钻井油气层保护工作

2010年鲁明公司钻井油气层保护工作初探贺智荣马克利摘要：钻井过程中的油气层伤害主要来至于钻井液及固井水泥浆中的分散相颗粒堵塞油气层钻井液及固井水泥浆中的滤液与油气层岩石不配伍引起的损害，以及滤液与储层流体不配伍引起的损害等三方面。为提高新钻井的产量及整体开发效果，减少钻井过程中的油气层伤害.2010年鲁明公司加大了油气层保护技术研究及投入力度。首先，从专用油层保护钻井液体系研究入手，立专项对曲9沙四段的专用油气层保护钻井液进行了研究。其次，从专用油层保护剂优选入手，在富林地区，试用了井壁抗压稳定剂，在潍北油田，依据昌68块的特点试用了广谱“油膜”剂。其次，从减少固井水泥浆伤害入手，在水平井和火成岩油藏中，使用了筛管完井法。最后，还强化现场钻井监督力度，实施了保护油气层的钻井工程技术。2010年,鲁明公司钻井油气层保护的做法和取得的成绩，得到了管理局领导的高度肯定，被局勘探开发监理部授予钻井监督管理先进单位。关键词：储层，伤害，泥浆保护技术，减少，配伍,公司、2010年油气层保护工作1、专用油层保护钻井液体系研究为解决鲁明公司主力油区的曲堤油田新钻井低产低效问题，2010年就曲9块沙四段专用油气层保护钻井液技术，公司委托钻井院及泥浆公司进行了研究。并于2010年2月完成了《曲9断块储层钻井液评价及体系优选》，于3月份起在现场实施。（1）室内评价及实验表明：①储层粘土含量高，现场使用的正电胶聚合醇钻井液对储层的水敏性伤害是钻井伤害的主要因素由表1可以看出曲9块沙四段粘土矿物含量较高。表1 曲9-6块粘土矿物统计表层系井号粘土矿物组份相对含量（％）粘土矿物含量表伊/蒙层间伊利石高岭石绿泥石伊/蒙层间比沙四上曲9-X11484.73.77.34.38517.1沙四中曲9-2917118020沙四下曲9-2685225858研究单位对上述岩芯做了抑制性实验，在正电胶聚合醇钻井液的作用下，储层中的粘土发生了膨

胀。如图1所示，在正电胶聚合醇钻井液的滤液作用下，粘土发生了较大的膨胀。图1正电胶聚合醇钻井液的抑制性②现场使用的正电胶聚合醇钻井液的固相粒度级配不合理，是储层伤害的另一主要因素。如表2所示，是曲9块沙四段储层的孔喉统计表。表2曲9沙四段孔喉特征井号孔喉半径(um)取大平均曲9-X11414.17693.9404曲9-X12499.391921.5787研究单位对正电胶聚合醇钻井液做了粒度检测，粒度范围在0-7.81um。按照固相颗粒与储层孔喉2/3架桥原理，正电胶聚合醇钻井液中的固相颗粒对储层的侵入深度比较大。(2)针对曲9沙四段储层伤害的特点，研究单位分别配制了成膜强抑制纳米封堵钻井液和kcl聚合醇钻井液，并在室内做了评价实验。

3）经现场使用，曲9块沙四段新井投产后，我们发现效果与室内实验基本相符。如图4所示表明投产结果与室内实验结果基本相符合，其中成膜强抑制钻井液的效果最好图图4不同钻井液的投产效果图4）成膜强抑制纳米封堵钻井液的特点。我们对成膜强抑制纳米封堵钻井液和kcl聚合醇钻井液的室内实验指标做了对比,图我们对成膜强抑制纳米封堵钻井液和kcl聚合醇钻井液的室内实验指标做了对比,图3切割污染端后不同泥浆体系的渗透率恢复值这说明成膜强抑制纳米封堵钻井液在降低了对储层内部的伤害程度后，于近井壁附近形成了一道致密的非渗透膜（相对）。2、优选专用油层保护剂（1）在富林地区，试用了井壁抗压稳定剂，在保护油气层的同时，还有助于提高固井第二界面的质量。（2）在潍北油田，依据昌68块的特点试用了广谱“油膜”剂。3、减少固井水泥浆污染（1）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）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、实施保护油气的钻井工程技术有大量的研究成果和资料表明：钻井过程中的泥浆性能、泥浆对油层的浸泡时间、泥浆的环空返速、井眼扩大率等工程施工因素对油气层的保护有较大地影响。2010年鲁明公司加强了对钻井现场的监督力度，由生产管理部组建了自己专业的钻井监督队伍，实现了口口井都有驻井监督的目标。为提高监督质量及水平，在重点区域的昌68块和曲9-6块，我们还聘请了局勘探开发监理部的钻井监督到现场服务；在樊142沙三下井网部署会战期间，我们还联合勘探开发监理部成立了樊142块沙三下监督项目组。这些钻井监督在现场，督促井队实施了有利于油气层保护的钻井工程技术。（1）依据地层实际压力情况，调整泥浆密度，实施近平衡钻井一般来说，同一区块，同一目的层，在相同的时间内所钻的井，它们的泥浆密度是变化不大的。但2010年3月份在实施《曲9-6断块油藏细分层系开发调整方案》中的新井时，有的井用1.52g/cm3泥浆密度才能平衡地层压力，有的井仅用l.llg/cm3的密度就可完井。经过地质开发人员的研究分析：原来曲9-6块上部的馆陶组油层由于压力下降，原油脱气，在构造高部位形成了一个次生性气顶；由于距离气顶的位置不同，因而井内的压力也不相同。如图6所示，是曲9-6块的气顶分布示意图。

图6 曲9-6块馆陶组脱气层分布范围图而在当时的情况下，地质人员无法给出具体的气顶边界位置及压力值。对此，在确保施工安全的前提下，我们在用安全密度钻开馆陶组后，通过测算油气上返速度，及时调整泥浆密度，使整个钻进过程始终在近平衡的条件下进行。为曲9块沙四段专用油气层保护钻井液研究成果的的现场实施，提供了有力的保障！如图7所示，2010年曲9-6块新钻井的泥浆密度（表明井内压力变化比较大）。图72010年曲9-6块钻井液密度散点图2）执行设计要求，确保泥浆性能达标。钻井监督在现场，督促井队严格按照设计要求的泥浆性能指标（特别是油层段）施工。2010年，管理局勘探开发监理部对鲁明公司的20多口井的泥浆性能进行现场检测，合格率是87%，这一指标排在分公司各开发单位的前列。1．专用油层保护钻井液能有效降低对储层的伤害，是一种行之有效的钻井油气层保护手段。专用油层保护钻井液从岩芯分析、油气分析及测试技术入手，通过室内试验及储层伤害的机理研究，制定出有针对性的泥浆体系（或方案）；它在钻井液与油层之间建立了一种比较友好的关系，降低了钻井液对储层的伤害程度，是一种行之有效的油气层保护手段，具有比较明显的效果2．减少钻井液对储层的侵入量是油气层保护的关键。在储层伤害程度略高于kcl聚合醇钻井液的情况下，成膜强抑制纳米封堵钻井液由于在近井壁附近形成一道致密的非渗透泥饼，有效地减少了滤液及固相颗粒对储层地侵入，因而效果比较明显；同样，在钻进过程中，实施近平衡钻井，减少油气层浸泡时间，控制油层段的井眼扩大率等保护油气层的钻井工程技术，也是减少钻井液侵入油气层，提高保护程度；裸眼完井、筛管完井工艺同样也是减少侵入量。3．钻井油气层保护是一项系统工程。钻井油气层保护决不能仅仅局限在钻井工程这一个角度。我们以樊142块沙三下为例来说明，会战之初，开发工艺部门就向我们提出，樊142块的井油层段的固井质量差，不能满足大型防水平井压裂施工的需求。如图1．专用油层保护钻井液能有效降低对储层的伤害，是一种行之有效的钻井油气层保护手段。专用油层保护钻井液从岩芯分析、油气分析及测试技术入手，通过室内试验及储层伤害的机理研究，制定出有针对性的泥浆体系（或方案）；它在钻井液与油层之间建立了一种比较友好的关系，降低了钻井液对储层的伤害程度，是一种行之有效的油气层保护手段，具有比较明显的效果2．减少钻井液对储层的侵入量是油气层保护的关键。在储层伤害程度略高于kcl聚合醇钻井液的情况下，成膜强抑制纳米封堵钻井液由于在近井壁附近形成一道致密的非渗透泥饼，有效地减少了滤液及固相颗粒对储层地侵入，因而效果比较明显；同样，在钻进过程中，实施近平衡钻井，减少油气层浸泡时间，控制油层段的井眼扩大率等保护油气层的钻井工程技术，也是减少钻井液侵入油气层，提高保护程度；裸眼完井、筛管完井工艺同样也是减少侵入量。3．钻井油气层保护是一项系统工程。钻井油气层保护决不能仅仅局限在钻井工程这一个角度。我们以樊142块沙三下为例来说明，会战之初，开发工艺部门就向我们提出，樊142块的井油层段的固井质量差，不能满足大型防水平井压裂施工的需求。如图8所示，是樊142块沙三下会战的第一口井的油层段固井质量图mS!

囲图8t.樊142-斜327井油层段固井质量评价图■a■■"■"■■■■*■■"■■■■v v■a■aI ■I■"■■"■■7-4r-4000-Eg000^.脚k® |：r— 现擲F： O O O O说如此大的负压差钻井，在工程上是不好实现的，但由于该油层的渗透率仅为1.5毫达西，油漲区块油层的压力系数是泊4,而钻井液的密度为1：25:g/cm。一般流入井筒的量非常少段^无泥■饼■■■■■・了油7・■・・・■■■法■!形成有效的・_■.・或者泥饼质量非常差。这样在固井的水泥侯凝期，水泥浆有一个失重的过程，这时就相当于套管和井壁之间的环形空间内没有了压力。在1.44系数压力地作用下，油气通过质量较差的泥饼涌入水泥中，再加上该原油的油气比是58.8,在水泥中发生较大地膨胀,这样就导致油层段上下的固井质量非常差。通过权衡对比后,我们认为,欠平衡钻井固然能保护油气层,但由于该油层的渗透率太低,根本没有自然产能；而如果我们提高钻井液密度,改善固井质量,保障大型放水平井压裂的成功实施（近200米的裂缝长度）,又能将钻井液对油层的伤害降到最低。在将钻井液的密度由1.25g/cm3提高到1.45g/cm3后，油层段的固井质量明显改善。如图9所示tor--r-j0cooooT-J(冒)?)0的轻坦他Idlw)小二鰹豐堀他Idlw§s.gr-i卿绷4・*■e_i~-<otor--r-j0cooooT-J(冒)?)0的轻坦他Idlw)小二鰹豐堀他Idlw§s.gr-i卿绷4・*■e_i~-<oI图■nr ■■or ・9 樊142-斜318井油层段固井质量图* *** *r' /t/ \j LL■建议加大专用油层保护钻井液的研究力度。■］）对敏感性较强，，储尿比较脆弱的难动用储量o进行低品井肩层保护研究。位难动用的储量会越来越多，而貝中的油层比较脆弱的储量（2）对水平井油气层保护的研究。随着老油田的开发深入,，水