， 与 储层 流 体 相 互 作 用 造 成 化 学 沉 淀 和 结 垢 ， 而 对 从 储 层渗 透 率 产 生损 害 。对 南 堡 油 田 中低 渗储 层 已用 钻 井 液 的 滤 液 与 地 层 水 之 间 的 配伍 性 进 行 了室 内评
１ ３ 水 锁 损 害 分 析 ．
表 １
Ｔａ ｂ．１
冀 东 南 堡 中低 渗 储 层 岩 心 水 锁 评 价 结 果
Ｗ ａ ｅ ｌ ｃ ｎｇ ｅ ａ ｕ ｔ ｏ ｅ ｕ ｔ ｏ ｏ ｋ ｏ ｔ ｒ ｂ ｏ ｋｉ ｖ ｌ ａ ｉ ｎ ｒ ｓ ｌｓ ｆ ｒ ｒ ｃ ｆ
的弯 液面 ， 产生 毛 管 阻力 。当产 层 的能 量 不 足 以克 服 上述 阻力 时 ， 就不能 驱开 水段 塞而 造成损 害 ， 即水 锁损 害 。油气层 钻 开后首 先 与钻井 液接 触 ， 时 间较长 ， 且 极 易引 发水 锁损 害 。水 锁损 害是 低渗 储层 的 主要损 害形
喜
求
蠢
２ ０
于 中孔 低渗 一低 孑 特 低 渗 储 层 。勘 探 结 果 表 明 ， 中 Ｌ 其 深 层储 层预 测储 量较 好 ， 但试 油效 果不 理想 ， 析原 因 分
是 钻 完井 、 油过程 中的人井 液 可能存 在 较强 的损 害 ， 试 但 由于储层 损 害机 理 认识 不 清 楚 ， 缺乏 针 对 性 的储 层
ｌ 。 ８
给 中必 将越 来越 重要 ， 由于 中低 孔 低 渗 油 气 藏 的 地 但
层 岩石 物性 特征 和地 层 流体 特 性 的 影 响 ， 勘 探 开 发 其
相 对复 杂和 困难 。 ］
冀 东南 堡 油 田中深层 岩 心实 测平 均有 效孔 隙度 为
９ １ ～ １ ． １ 、 均 渗 透率 为 ９ ８ ×１ ＿ ｍ 属 ． ２， ５ ６ 平 ９ ５ ．７ ０ ‘ ，
由 图 ２可知 ， 冀东 南堡 油 田 中低 渗储 层存 在 ： ～ 无
弱 速敏 、 中等 偏 弱～ 强水 敏 、 ～ 中等 偏 弱 碱 敏 、 酸 弱 无 敏 、 ～ 中等 偏强 应 力 敏 感 。 由于 钻 井过 程 中总 体 上 弱 以水 敏损 害为 主 ， 因此 应调 节好 工作 液矿 化度 ， 制滤 控 失量 ， 增强 抑制性 ， 防水 敏损 害 。 预
中低 渗 储 层 的根 本 措 施 。 ‘
关 键 词 ： 井液 ； 害 机 理 ； 钻 损 水锁 损 害 ； 敏 损 害 ； 术 对 策 水 技 中 图分 类 号 ： Ｅ ２ ７ ４ Ｔ ５． ６ 文 献标 识 码 ： Ａ 文 章 编 号 ：６ ２ ５ ２ （０ １ ｌ —０ ７ —０ １７— ４５２１） １ ０３ ４
粒径 ， ｍ
图 １ 南 堡 油 田 已用 钻 井 液 粒 度 分 布 曲线
Ｆｉ ．１ Ｐａ ｔｃｅ ｓｚ ｓｒｂｕ ｉ ｎ ｃ ｒ ｅｏｆｄ ｉｌｎ ｕ ｄ ｇ ｒ ｉｌ ｉｅｄｉｔｉ ｔｏ ｕ ｖ ｒｌｉ ｇ ｆ ｉ ｌ ｕｓ ｄ ｉ ｎｐｕ Ｏｉｆｅｄ ｅ ｎ Ｎａ ｌｉｌ
南堡 油 田 中低 渗 储 层 损 害 机 理及 钻 井 液技 术 对 策
王 荐 卢 淑芹 朱 宽 亮 向兴金 陈 金霞 吴 ， 。 ， 。 ， 彬‘ 舒福 昌 蒋 。 ， 卓
（． １ 湖北 汉科 新技 术股份 有 限公 司， 湖北 荆 州 ４ ４ ０ ； ３ ０ ０
２ 中 国石 油 冀 东 油 田钻 采 工 艺研 究 院 ， 北 唐 山 ０ ３ ０ ） ． 河 ６ ０ ０
价 ， 果 见 表 ２ 结 。
表 ２
Ｔａｂ ２ ．
钻 井 液 滤 液 ／ 层 水 配 伍 性 情 况 地
Ｄ ｉ ｉｇｆ ｉ ｉ ｒｔ／ｏ ｍａｉｎｗ ｔ ｏ ａｉｉ ｔ ｒ ｌ ｌ ｄｆ ｔ ｅ ｆ ｒ ｔ ａｅ ｃ ｍｐ ｔ ｌ ｙ ｌｎ ｕ ｌａ ｏ ｒ ｂｉ
注 ： 液 片ｊ５ 玻 砂 漏 斗 过 滤 滤
目前 已发现 和在 生 产 的油 气 田 中 ， 中高 孔 渗储 层 占有相 当大 的 比重 ， 随着 能源 需求 的不 断 旺盛 ， 油 开 石 发 技术 的 日益发 展 ， 中低 孔低 渗 油 气 藏 在 原 油 生 产 供
但会 产 生沉 淀并形 成 堵 塞 ； ３ 通过 准 则 ： 径 为 孔喉 （） 粒 尺寸 １ １ ／ ０的颗粒 会顺 利通 过 岩石基 质 。 南 堡油 田已用钻 井液粒 度 分布 曲线见 图 １ 。
由表 ２可 知 ， 电聚 醇 钻井 液 滤液 和 盐 水 聚 合 物 正 钻 井液 滤液 与地 层水 混合 后 浊 度 都 有 变 大 ， 储 层 有 对
一
表３
Ｔａ ．３ ｂ
已用 钻 井液 储 层 保 护 性 能评 价
Ｄｒ ｌｉ ｌ ｄ ｅ ｆ ｒ ａ ｅｅ ａｕａ ｉｎ ｉｌｎｇ ｆｕｉ ｐ ｒ ｏ ｍ ｎｃ ｖ ｌ ｔｏ ｏ ｅ ｅ ｖ ｉ ｏ ｅ ｔｏ ｆｒ ｓ ｒ ｏｒ ｐｒ ｔ ｃ ｉｎ
准则 ： 径为 孔喉 尺寸 １ ７的颗 粒 可 以通 过 岩石基 质 ， 粒 ／
收 稿 日期 ：０ １ ９ ５ ２ １ 一Ｏ 一Ｏ
作 者简介 ： 王荐 （９ ｏ ， 四川成都人 ， 士， １ ８ 一） 男， 硕 工程师 ， 事钻完井液方 面的科研 工作 ， － ｉ ｃｗａｇｉ ＠１ ３ ｃｒ。 从 Ｅｍａｌ ｄ ｎｊ ｎ ６．ｏ ： ａ ｎ
ｍｉ ｄ ｅ ｌｗ ｅ ｍｅ ｂ ｌ ｙ ｒ ｓｒ ｏ ｒ ｎ Ｊ ｄ ｎ ｎ ｕ Ｏｉ ｉ ｌ ｄ ｌ ｏ ｐ ｒ ａ ｉ ｔ ｅ ｅ ｖ ｉｓｉ ｉ ｏ ｇ Ｎａ ｐ ｌ ｅｄ － ｉ ｆ
外来 液相 流体进 入 油 层 孔 道后 ， 储 层 中 的油 气 将 推 向储 层深 部 ， 并在 油气 一水 界 面 形 成 一个 凹 向油 相
图 ２ 速 敏 （ ）水 敏 （ ）盐 酸 酸敏 （ ）土 酸 酸 敏 （ ）碱 敏 （） 应 力 敏 感 （） 验 结 果 ａ、 ｂ、 Ｃ、 ｄ、 ｅ、 ｆ实
Ｆ ｇ ２ Ｔ ｅ ｅｕｔ ｏ ｅｄｓｎ ｉ ｖｔ ｔ ｔ ａ ， ａ ｒｓｎｉ ｖｔ ｔ ｔｂ ，ｃ ｎ ｉｖｔ ｔ ｔｃ ｄ ， ｉ ｈ ｓ ｌ ｆ ｐ ｅ ｅ ｓ ｉ ｙ ｅ （ ） ｗ ｔ ｅ ｓ ｉ ｙ ｅ （ ） ａ ｉ ｓ ｓ ｉｉ ｅ （ ， ） ． ｒ ｓ ｓ ｔｉ ｓ ｅ ｔｉ ｓ ｄ ｅ ｔ ｙｓ ａｋ ｌｓｎ ｉ ｖｔ ｔ ｔ ｅ 。 ｒｓ ｓｎ ｉｖｔ ｔ ｔｆ ｌａｉ ｅ ｓ ｉ ｙ ｅ （ ） ｓ ｅ ｅ ｓ ｉｉ ｅ （ ） ｔｉ ｓ ｔ ｓ ｔ ｙ ｓ
定 的影 响 ； 聚磺钻 井液 滤液 自身 浊度 值较 高 ， 明显 有
侵 入损 害 。
１ 钻 井 过 程 中储 层 损 害 机 理
１ １ 固相 侵 入损 害分 析 ．
在过 平衡 条件 下 ， 井 液 液 柱 和 地 层 流体 之 间 的 钻 正 压 差驱 使钻 井液 中的 固相 进人 油层 ， 塞地 层孔 喉 ， 堵 造成 损 害 。根据过 滤 理论 的 三准 则 ： １ 桥 堵 准 则 ： （） 粒 径 为 孔喉 尺 寸 １ ２ ／ ／ ～２ ３的 颗粒 会 堵 塞 孔 喉 ； ２ 沉 积 （）
式 引。
室 内研究 评价 了在 不 同初 始含 水饱 和度 时储 层岩 心注 入一 定 Ｐ 体积 的水 后 ， Ｖ 油相渗 透 率 的损 害程 度 ，
结果 见 表 １ 。
注 ： ｗｉ 岩 心 初 始 含 水 饱 和 度 ； Ｓ 为 Ｋ１为不 同含 水 饱 和 度 Ｆ岩 心 的煤 油 渗
摘
要 ： 南堡 油 田 中低 渗 储 层 损 害 机 理 及 钻 井 液 技 术 对 策进 行 了研 究 。储 层 岩 心敏 感 性 和 水 锁 损 害 等 实验 评 价 对
表 明 ， 堡 油 田 中深 层 储 层 渗 透 率低 、 土含 量 高 ， 于 水 敏 、 南 粘 属 水锁 较 强 的 中低 渗 储 层 。钻 井过 程 的 主 要 损 害 因 素 是 钻 井 液 滤 液侵 入 引起 的 储 层 水敏 和 水 锁 损 害 。针 对 储 层 损 害机 理 ， 用 强 封 堵 、 张 力 、 采 低 强抑 制 钻 井 液 是 有 效保 护 南 堡 油 田
的水 锁 效 应 。因 此 ， 钻 井 和 完 井 过 程 中使 用 的流 在 体 应 具有 降 低 表 面 张 力 和 界 面 张 力 的 优 良性 能 ， 以
防止 水锁 。
王 荐 等 ： 堡 油 田 中低 渗 储 层 损 害 机 理 及 钻 井 液 技 术 对 策 ／ ０ １年 囊 ｌ 期 南 ２１ ｌ
酗 Ｏ
．
Ｏ０ ４
００ ０ ．２ ００ ．
４０ ．
８０ ．
１ ． １ ２ ． ２０ ６０ ００
累积注入倍 数 （） Ｐ ０ 井 东二段岩心 ｄ Ｎ ２６
ｐ Ｈ值
净围压 ／ ｎ Ｍｅ
（ ＮＰ ０ 井 东二段岩心 ｅ ２６ ）
（ Ｎ ２５ ｆ Ｐ －２井东三段岩 心 ）
王 荐 等 ： 堡 油 田 中低 渗 储 层 损 害 机 理 及 钻 井 液 技 术 对 策 ／ ０ １年 簟 １ 南 ２１ １期
１ ２ 储 层 敏 感 性 损 害 分 析 （ ２ ． 图 ）
ｇ
昌
ｉ
宝
之
２ 槲
僻
喇 热
０
３
６
９
１ ２
流量 ／ ｒ ｎ ｃ ａ ｍ ｉ
保 护 技术 。作 者在 此对 南堡 油 田 中低 渗储 层损 害 机理
及 钻井 液技 术 对策 进 行 分 析研 究 ， 于在 南 堡 油 田 中 对 低 渗储 层 开发 工程 中保 护 油气 层 、 少井 下 复杂 情 况 减
具 有 重要 意义 。
由图 １ 知 ， 堡 油 田 已用 钻 井 液 粒 径 主要 分 布 可 南 在 ９ １ ７ ５ ｍ 之 间 ， 南 堡 油 田 中低 渗 储 层 主 流 ～ ３ ． ９肚 对 喉道 半径 （ 均小 于 ３ ｍ） 来 说 都 相 对偏 粗 ， 平 ） 均不 会 造成 严重 固相 侵入 损 害 。因此 ， 于 中低渗储 层 而言 ， 对 由于孔 喉半径 小 、 连通 性差 ， 工作 液 中的 固相 难 以进入 储层 深部 ， 害半径 较小 ， 用常 规射 孔就可 以射 开 固 损 利 相损 害带 。但 是 如果储 层存 在 裂缝 如南 堡 １ ４ 南 堡 ～ 、 ２ ８井 东三 段存 在两 段 Ⅱ、 ０ Ⅲ级裂 缝 段 ， 而钻 井 液密 度 过 大 ， 可能 将 固相 压入 裂 缝 中 引起 比较 严 重 的 固相 则