水平井储层保护技术

1、井眼结构不同井眼结构不同存在多个分支井眼连接处存在多个分支井眼连接处增大油藏的裸露面积，提高泄油效率增大油藏的裸露面积，提高泄油效率改善油流动态剖面，降低锥进效应，提高重力泄油效果改善油流动态剖面，降低锥进效应，提高重力泄油效果纵向调整油藏的开采纵向调整油藏的开采 可以应用于多种油气藏的经济开采可以应用于多种油气藏的经济开采。油藏工程减少无效井段，减少钻井设备的搬迁；节约套管、泥浆减少无效井段，减少钻井设备的搬迁；节约套管、泥浆费用；充分利用海上平台井口槽，降低了平台建造费用费用；充分利用海上平台井口槽，降低了平台建造费用钻钻井井由于地面井口的减少，相应的土地使用面积、地面管汇由于地面井口的减

2、少，相应的土地使用面积、地面管汇建设、油井管理等费用也大大降低，增加了经济效益建设、油井管理等费用也大大降低，增加了经济效益地地面面地质导向：地质导向：用近钻头地质、工程参数测量和随钻控制手段来保证实用近钻头地质、工程参数测量和随钻控制手段来保证实 际井眼穿过储层并取得最佳位置。际井眼穿过储层并取得最佳位置。几何导向：几何导向：对钻井井眼负责，使实钻轨道尽量靠近设计轨道，以对钻井井眼负责，使实钻轨道尽量靠近设计轨道，以 保证准确钻入设计靶区（由于地质不确定性带来误保证准确钻入设计靶区（由于地质不确定性带来误 差，原设计的靶区不一定是储层）差，原设计的靶区不一定是储层）旋转导向：旋转导向：以井下

3、旋转工作方式的闭环自控执行工具为导向工以井下旋转工作方式的闭环自控执行工具为导向工 具，以具，以MWDMWD或或LWDLWD为传输通道和地面信息处理软件为传输通道和地面信息处理软件 系统组成的钻井工具系统，可带动钻头旋转，井系统组成的钻井工具系统，可带动钻头旋转，井 眼轨迹光滑。眼轨迹光滑。滑动定向：滑动定向：钻头滑动前行，不产生扭矩，可增斜也可降斜。钻头滑动前行，不产生扭矩，可增斜也可降斜。油气层损害概念油气层损害概念 油气层损害是指油井完井及生产阶段，油气层损害是指油井完井及生产阶段，在在 储层中造成的减少油气藏产能或降低注气、注储层中造成的减少油气藏产能或降低注气、注液效果的各种阻碍。液

4、效果的各种阻碍。油气层渗流空间油气层渗流空间- -概念概念 储层岩石中未被矿物颗粒、胶结物或其它固体物质占储层岩石中未被矿物颗粒、胶结物或其它固体物质占据的空间称为渗流空间或孔隙空间，渗流空间由据的空间称为渗流空间或孔隙空间，渗流空间由孔隙孔隙和和喉喉道道构成。构成。孔隙：骨架颗粒包围着的较大空间孔隙：骨架颗粒包围着的较大空间 孔隙大小反映储集能力孔隙大小反映储集能力喉道：两个较大空间的收缩部分喉道：两个较大空间的收缩部分 喉道大小和形状控制渗透能力喉道大小和形状控制渗透能力渗流空间反映了储层的渗流空间反映了储层的储集性储集性和和渗透性渗透性孔隙孔隙喉道喉道胶结物胶结物骨架颗粒骨架颗粒 内因内

5、因+ +外因外因 有效渗透率下降有效渗透率下降 内因：内因：油气层潜在损害因素油气层潜在损害因素 油气藏类型油气藏类型 油气层敏感性矿物油气层敏感性矿物 油气层储渗空间特性油气层储渗空间特性 油气层岩石表面性质油气层岩石表面性质 油气层流体性质油气层流体性质油气层损害实质油气层损害实质外因：外因：引起油气层损害的条件引起油气层损害的条件 工作液的性质工作液的性质 生产或作业压差生产或作业压差 温度温度 生产或作业时间生产或作业时间 环空返速环空返速有效渗透率下降：有效渗透率下降： 渗流空间缩小渗流空间缩小 绝对渗透率降低绝对渗透率降低 流动阻力增加流动阻力增加 相对渗透率降低相对渗透率降低油气

6、层损害实质油气层损害实质1.1.缩小或堵塞渗流空间的损害缩小或堵塞渗流空间的损害 外界固相颗粒侵入堵塞外界固相颗粒侵入堵塞( (固相损害固相损害) ) 储层微粒水化膨胀储层微粒水化膨胀/ /分散分散( (水敏损害水敏损害) ) 微粒运移微粒运移( (速敏损害速敏损害) ) 出砂出砂 无机沉淀无机沉淀( (包括二次沉淀包括二次沉淀) ) 有机沉淀有机沉淀 应力敏感压缩岩石应力敏感压缩岩石 细菌堵塞细菌堵塞 射孔压实射孔压实 油气层损害类型油气层损害类型2.2.增加流动阻力的损害增加流动阻力的损害毛细管力引起油气层损害类型油气层损害类型油气藏类型油气藏类型- -与储层损害关系与储层损害关系（1)1

7、)高渗透和裂缝性油气藏易发生较严重的固相堵塞高渗透和裂缝性油气藏易发生较严重的固相堵塞损害，不易发生水锁损害损害，不易发生水锁损害原因：流动通道较大，固相颗粒可侵入很深，液相侵入易于返排原因：流动通道较大，固相颗粒可侵入很深，液相侵入易于返排（2)2)稠油油藏和高渗透油藏易产生出砂损害稠油油藏和高渗透油藏易产生出砂损害原因：这两类油藏一般胶结不好，受流体流动冲击易散架原因：这两类油藏一般胶结不好，受流体流动冲击易散架（3)3)低渗和特低渗油气藏易发生较严重的水锁和水敏低渗和特低渗油气藏易发生较严重的水锁和水敏损害，不会发生严重的固相堵塞损害损害，不会发生严重的固相堵塞损害原因：这两类油气藏一般

8、孔喉小，泥质含量高，固相不易进入，液相进入难原因：这两类油气藏一般孔喉小，泥质含量高，固相不易进入，液相进入难以返排和易引起粘土膨胀以返排和易引起粘土膨胀(4)(4)低渗透的气藏比低渗透的油藏水锁损害更严重低渗透的气藏比低渗透的油藏水锁损害更严重 原因：水取代气比水取代油更容易，水可进入更小的气藏原因：水取代气比水取代油更容易，水可进入更小的气藏 孔道，返排过程中气又难以驱走小孔道中的水孔道，返排过程中气又难以驱走小孔道中的水(5)(5)高粘油藏易发生有机沉淀堵塞损害高粘油藏易发生有机沉淀堵塞损害原因：高粘原油含较高的蜡质、胶质和沥青质，温度、压原因：高粘原油含较高的蜡质、胶质和沥青质，温度、

9、压 力变化易析出这些物质力变化易析出这些物质(6)(6)多数砂岩油藏都存在程度不同的速敏和水敏损害多数砂岩油藏都存在程度不同的速敏和水敏损害原因：几乎所有砂岩油藏都含有一定的地层微粒和水敏原因：几乎所有砂岩油藏都含有一定的地层微粒和水敏 粘土矿物粘土矿物油气藏类型油气藏类型-与储层损害关系与储层损害关系油气层损害特点油气层损害特点u普遍存在性：普遍存在性：存在于各个生产和作业环节存在于各个生产和作业环节 存在于油井的整个寿命周期存在于油井的整个寿命周期u原因多样性：原因多样性： 同一生产或作业过程同一生产或作业过程, ,存在多种损害存在多种损害u相互联系性：相互联系性： 一种损害可加重或引起另

10、一种损害一种损害可加重或引起另一种损害u具有动态性：具有动态性：一种损害发生后会引起内因变化一种损害发生后会引起内因变化 随生产的进行随生产的进行, ,内因不断变化内因不断变化 内因变化内因变化, ,损害机理变化损害机理变化u不可逆性：不可逆性：油气层发生损害后油气层发生损害后, ,要完全解除损害很难要完全解除损害很难井壁稳定井壁稳定井径规则井径规则润滑性好润滑性好携岩能力强携岩能力强岩屑与钻井液中的有用固相相互不掺杂岩屑与钻井液中的有用固相相互不掺杂保护储层与石油品质保护储层与石油品质水平井钻井液特殊要求水平井钻井液特殊要求钻井新技术对钻井液的要求钻井新技术对钻井液的要求安全安全保护储层保护

11、储层/ /环境环境/ /石油品质石油品质快速快速随钻检测随钻检测经济经济新认识新认识基本性质基本性质分散分散/ /抑制抑制适宜的化学环境适宜的化学环境优化钻井液的必要保证优化钻井液的必要保证钻井液的化学动力学钻井液的化学动力学井壁稳定井壁稳定化学化学/ /力学耦合力学耦合井壁稳定井壁稳定 例：传统 水基+KCl 防塌仅在单纯蒙脱石地层效果显著仅在单纯蒙脱石地层效果显著 可以用可以用在伊在伊/ /蒙或高蒙或高/ /蒙混层中蒙混层中+ + KClKCl 井壁失稳井壁失稳 慎用！慎用！单纯高岭土单纯高岭土+ + KClKCl 井壁失稳井壁失稳 不能用不能用! !分析： 膨胀性粘土膨胀性粘土：蒙脱石蒙

12、脱石 粘土粘土 膨胀性粘土膨胀性粘土：伊利石、高岭石伊利石、高岭石1 1、蒙脱石：、蒙脱石：幻灯片幻灯片 4545 晶层两面全部由氧组成，晶层两面全部由氧组成，晶层间通过分子力作用，联晶层间通过分子力作用，联接松散，水易进入接松散，水易进入；存在大量晶格取代，在晶体表面结合存在大量晶格取代，在晶体表面结合大量可交换阳离子，水进入后，这些阳离子容易水解，形大量可交换阳离子，水进入后，这些阳离子容易水解，形成扩散双电层，成扩散双电层，使粘土带负电而相互排斥，表现出粘土膨使粘土带负电而相互排斥，表现出粘土膨胀，胀，与水接触后容易引起页岩的膨胀和分散。与水接触后容易引起页岩的膨胀和分散。加入加入KCl

13、KCl 后，后，K+K+能中和粘土负电使粘土片仅仅连在一起，起到抑制页岩能中和粘土负电使粘土片仅仅连在一起，起到抑制页岩膨胀的作用膨胀的作用。 2 2、伊利石：、伊利石：幻灯片幻灯片 4545 结构同蒙脱石结构同蒙脱石，但晶格取代主要发生在硅氧四面体中，但晶格取代主要发生在硅氧四面体中，晶格取代后，在晶体表面为平衡电价而结合的可交换阳离晶格取代后，在晶体表面为平衡电价而结合的可交换阳离子主要为钾离子。子主要为钾离子。由于钾离子直径与硅氧四面体中的六方由于钾离子直径与硅氧四面体中的六方网格结构内切圆直径相近，网格结构内切圆直径相近，使它易进入六方网格结构中而使它易进入六方网格结构中而不易被释放，

14、所以晶格结构结合紧密，水不易进入其中，不易被释放，所以晶格结构结合紧密，水不易进入其中，属于非膨胀性粘土，属于非膨胀性粘土，与水接触后可引起粘土剥落，引起地与水接触后可引起粘土剥落，引起地层不稳。层不稳。 3 3、高岭石：、高岭石：幻灯片幻灯片 4545 晶层一面全部由氧组成，另一面全部由羟基组成，晶层一面全部由氧组成，另一面全部由羟基组成，晶晶格间通过氢键紧密连接，水不易进入格间通过氢键紧密连接，水不易进入；存在很少的晶格取；存在很少的晶格取代，代，表面有很少的可交换阳离子表面有很少的可交换阳离子, ,不易形成扩散双电子层，不易形成扩散双电子层，属于非膨胀性粘土，属于非膨胀性粘土，与水接触后

15、可引起粘土剥落，引起地与水接触后可引起粘土剥落，引起地层不稳层不稳；加入加入KClKCl ，起不到抑制作用。，起不到抑制作用。保护油气层钻井完井液类型保护油气层钻井完井液类型 一、水基钻井液体系一、水基钻井液体系l 1 1、改性钻井完井液、改性钻井完井液l 2 2、低膨润土聚合物钻井完井液、低膨润土聚合物钻井完井液l 3 3、无膨润土聚合物暂堵型钻井完井液、无膨润土聚合物暂堵型钻井完井液l 4 4、水包油型钻井完井液、水包油型钻井完井液l 5 5、无固相清洁盐水钻井完井液、无固相清洁盐水钻井完井液l 6 6、阳离子聚合物钻井完井液、阳离子聚合物钻井完井液l 7 7、屏蔽暂堵型钻井完井液、屏蔽暂堵型钻井完井液二、油基钻井完井液二、油基钻井完井液n 1 1、纯油基钻井完井液、纯油基钻井完井液n 2 2、油包水乳化钻井完井液、油包水乳化钻井完井液n 3 3、抗高温高密度油包水钻井完井液、抗高温高密度油包水钻井完井液n 4 4、低胶质油包水钻井完井液、低胶质油包水钻井完井液n 5 5、低毒无荧光油包水钻井完井液、低毒无荧光油包水钻井完井液保护油气层钻井完井液类型保护油气层钻井完井液类型 三、气体型钻井完井流体三、气体型钻井完井流体p 1 1、气体钻井完井流体、气体钻井完井流体p 2 2