南堡油田中低渗储层损害机理及钻井液技术对策

屏蔽暂堵保护油气层钻井液技术1

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。传统屏蔽暂堵保护油气层技术在计算储层平均孔喉直径时是将储层所有孔喉都参加了计算，它忽略了两个因素，一是不同的孔喉直径对储层渗透率的贡献是不同的，大的储层孔喉数量少，但它对储层渗透率的贡献大，微小孔喉数量大，但对储层渗透率的贡献小；二是由于储层的非均质性，在储层存在孔喉直径极小的微孔隙，这些孔隙中的流体在目前的开采条件下是不流动的，因此，封堵这些孔隙也是没有意义的。如果将这些孔喉用于计算平均孔喉直径，那么理论计算的平均孔喉直径将大大小于储层实际流动的平均孔喉直径，根据这样的计算结果选择的油气层保护剂其封堵效果较差，起不到堵塞主要流通孔道的作用。广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术是对传统屏蔽暂堵保护油气层技术理论的继承与发展，该技术是依据储层的d流动50和最大流动

影响低渗透油田开发效果的因素

影响低渗透油田开发效果的因素及对策目前，低渗透油田储量在我国油田储量中所占的比例越来越大。近年，低渗透油田石油勘探和开发程度的快速发展，为我国天然气产量快速发展和原油产量稳定增长做出了重大贡献。但随着时间的延长，低渗透油田开发过程出现一些影响开发效果的因素，不但影响了油田的安全生产，而且影响了油田开发的经济效益。 1影响低渗透油田开发效果的主要因素影响低渗透油田的开发效果的因素有很多，其中最主要的就是技术方面的影响。 1.1油层孔喉的影响影响低渗透油层开采根本原因是储层孔喉细小和比表面积大。低渗透油层平均孔隙直径为26~43μm;油层孔喉细小，半径中值只有0. 1~2. 0μm;比表面积相对较大，在2~20 m2/g之间;三者之间直接形成了渗透率低。 1.2渗流规律的影响低渗透储层的渗流规律具有启动压力梯度特点，是不遵循达西定律的。低渗透油田主要表现非达西型渗流特征:表面分子力和贾敏效应作用强烈、孔喉细小、比表面积和原油边界层厚度大。渗流直线段的延长线与压力梯度轴的交点即为启动压力梯度，是不通过坐标原点而与压力梯度轴相交，由于渗透率越低，所以启动压力梯度越大。 1.3弹性能量的影响低渗透油田弹性能量除少数异常高压油田外，一般的油田弹性阶段采收率只有1% ~2%。弹性能量小主要是由于一般底、边水都不活跃，储层渗流阻力大、连通性差引起的。在消耗天然能量方式开采条件下，弹性能量压力和产量下降快，是由于地层压力大幅度下降，油田产量急剧递减，使生产和管理都非常被动。1.4见注水效果的影响低渗透油田开发过程中，油井见注水效果尤为重要。在井距280 m左右的条件下，注水效果需注水半年至一年时间才见效，见效后油井产量、压力相对稳定，但上升现象很不明显。有部分油田的注水井因注不进水转为间歇注水或被迫关井停注，从而影响开发效果。低渗透油层采油指数相当于高、中渗透油层的几十分

保护油气层技术

保护油气层技术（徐同台、赵敏、熊友明等编）目录第一章绪论……………………………………………………（１）第一节保护油气层的重要性及主要内容…………………（２）第二节保护油气层技术的特点与思路……………………（６）第二章岩心分析……………………………………………（１０）第一节岩心分析概述……………………………………（１０）第二节岩心分析技术及应用……………………………（１４）第三章油气层损害的室内评价……………………………（２９）第一节概述………………………………………………（２９）第二节油气层敏感性评价………………………………（３０）第三节工作液对油气层的损害评价……………………（４０）第四节储层敏感性预测技术……………………………（４４）第四章油气层损害机理……………………………………（４９）第一节油气层潜在损害因素……………………………（５０）第二节外因作用下引起的油气层损害…………………（５５）第五章钻井过程中的保护油气层技术……………………（６８）第一节钻井过程中造成油气层损害原因分析…………（６８）第二节保护油气层的钻井液技术………………………（７３）第三节保护油气层的钻井工艺技术……………………（９０）第四节保护油气层的固井技术……………… ………（１００）第六章完井过程中的保护油气层技术……………………（１０７）第一节完井方式概述……………………………………（１０７）第二节射孔完井的保护油气层技术……………………（１１１）第三节防砂完井的保护油气层技术……………………（１２５）第四节试油过程中的保护油气层技术…………………（１４０）第七章油气田开发生产中的保护油气层技术……………（１４３）第一节概述………………………………………………（１４３）第二节采油过程中的保护油气层技术…………………（１４７）第三节注水中的保护油气层技术………………………（１４９）第四节增产作业中的保护油气层技术…………………（１５６）第五节修井作业中保护油气层技术……………………（１６４）第六节提高采收率中的保护油气层技术………………（１６８）第八章油气层损害的矿场评价技术………………………（１７５）第一节油气层损害的矿场评价方法……………………（１７５）第二节油气层损害的评价参数…………………………（１８１）第三节油气层损害的测井评价…………………………（１８６）第九章国外保护油气层技术发展动向……………………（１９８）参考文献………………………………………………………（２１３）张绍槐，罗平亚．保护储集层技术．北京：石油工业出钟松定，张人和，樊世忠．油气层保护技术及其矿场管理实例．北京：石油工业出版社，1999

储层损害与保护技术

储层伤害评价及保护技术的研究是油气田勘探开发过程中重要的技术，也是提高油气勘探和开发质量的重要环节。在勘探中，有利于对油气储层的发现，和对储层的正确评价；在生产过程中，有利于提高油气产量及油气田开发的经济效益，和储层的稳产和增产及最大限度的利用油气资源，也关系到油气田勘探开发的成效。近些年来，随着油气勘探开发的进步，油气储层的保护技术越来越受到石油公司的重视，并已形成了从储层特征和潜在伤害分析、预测技术，储集层敏感性分析评价技术，储集层伤害指标建立和分级，钻井、完井、投产到压裂酸化及井下作业过程中保护油气层等配套实用技术，通过实际应用，取得了巨大的成效和经济效益。在油（气）井钻井、完井、生产、增产、提高采收率等全过程中的任一作业环节，储层与外来液体以及所携带的固体微粒接触，由于这些液体与地层流体不匹配而产生沉淀，或造成储层中粘土矿物的膨胀或产生微粒运移，它们往往堵塞了孔隙通道，使得渗透率降低，从而不同程度地损害了储层的生产能力，即储层伤害。（１）油气田勘探开发生产中的储层伤害原理与特点。国内外大量的研究发现，油气储层一般都具有高应力敏感性、高毛细管压力、高含水饱和度和高水敏性的特点。而低渗透储层还具有低孔隙度、低渗透率和高含水饱和度的特征。一般研究认为，储层损害是一个复杂的系统工程，它是由于内伤害源（储层内固有的）、外伤害源（外来的）和复合伤害源（内、外伤害源相互作用）导致的结果。具体损害形式有：①固相微粒（外来和内部的）运移造成的储层损害；②外来流体与储层岩石、流体不配伍造成的损害：如水敏性损害、碱敏性损害和无机垢、有机垢堵塞等；③润湿性、毛管现象引起的储层损害（水锁、润湿反转、乳头液堵塞、气泡堵塞）；④地层湿度、压力变化引起的储层损害；⑤微生物对储层的损害。油气田勘探开发生产过程中的储层损害具有如下特点：①损害周期长。几乎贯穿于油气田勘探开发生产的整个生命期，损害具有累积效应；②损害涉及到储层的深部而不仅仅局限于近井地带，即由井口到整个储层；③更具有复杂性。井的寿命不等，先期损害程度各异，经历了各种作业，损害类型和程度更为复杂，地面设备多、流程长，工艺措施种类多而复杂，极易造成二次损害；④更具叠加性。每一个作业环节都是在前面一系列作业的基础上叠加进行的，加之作业频率比钻井、完井次数高，因此，损害的叠加性更为突出。（２）储层伤害评价方法。储层伤害评价技术包括室内评价和矿场评价，室内评价的目的是研究油气层敏感性，配合进行机理研究，同时对可采用的保护技术进行可行性和判定性评价，为现场提供室内依据（见图１）。矿场评价则是在现场开展有针对性的试验，分析判断室内试验效果，选择合理的方法、技术。从室内进行储层损害研究的方法上讲，常规的室内研究方法主要是在模拟储层现场条件的情况下，进行岩心流动试验，在观察和分析所取得试验结果的基础上，研究岩心损害的机理。主要实验内容包括：Ｘ－－衍射分析；扫描电镜分析；薄片分析；岩心薄片和铸体薄片；储层敏感性试验，包括流速敏感性试验，水敏性和盐敏性试验，酸敏性试验，碱敏性试验以及压力敏感性试验。（３）矿场评价技术方法。试井评价技术方法，主要包括稳定试井法、不稳定试井法、重复电缆地层测试（ＲＦＴ）和钻柱测试（ＤＳＴ）。测井评价技术方法，包括电阻率测井法、深度探测测井法和时间推移测井法。用其他资料评价伤害的方法，包括用试油后排液量的资料评价伤害程度、用各阶段（中途、完井和投产）测试资料评价伤害程度和用投产后采油指数等生产参数的变化情况评价伤害程度（表１）。２０世纪９０年代以来，国外很多油气田和国内一些油气田已经形成了从伤害机理研究到现场施工一整套系统保护油气的研究思路和工作方法，并取得了丰硕的成果和较好的经济效益。（１）钻井保护油气层技术。重视钻井过程中的油气层保护技术，有利于发现油气层，准确评价储层性质，提高油井产量。主要包括探井岩性、物性、敏感性、地层孔隙压力、破裂压力钻前预测、随钻监测技术，裂缝性油气藏损害机理及屏蔽暂堵保护技术，油气层保护射孔与矿场评价技术，欠平衡钻井储层保护技术。（２）开发注水中的储层改造技术。油田开发过程中，由于储层孔喉小，经常堵塞，导致注水压力高，甚至注不进水，无法完成配注任务。因此油田注水过程中储层保护技术研究显得越来越重要。通过研究注入水与油藏配伍性、孔喉内粘土矿物损害、有机垢和无机垢形成趋势，确定了注水开发油层物性的界限，建立注入水水质标准、水质控制与保障体系。在此基础上优选注水精细过滤技术、粘土稳定技术、细菌控制技术等，有效提高注水效率。（３）增产改造储层保护技术。储层增产改造可以解除、弱化钻井完井及生产作业造成的损害，然而增产改造作业本身还有可能带来损害，如何减小储层损害就成为增产改造的重要的发展方向。主要研究使用优质入井液、压裂液，防漏失管柱、抽砂泵捞砂等技术，解决了配伍性差、液相和固相侵入损害问题。采用空心杆清蜡、防蜡管、自动清蜡器及强磁防蜡技术避免了压（修）井作业的漏失损害。应用自生热油清蜡技术，并与化学清蜡相结合，使清蜡速度大幅度提高。大量的实践表明，油气田的高效开发离不开储层保护，防止储层损害已经成为油气井（注入井）作业及油气田开发优化的重要目标，是开发效益最大化的基本途径。从开发井钻井、完井、油气生产、直至提高采收率的全过程，实施以系统工程观点建立起来的油气层保护技术是大幅度提高采收率的保障，也是增加产量、降低生产成本的必由之路。１油气储层伤害机理２储层保护技术３认识与展望参考文献［１］［２］［３］［４］表１储层伤害评价指标（转１１８页）油气储层伤害评价与保护技术王胜利（中国地质大学）摘要关键词储层伤害评价及保护技术的研究是油气田勘探开发过程中重要的技术，也是提高油气勘探和开发质量的重要环节。本文探讨了油气储层伤害的机理，评价油气储层伤害的主要方法和标准。并根据不同的油藏类型，总结了国内外的油气储层保护方法。储层伤害储层保护储层敏感性

国外保护油气层钻井液技术新进展

2002Ο12Ο26收到　2003Ο01Ο16改回国外保护油气层钻井液技术新进展吴诗平　鄢捷年 (石油大学　北京　102200) 在油气钻探过程中,钻井液作为第一种入井流体,在对储层实施保护的过程中起着至关重要的作用。在长期的钻井实践中,我国已总结出三大类、共11种保护油气层的钻井液体系[1],但随着时间的推移和钻井难度的增加,保护油气层钻井液技术正面临着进一步发展和更新。近年来,液技术的研究,并已取得了较大进展和成功应用。 1　暂堵型钻井液、完井液体系的对比评价由于储层具有高渗、天然裂缝发育等特性以及储层衰竭等原因,许多井在钻井、完井和修井过程中都会出现非常大的滤液漏失。J.Dorman 等人[2]分别对通过调整钻井液组分来控制滤失量的方法进行了研究。实验所用的主要仪器为颗粒堵塞测试仪(简称PPA )。该仪器在选择钻井液组分来降低滤失、评价颗粒堵塞情况方面十分有效。用于室内评价的暂堵型钻井液、完井液体系有:①含有超细盐粒的聚合物体系(SSPF );②含有超细盐粒并加入合成聚合物的抗高温改性钻井液体系(SSPT ΟHT );③含有超细CaCO 3颗粒的聚合物体系(SCPF );④含有微细纤维素固相的聚合物体系(MCPF );⑤含有微细纤维素固相和抑制膨胀的天然聚合物的聚合物体系(MCPF ΟNDSP );⑥增效型聚合物凝胶体系(P GP );⑦增效型交联聚合物凝胶体系(XP GP );⑧抑制膨胀的稳定聚合物凝胶体系(DSP GP )。其对比评价内容包括高温热滚后钻井液滤失量的变化、用PPA 装置评价钻井液的滤失特性(包括瞬时滤失量以及时间与滤失量的变化关系)、正压差与滤失量的关系、动态滤失量等。对于MCPF 体系,其组分包括黄原胶生物聚合物、PAC ΟHV 、改性淀粉(降滤失剂)、p H 缓冲剂以及微细纤维素。实验表明,该体系的瞬时失水量相对较高,但当泥饼形成后其滤失量能够有效地得以控制。不同的实验压力对SSPF 和SCPF 体系的动滤失量有很大影响,但泥饼厚度均很小。P GP 、XP GP 以及DSP GP 体系也能在不同压力下表现出良好的控制滤失和储层损害的能力,并且聚合物凝胶几乎可以完全阻止钻井液固相和滤液进入储层而造成损害。在考虑对钻井液体系进行滤失量控制的同时,还必须考虑其流变性,尤其是高温下的流变性是否满足要求。使用Fan Ο50C 高温高压流变仪对SSPF 、SCPF 以及MCPF 体系在不同温度下的流变特性进行了评价。结果表明,随着温度升高,SSPF 和SCPF 体系比MCPF 体系具有更好的假塑性流体特征和低剪切流变特性。通过实验研究结果的对比分析,得出以下几点认识: (1)对于高渗储层,使用含有超细盐粒(作为架桥粒子)的聚合物钻井液以及含有超细CaCO 3颗粒的聚合物钻井液,在静态和动态条件下均能有效地控制滤失; (2)在上述各种钻井液、完井液体系中,SSPF 和SCPF 体系的动滤失量相对较低; (3)在135℃(275υ)以上的高温下,建议使用具有良好抗高温性的SSPF ΟHT 体系; (4)MCPF 体系有较高的瞬时滤失量,但在泥饼形成之后滤失性可得到有效控制,而MCPF ΟNDSP 体系能有效地控制瞬时滤失量和高温高压滤失量; (5)SSPF 和SCPF 体系对于孔隙性储层能有效地控制滤失量,但对于滤失量很高的裂缝性储层,建议在体系中添加微细纤维素(MC )固相粒子进行改进。 2003年中国海上油气(地质) CHINA OFFSHORE OIL AND G AS (GEOLO GY ) 第17卷　第4期

石油钻井泥浆处理技术优化

石油钻井泥浆处理技术优化石油钻井施工作业的目的是对证实后的油田通过钻井技术把油气从钻井开采到地面，便于以后的油气开采。众所周知，石油是一种不可再生资源，在我们的生活中也离不开石油，随着石油的不断被发现，我国的石油资源也在不断增加，成为石油能源的生产大国，再加上我国有十多亿的人口，也成为了石油消费大国。但是随着石油不断开采，石油钻井施工中的环境污染问题越来越突出。为了我国石油开采行业的可持续发展，不得不对环境问题重视起来，通过对石油钻井施工作业中的污染进行分析并作出相应的解决措施。标签：石油开采；钻井施工；泥浆处理随着时代的发展和人类的进步，人们对化石能源的消耗日益加大，化石能源的主要组成部分是石油和天然气（至少目前是），石油和天然气的获取方式主要是通过钻井，但是在钻井过程中会产生许多钻井废弃物（比如钻井泥浆、污水及岩屑），对环境造成严重污染。随着时代的发展人们对环境的要求越来越高，职能部门对排污企业的管理越来越严，我国环境保护法的实施给企业管理者提出了更高的要求。保护环境不仅是法律对企业的要求同时也是企业管理者应该履行的责任和义务，通过在生产过程中的不断摸索和总结，对目前石油钻井过程中废弃物的无害化治理进行探讨。 1 石油钻井泥浆技术作为目前石油钻井行业比较认可的钻井废弃物无害化处理技术，泥浆无落地技术已在全国钻井行业大面积推广和应用。其主要原理是通过接收罐将钻井废弃泥浆和岩屑收集，通过混凝罐添加絮凝剂、混凝剂、pH调节剂、氧化剂等药剂去除有害成分；再通过压滤机将固液分离，分离后固体废物经检测无害化后可以通过垫井场、修路等进行资源化利用；分离出的液体可作为压裂和回注水进行利用。在现场实际应用过程中也可以直接将废浆收集罐中的废弃物（泥浆和岩屑）通过破胶、絮凝、氧化后进行压滤达到固液分离的效果。对该技术的几点看法：①由于钻井泥浆成分复杂，污染物的种类较多，因此在无害化的处理过程中需要不断调整治理药品的种类和用量，由于是在野外作业，在实际工作中很难做到处理后的废弃物完全無害化；②现场需要一个比较大的场地用来堆放治理后的泥饼，或者一个较大的集中堆放场。这样占地面积大，后续管理难度大。 2 技术的优化处理对策 2.1 制定并完善施工现场的环保生产责任制度我国经济发展迅速的同时，石油行业也在快速发展，以至于石油钻井施工作业中的环境问题越来越多，也越来越突出，对环境产生严重的影响，所以制定并完善施工现场的环保生产责任制度是非常重要的。根据我国环境保护的相关规定，制定并完善石油施工作业中的环保生产责任制度，提高施工人员的工作环境

花岗岩储层损害机理及保护技术

·199· 花岗岩大部分都是分布在盆地的底部，但规模一般较大，且埋藏较深，因此开采的程度较低，从现在的研究状况来看，花岗岩中一般储存的油气较少一般难以达到成藏条件。但花岗岩若达到了成藏条件就会形成规模较大的油气藏，从而具备很好的开发前景。 1　花岗岩储层特征 1.1　岩性特征花岗岩的基本组成成分是长石、石英、黑云母等，有时还含有一些灰石[1]。矿物成分中石英约20%~30%，斜长石约50%~60%，钾长石约10%~20%，黑云母为5.39%~31.24%,由此可以看出花岗岩储层的矿物主要以长石为主。1.2　物性特征花岗岩岩体内部各类裂缝沟通孔隙在上部形成了较好的储集空间，孔隙度为0.1%~27.5%，平均4.2%，其中<5%的样品占66%，渗透率最小值<0.01mD，最大为93.2mD，平均1.8mD。不含较大孔缝。从以上数据就能明显的得出一个结论，岩石致密、渗透性差，花岗岩储层的储量主要取决于其孔隙，裂隙主要影响其渗透性，所以裂缝就成了主要的渗流通道。1.3　孔隙结构特征花岗岩储层的储集空间和渗流通道可以分为一下几类：1）孔隙。花岗岩中原生孔隙不发育，溶蚀孔隙属于次生孔隙，主要由于水流沿着断裂或裂缝渗入而形成，多为矿物溶孔，溶蚀矿物主要为斜长石和角闪石。2）裂缝。有岩心观察可以看出花岗岩中的裂缝类型有构造裂隙和构造-溶蚀裂隙两种，裂缝的宽度一般为0.1~0.5mm，还可以由测井资料看出宏观裂缝不发育，大多数为构造—溶蚀裂缝。3）溶洞。花岗岩油藏中的溶洞相对而言不是很多，但是在一些特殊的情况下也会有很多的溶洞。4）微裂隙。花岗岩油藏中溶洞不是很多，但裂缝是比较发育的，这些裂缝在岩石应力的影响下又会进一步形成微裂缝。 2　花岗岩储层潜在损害机理 2.1　固相侵入花岗岩储层的裂缝微裂缝占了很大一部分，所以裂缝微裂缝对它的渗流能力起到的非常大的作用，花岗岩储层中的油大部分都是通过裂缝来进行流动的。钻井液一般由膨润土、加重剂和混入钻井液的地层微粒组成，同时固体颗粒的粒径是在一定范围内分布。 2.2　应力敏感性损害由前面分析可知，花岗岩储层中的裂缝微裂缝比较发育，这样的储层中裂缝在导流能力方面就起着重要的作用，如果花岗岩储层中发生应力敏感损害这样的话，储层中的微裂缝就会在压差作用下合在一起，储层中油流就会很难通过甚至无法通过。2.3　水锁损害有前面的研究可以看出，花岗岩储层中溶洞不是很发育，孔隙也相对不发育，但是储层中的裂缝微裂缝是比较发育的，经研究表明水锁对花岗岩储层的损害就是对其中大量发育的裂缝的损害。 3　花岗岩储层保护技术 3.1　欠平衡钻井技术目前欠平衡钻井技术是保护花岗岩储层的最好的方式，如果能把非直井开采技术和欠平衡钻井技术相结合，这样以来就可以穿过更多的储层来更好的提高单井的产量。3.2　低压屏蔽暂堵技术由于各个地区的地层特征不尽相同，所以要根据现场的情况选择最佳的钻井方式来达到保护储层的目的。如果要选择欠平衡钻井，就要在全部的开采过程中都使用欠平衡钻井开采，钻完井后要采用裸眼完井方式完井，完井后就可以投入生产；同样如果要采用低压屏蔽封堵技术，最好使用套管射孔完井方式完井，这样有利于后期的酸化压裂等增产措施。 4　结论 1）由以上的研究可以得出，花岗岩储层岩性致密、低孔低渗、裂缝发育且为储层中主要的渗流通道，花岗岩储层类型主要是裂缝型。2）钻井液固体颗粒侵入损害、储层岩石应力敏感的伤害、储层中的流体和酸性液体造成的损害、钻井液流速过快造成的损害为花岗岩储层的主要损害类型。3）欠平衡钻井技术和低压屏蔽暂堵技术为保护花岗岩储层的主要技术，相对而言欠平衡钻井技术对花岗岩储层更好，但是还要根据现场情况和地层特征选择最佳的钻井方式。参考文献： [1] 邱树立.D块稠油油藏兴隆台油层兴Ⅱ组储层物性特征[EB/ OL].云南化工,2017(12). 收稿日期：2017-11-29 作者简介：张磊，西安石油大学。花岗岩储层损害机理及保护技术张　磊（西安石油大学，陕西　西安　710065）摘　要：通过扫描电镜、铸体薄片等技术，对花岗岩储层的岩性特征、物性特征和它的损害机理等做了系统全面的分析，探讨了花岗岩油藏的保护方法。关键词：花岗岩储层；储层损害；欠平衡钻井中图分类号：TE258 文献标识码：B 文章编号：1004-275X（2018）01-199-01

油气层保护新技术模板

油气田开发新技术论文学号: 姓名: 何毅专业: 石油工程中国地质大学( 北京) 能源学院 12月

油气层保护新技术摘要: 储层损造成油气井产量下降和注入能力减弱, 当前还没有一种能够解决一切储层损害问题的通用技术。但要保护储层, 首先要选择钻井完井液体系, 其次要采取一系列工程技术措施。针对油气井产量下降、注入能力减弱、注入压力的增加等问题, 采取相应的油气层保护技术是提高油井产量的重要途径。本文主要从钻井液新技术和防砂完井技术两个方面系统介绍当前国内保护油气层新技术。 1.钻井液油气层保护新技术当前国内对于油田的油气层保护研究与应用, 形成了配套成熟强抑制性纳米封堵钻井液完井液、无固相钻井液完井液、渗透压成膜钻井液完井液、生物酶可解堵钻井液完井液技术。 1) 强抑制性纳米封堵钻井液完井液此技术屏蔽暂堵技术、钻井液抑制技术、纳米防塌技术、钻井液成膜技术, 主要是由物理作用的惰性材料与化学作用的活性矿物综合作用来保护油气层, 适用地层高、中渗储层及强水敏的油气层。 2) 生物酶可解堵钻井液体系这种新型解堵钻井液体系能自动降解, 其解堵的速度和时间能够经过配方的调整人为控制, 对地层低污染、低伤害, 地层的渗透性恢复值达到90％以上, 相对于常规钻井液, 能明显地提高油气井

的产量。其特点是钻进时: 生物酶可解堵钻井液在近井壁形成一个渗透率几乎为零的封堵层, 稳定井壁和保护油气层; 钻进结束后: 钻井液在生物酶催化作用下发生生物降解, 粘度逐渐下降, 先前形成的泥饼自动破除, 产层孔隙中的阻塞物消除, 从而使地下流体通道畅通, 恢复储层渗透率 3) 渗透压成膜钻井液技术 ①渗透压成膜钻井液技术特色这种技术使钻井液具有半透膜性能, 在井壁的外围形成保护层, 提高泥页岩的膜效率; 阻止水及钻井液进入地层引起水化膨胀, 封堵地层层理裂隙; 防止地层内粘土颗粒的运移; 防止井壁坍塌, 保护油气层。 ②施工技术措施钻井液在井壁周围形成封闭圈, 防止有害物质侵入油气层, 减少对油气层的污染。严格控制钻井液密度, 实现近平衡钻井, 减少固相损害油气层。储层段控制钻井液的API失水≤3mL, 减少钻井液滤液对油气层损害。全井采用超细碳酸钙、非渗透处理剂等对油层起保护作用的材料, 防止有害物质侵入油气层 4) 无固相钻井液、完井液技术此类钻井液技术特色主要表现在密度范围宽、页岩抑制能力强、热稳定性好、与地层配伍、不损害产层、无毒无污染根据不同盐类的溶解度和密度, 确定并完善了不同密度下无固

低渗透油田开发的难点分析

低渗透油田开发的难点分析摘要：我国作为石油消耗大国，承担着巨大的油田开采压力，其中，低渗透油田的开采难度尤为艰难，这就要求石油企业尽可能的建立出一套属于自身的开采工艺，并不断将其完善，从而加大开采力度，提高开采效率，解决日益增长的石油资源需求所带来的的石油危机。关键词：低渗透油田；油田开发；开采技术；开采难点；渗透规律前言：石油资源是不可再生资源，高强度的开采会大幅加重现有的石油危机，面对巨大的市场需求，石油行业正面临着较为艰巨的行业挑战。但我国在近年来探得的低渗透油田越来越多，并且储量较为丰富，给石油行业的发展带来了曙光，因此，基于低渗透油田的开采技术难度大，地理位置复杂等因素，要加快制定针对性的开采方案来为石油开采做出贡献。 1.优先选择石油资源储备较为丰富的地区进行开发在石油资源日益紧缺的情况下，反观我国目前已经检测到的石油资源，有三分之二都来自于低渗透油田，这就表明在现阶段我国需要加大对低渗透油田的石油资源的开采来应对目前的石油资源的巨大需求。但我国的低渗透油田分布相对比较分散，并且我国的低渗透油田开采技术目前仍然存在很多技术型问题，需要大力克服，例如：相较于别的国家而言，我国的低渗透油田开采起步稍晚，由于低渗透油田的特性，开采难度本身就比较大，开采过程会发生哪些未知情况也不容易受到具体的控制，设备相对也不是很完善等等。要想通过开采低渗透油田来缓解目前的市场需求压力，就需要优先挑选一些石油资源储备丰富、油层发育程度较高的区域作为开采对象，组织一批在普通油田已具备熟练开采技术的技术人员组建新型开采团队，通过观察已选择的低渗透油田对象来总结并掌握它的油水变化规律，帮助开采的技术工人提供专业的指导意见与建议，在设备的使用上分享已有的先进经验，提高低渗透油田的开发效率，帮助开发团队拓展石油开发的规模。 2.引进先进的注水技术基于低渗透油田的储层渗透率低、单井产能低，随着开采的深入还会伴随出现原油产量下降、注水压力升高等问题，再加上相较于普通油田而言的弹性能量更小，内部的渗流阻力较大，底水不活跃的特性，在低渗透油田的开采过程中，对于注水技术的要求极为严格，注水技术又是低渗透油田开发项目中的最为重要的重点技术之一，直接影响着石油开采的质量和开采的效率。基于低渗透油田的弹性能量较小，在注水过程中容易出现地层压力的骤降使得注水过程停止的问题，达不到注水的目的。我国当前对于低渗透油田的开采，需要大力引入并利用先进的注水技术来解决注水过程中会出现的相关问题。首先，需要对注水井进行排液处理，接着检查低渗透油田是否存在裂缝，工作人员可以在油田的地层挖出裂缝，通过这道裂缝向低渗透油田进行注水，并且，在注水的过程中，时刻注意观察注采比，适当提高注采比以保持压力的平衡。如果选择好要进行开采工作的低渗透油田后发现此块低渗透油田的弹性能量较高，就可以大大降低开采难度，只需要通过天然的能量进行开采操作，保障开采出来的石油是弹性无水的，大大提高低渗透油田的采收率。 3.优化压裂技术，合理运用射孔技术以及井网部署低渗透油田地开采工作中，压裂技术是必备基础技术，石油企业需要对其现

废弃钻井液处理技术

废弃钻井液处理技术摘要:综述了近年来废钻井液无害化处理发展概况,介绍了国内外废钻井液处理技术现状及发展趋势,并对废钻井液处理方法作了评述,认为废钻井液处理技术是一种技术上和经济上都可行的处理方法。指出推行清洁生产、开发利用综合技术、加强源头与过程控制是目前治理废弃钻井液的当务之急, 同时对治理废弃钻井液的未来发展趋势做了展望。关键词:废弃钻井液;污染;处理方法;固化 0前言随着石油工业的快速发展, 由废弃钻井液带来的污染问题越来越受到世界各国的重视. 石油工业的全部过程（勘探、钻井、开发、储运和加工）在相应的条件下都会产生各种污染物（原油、油田污水、废弃钻井液和钻屑）,如不加以处理就直接排放,必然会对自然生态环境造成一定的破坏。废弃钻井液是石油工业的主要污染物之一。据统计,钻一口 3000～4000m的普通油气井, 完井后废弃的钻井液接近300 m 3。根据中国石油天然气集团公司2008年对石油污染源的调查结果, 我国油田每年钻井产生的废弃钻井液约1200多万吨,其中1/2 直接排放到周围环境中。近几年来世界各国迫于对能源的需求，导致钻井液的种类不断增加, 添加剂及有毒有害成分也日益增多，使其组成极为复杂。然而随着世界各国对环保要求的提高,对废弃钻井液的无害化治理已经成为当前亟待解决的问题。本文从废弃钻井液的组成及对环境的危害分析出发, 对近年来国内外各油田处理废弃钻井液的技术方法进行了综述。 1废弃钻井液的组成无害化处理的目的及意义在钻井作业中,钻井液是钻井的血液,是保证钻井正常运行不可缺少的物质,它能起到平衡地层压力、携带悬浮钻屑、清洗井底、保护井壁、录井、冷却、润滑钻具及传递动力等作用。由于野外作业的特征,完井后施工现场存留的大量的废弃钻井液及废弃物几乎全部堆积于井场周围的废弃钻井泥浆储存坑内,这就使本来成分复杂的废弃钻井液更加复杂,最终形成一种由粘土、加重材料、各种化学处理剂、污水、污油及钻屑等组成的多相悬浮性的体系。这些体系在相应的条件下都会破坏自然生态环境。石油、油碳氢化合物、油废钻井液和钻屑,以及含有各种化学物质的污水,都能够对空气、水、土地、动物界和人类起危害作用。前苏联学者对石油和天然气工业生产过程中产生的污染及其生态危害有过详尽的论述。废

油气层损害的机理

一、油气层损害的基本概念油气层损害：任何阻碍流体从井眼周围流入井底的现象。油气层损害的主要表现形式：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。发生油气层损害的主要作业环节：在钻井、完并、修井、实施增产措施和油气开采等发生油气层损害的机理：工作流体与储层之间物理的、化学的或生物的相互作用。二、保护油气层的重要性 ①在油气勘探过程中，直接关系到能否及时发现油气层和对储量的正确估算。 ②保护油气层有利于提高油气井产量和油气田开发经济效益。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。 ③有利于油气井的增产和稳产。三、保护油气层涉及的技术范围八方面内容： ①岩心分析、油气水分析和测试技术； ②油气层敏感性和工作液损害室内评价技术； ③油气层损害机理研究和保护油气层技术系统方案设计； ④钻井过程中的油气层损害因素分析和保护油气层技术；

⑤完井过程中的油气层损害因素分析和保护油气层技术； ⑥开发生产中的油气层损害因素分析和保护油气层技术； ⑦油气层损害现场诊断和矿场评价技术； ⑧保护油气层总体效果评价和经济效益综合分折技术。四、油气层损害机理 1油气目的潜在损害因素 1）油气层储渗空间孔喉类型和孔隙结构参数与油气层损害关系很大 2）油气层的敏感性矿物速敏、xx、盐敏、酸敏、碱敏 3）油藏岩石的润湿性 4）油气层流体性质 2固体颗粒堵塞造成的损害 1）流体中固体颗粒堵塞油气层造成的损害 2）地层中微粒运移造成的损害 3工作液与油气层岩石不配伍造成的损害 1）水敏性损害 2）碱敏性损害 3）酸敏性损害 4）油气层岩石润湿反转造成的损害 4工作液与油气层流体不配伍造成的损害

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

疏松砂岩的储层损害机理及保护措施

疏松砂岩的储层损害机理及保护措施摘要在油田生产过程中疏松砂岩储层的保护与损害都是非常重要的，在实际生产中，疏松砂岩储层的伤害机理有:固相微粒堵塞、产液乳化、岩石润湿性反转等。其中，固相颗粒的存在会加剧产液乳化程度、增强乳化液的稳定性、提高产出液的粘度,进而加剧颗粒运移; 固相颗粒高岭石和片状伊利石的存在,不但使地层岩石发生润湿反转, 而且微粒也吸附产出液的重组分, 使微粒被包裹形成具有粘弹性的固相微粒,聚集在近井壁地带, 堵塞渗流通道。基于对生产过程中疏松砂岩储层伤害机理的认识,防止对储层造成损害，需要进行一系列的保护措施。关键词疏松砂岩储层伤害固相微粒储层保护一、储层损害机理储层储渗空间、岩石矿物、岩石表面性质、内部环境、岩石强度、地层膨胀性和阳离子交换容量等方面的研究表明,疏松砂岩储层存在微粒运移和润湿反转潜在损害因素,这些潜在损害通过在钻井、完井、修井作业中不配伍的工作液进入地层、浸泡等外部因素而诱发,降低了储层的渗流能力。固相微粒的存在,增强了乳化液的稳定性,加剧了产液乳化程度,增大了产液粘度,加剧了微粒运移及其对储层的伤害程度,如此恶性循环,结果严重伤害地层,使产液量大幅度下降。通过研究,发现疏松砂岩油田储层伤害可能与以下种因素都有关系： 1.流体与流体的不配伍,如侵入油层的钻井液滤液和地层水之间产生乳状液 2.储层岩石与流体的不配伍,主要是指水基工作液造成的蒙脱石膨胀和高岭石分散 3.固相侵入,如加重材料或钻屑的侵入 4.相捕集或封堵,如水基钻井液与地层岩石不配伍形成的颗粒在近井壁地带被捕集或堵塞孔道 5.化学吸附和润湿反转,如乳化剂的吸附使地层润湿性和流体流动性质改变 6.微粒运移,由于微粒在岩石孔隙结构内部移动导致孔喉桥塞和堵塞 7.生物活动,钻完修井过程中,菌体进入地层并产生多糖聚合物粘液,而导致地下流体粘度增大。不管基于哪一类基础条件,储层伤害的原因不可能超出内在因素、外在因素和地下流体因素三大因素的范围。现以这三大因素为分类方法进行归纳总结,然后对储层伤害的评价方法进行简述,并对储层改造进行论述。值得注意的是,这些因素往往不止一个, 而且有可能是共同作用的结果,同时也要动态地认识因素也在发展和变化。处理这个问题,可选择任其发展、储层改造和重新钻井三种方法,主要依据经济效益来决定。从调研的文献来看,目前还没有将疏松砂岩从储层中作为一个方向专门研究,也没有实质意义上的疏松砂岩储层伤害评价的新方法及储层改造的新技术。二、疏松砂岩的保护措施

低渗透油田开发资料

目录一、国内国外低渗透油田开发现状？ (1) 二、低渗透油田地质特点有哪些？ (6) 三、朝阳沟油田目前开发现状、存在的主要矛盾及对策？ (9) 四、提高采收率原理是什么？主要的提高采收率技术有哪些？其提高采收率机理是什么？ (17) 五、外围难采储量如何经济有效动用？要实现经济有效动用需要哪些技术攻关？ (23) 六、如何搞好技术创新与应用，实现油田可持续发展？ (26) 七、低渗透油田（朝阳沟油田）注水开发技术方法？ (32) 八、精细油藏描述技术的内容及成果应用有哪几个方面？ (37) 九、多学科油藏研究？ (41) 十、油藏评价的方法（模式）有哪些？主要应用的技术？ (42) 十一、“百井工程”的内容以及在零散、复杂、规摸小的油藏评价中的作用？ (44) 十二、水驱开发过程中的油层保护技术有哪些？ (45) 十三、目前三次采油技术主要有哪些？哪些具有应用潜力 (48) 十四、油田开发合理采油速度、合理储采比受哪些因素，如何界定？ (51) 十五、油田开发合理注水压力、合理注采比是如何界定？ (53) 十六、区块分类治理的原则、思路和目标？ (54) 十七、油田分几个开发阶段，不同阶段的调整方法有哪些？ (55) 十八、如何确定注水开发中技术调控指标？ (57) 十九、裂缝对低渗透油田的利弊？ (58) 二十、低渗透油田怎样进行合理井网部署？ (59) 二十一、如何进行低效井治理？ (60)

一、国内国外低渗透油田开发现状 1、低渗透油田的划分世界上对低渗透油田并无统一固定的标准和界限，只是一个相对的概念。不同国家根据不同时期石油资源状况和技术经济条件而制定。根据我国的实际情况和生产特征，按照油层平均渗透率把低渗透油田分为三类。第一类为一般低渗透油田，油层平均渗透率为10.1～50×10-3μm2，油井一般能够达到工业油流标准，但产量太低，需采取压裂措施提高生产能力，才能取得较好的开发效果和经济效益；第二类为特低渗透油田，油层平均渗透率为1.1～10.0×10-3μm2，一般束缚水饱和度较高，必须采取较大型的压裂改造和其他相应措施，才能有效地投入工业开发；第三类为超低渗透油田，油层平均渗透率为0.1～1.0×10-3μm2，油层非常致密，束缚水饱和度很高，基本没有自然产能，一般不具备工业开发价值。 2、国内低渗透油田储量动用情况 2004年，我国探明低渗透油层的石油地质储量为52.1×108t，动用的低渗透油田地质储量约26.0×108t，动用程度为50％。从我国每年提交的探明石油地质储量看，低渗透油田地质储量所占的比例越来越大，1989年探明低渗透油层的石油地质储量为9989×104t，占当年总探明储量的27.1%。1990年探明低渗透油层的石油地质储量为21214×104t，占当年总探明储量的45.9%；1995年探明低渗透油层的石油地质储量为30796×104t，占当年总探明储量的72.7%，年探明的石油地质储量中大约三分之二为低渗透油层储量。可见，今后低渗透难采储量的开发所占的比重逐年加大，如何经济有效做好难采储量的评价、动用和开发理论技术的研究是我们攻关的主要目标和方向。从我国近些年来对低渗透油田的研究和开发水平看，有了较大的进展和提高， - 1 -

低渗透油田开发

低渗透油藏超前注水开发摘要随着勘探技术与油层改造工艺技术的不断提高以及我国能源发展战略的部署，低渗、特低渗油田储量的开发己成为我国陆上石油工业稳定发展的重要潜力,是未来石油工业可持续发展的技术方向，而低渗透油田或特(超)低渗透油田的储量比较丰富，将是今后相当一个时期内增储上产的主要资源基础，因此，对低渗透储层的勘探开发不可忽视，而研究低渗透油田的渗流机理和开采方案，开发技术有重大的意义，针对特低渗透油层流体渗流是具有启动压力梯度的非达西渗流以及油层具有弹一塑性形变等特点,在长期的合理开发方式探索过程中，油田提出了一种改善油藏开发效果的有效注水开发模式，即超前注水。关键字：低渗透油藏；启动压力梯度；非线性渗流；注水参数；第一章前言 1.1低渗透油藏超前注水研究的目的意义据不完全统计,截止到2000年底,我国陆上低渗透油藏的探明地质储量约为52.14?108t占全部探明地质储量的26.1%。我国已经动用的低渗透油田地质储量为26.66?108t,占全部已动用储量的25.5%。可见低渗透油田或特低渗透油田的储量比较丰富,将是今后相当一个时期内增储上产的主要资源基础，而根据勘探趋势,低渗透储层的比例将越来越大,低渗透储层的产量也将越来越大，因此,对低渗透储层的勘探开发不可忽视,而研究低渗透油田的渗流机理和开采方案,开发技术有重大的意义。超前注水，它是根据非达西流提出的改善这类储层开发效果的一项技术,对今后未动用的低渗油藏储量的有效开发和油田持续发展具有重要的战略意义，超前注水开发方式可以合理的补充地层能量,提高地层的压力,使油井能够长期保

持较高的地层能量和旺盛的生产能力,产量递减从而明显减小，同时该开发方式可以降低甚至避免因地层压力下降造成的地层伤害,同时抑制油井的初始含水率,从而提高投产初期油田的产量,使得油田能够保持较长的稳产期,减缓递减,提高最终采收率。而且通过超前注水还可防止原油物性变差,从而导致渗流条件的变差,有效地保证原油渗流通道的畅通,提高注入水波及体积。 1.2低(特低)渗油藏超前注水开发技术发展现状改善油藏开发效果是世界石油关注的大问题,它关系着原油产量和油田开采的经济效益。在世界石油开发历史中,由于水具有价廉、供应量充足、驱油效率高等特点,世界上绝大多数油田都把注水开发方式作为驱替地层原油、维持地层压力、有效改善油藏开发效果的首选措施,目前世界油气田每天的注水量达数千万立方米,前苏联有260个油田采用注水开采,英国、加拿大90%的石油是通过注水采出的。在目前以及今后相当长的一个时期内,注水开发仍将是油田开发的主要方式。通过调研,了解到目前国内外对低渗透油藏超前注水开发效果以及开发指标的研究很少,国内主要有长庆、大庆、吉林、新疆等低渗透油田己经开展了超前注水的试验,取得了很好的开发效果,初步形成了超前注水开发低渗透油藏的新方法和新手段。 1.3超前注水机理分析 1.3.1 降低因地层压力下降造成的地层伤害研究认为，裂缝性低渗透油藏，地层压力大幅度下降后，油层孔隙度将会减小，裂缝闭合，渗透率降低。试验表明，低渗透油藏地层压力下降，渗透率下降，再恢复地层压力，渗透率只能恢复到原来的60％~80％。超前注水能提高并保持地层压力，可避免渗透率变差。低渗透油藏开发时，地层压力降低到饱和压力以下时，地层原油开始脱气，地层原油脱气产生了两种影响：一是地层原油的粘度、密度都将增大，体积系数减小，增大了原油的渗流阻力；二是因低渗透油层中部分孔喉半径很小，部分脱