王俊濤

（勝利石油管理局鉆井工藝研究院，山東東營 257000）

準噶爾盆地中部3區(qū)位于新疆塔城地區(qū)和昌吉回族自治州境內(nèi)，區(qū)域構造上處于準噶爾盆地中央坳陷昌吉凹陷西段，主要勘探目的層系為侏羅系、白堊系。從前期現(xiàn)場應用來看，屏蔽暫堵技術對中滲地層能夠較好地保護油氣層，但由于準噶爾盆地中部三區(qū)油層埋藏深度大、儲層成巖和壓實作用強烈（油氣藏一般埋深5 000 m以上）等因素的影響，地層壓力高，致使鉆井液密度大，同時存在著不同壓力、不同孔滲的多種儲層，尤以低滲油藏為常見，且深部溫度較高（地層溫度120～160℃），使得鉆井液性能維護處理和保護油氣層工作難度增大。

1 油層傷害機理研究

1.1 低滲油藏傷害特點

低滲儲層孔隙結(jié)構最主要的特點就是孔隙小，喉道細，所以油層傷害與中、高滲儲層相比有諸多特殊性：首先是固相污染降到次要地位，其次是賈敏效應更加顯著，第三是儲層敏感性更加突出，第四是流-固耦合作用影響更加明顯。

1.2 鉆井過程遇到的傷害因素

通過文獻調(diào)研、地質(zhì)分析、理論探討和有關實驗研究，綜合上述地層傷害特點分析認為低滲油藏鉆井過程中常存在如下油層傷害問題：液相侵入低滲儲層引起儲層敏感問題，液相侵入低滲儲層引起水鎖效應，親水性低滲儲層欠平衡條件下的自然吸吮問題，低滲油層的壓力敏感問題，鉆井液固相侵入低滲油層造成堵塞現(xiàn)象。

2 儲層特點

2.1 儲層物性特點

中部3區(qū)儲層埋深5 800～6 550 m，壓實程度高，膠結(jié)物主要有自生石英、鐵方解石、鐵白云石及泥質(zhì)雜基，膠結(jié)類型以孔隙式為主。永1井平均孔隙度10.34%，滲透率 0.292×10-3μm2，孔喉半徑分布范圍較寬，平均孔喉半徑 0.219 μm，最大孔喉半徑 1.019 μm，屬低孔隙度特低滲透油藏。從X射線衍射分析結(jié)果，由數(shù)據(jù)可見儲層主要巖性為砂巖，砂巖全巖礦物含量中石英含量為49%～54.25%，鉀長石含量為7%左右，斜長石含量為15.5%～32.2%，粘土總量平均為7.25%～9.8%，方解石含量少為2%，且兩口井不同深度含量變化較大。

從粘土礦物成分的分析數(shù)據(jù)，可以看出儲層中綠泥石含量較高，高嶺石、伊利石、伊/蒙混層具有一定的含量，伊/蒙混層具膨脹性能，容易引起水敏，高嶺石等可游移顆粒受到流體剪切應力的影響，可能隨流體在孔喉內(nèi)移動，很容易在較小的喉道處形成閥門，堵塞喉道降低油層的滲透率，引起各種敏感性。粘土礦物成份主要為綠泥石和伊蒙混層兩種，含量較高且分布穩(wěn)定。電鏡觀察其產(chǎn)狀呈片狀、發(fā)絲狀、蜂窩狀充填在巖石中。兩井孔滲測試資料統(tǒng)計表明，永1井孔隙度為10.01%，永6井孔隙度為9.80%。永1井平均滲透率為 0.292×10-3μm2，永 6井平均滲透率為 0.225×10-3μm2。根據(jù)石油天然氣勘探標準對砂巖儲層孔滲性的分類方案，大部分樣品具有低孔、超低滲特點，儲層物性差。

2.2 儲層敏感性分析

2.2.1 實驗儀器及方法 本實驗采用SL-3型恒流恒壓多用途靜態(tài)巖芯流動系統(tǒng)，實驗方法采用目前國內(nèi)通用的巖芯敏感評價方法對巖芯進行了評價。

2.2.2 敏感性分析結(jié)果 速敏試驗流速點選定為0.05～2.5 mL/min，從所有實驗樣品看，盡管多數(shù)樣品的臨界流速較低，均發(fā)生在第一個實驗流速點0.5 mL/min，基本上屬弱速敏范圍。永6井的速敏程度為弱，臨界流速為0.5 mL/min，再進行下面的水敏、鹽敏等評價時，可將流速定為0.25 mL/min。

水敏試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)儲層呈中等偏弱水敏性，滲透率損害平均為34.2%，其他均呈中等偏強水敏性，滲透率損害平均值為53%。永6井水敏程度均為中等，是主要的敏感性傷害。

鹽敏試驗采用的流體礦化度系列為:80 000 mg/L、60 000 mg/L、40 000 mg/L以及0 mg/L。實驗結(jié)果表明，永6井的臨界鹽度不低于20 000 mg/L。其鹽敏感性規(guī)律與水敏感性試驗基本吻合，反映了水敏傷害程度為中等傷害。

堿敏試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)造成的滲透率損害值為17.3%～33.7%，發(fā)生堿敏的pH在9左右，隨著堿性增強，滲透率不斷下降，當pH＞11后，pH對巖石滲透率影響明顯減弱。試驗結(jié)果表明，臨界pH值為11，堿敏指數(shù)為0.146～0.216，堿敏程度為弱。

實驗看出巖芯酸化處理，滲透率降低10%～20%左右，存在弱酸敏性損害。

3 鉆井液油層傷害評價

3.1 實驗用鉆井液配方及性能

實驗用鉆井液基礎配方鉆井液1的成分包括：4%膨潤土+2.0%AT-2+0.5%CXP-2+3.0%HFT301+0.1%KPAM+0.5%SJ-1+0.5%AT-1+3.0%SMP-2。在此基礎配方上增加了SP-80、聚合醇形成了鉆井液2。

實驗室內(nèi)對兩套鉆井液進行了常規(guī)性能測試，結(jié)果（見表2）。同時，對兩套鉆井液進行了活性和抑制能力的對比分析，結(jié)果（見表3）。

3.2 儲層保護試驗

使用表1中的兩套鉆井液配方對表4中的巖心進行了動態(tài)污染試驗，試驗結(jié)果（見表5）。使用SL-3型恒流恒壓多用途靜態(tài)巖芯流動系統(tǒng)，對這兩塊巖心進行了動態(tài)污染前后的滲透率進行了試驗，試驗結(jié)果（見表6）。

表1 試驗用鉆井液配方

表2 鉆井液常規(guī)性能

表3 鉆井液配方抑制性和表面活性對比表

表4 試驗巖心基礎數(shù)據(jù)

表5 鉆井液動態(tài)污染試驗數(shù)據(jù)

表6 巖心滲透率恢復試驗數(shù)據(jù)

通過上述實驗表明，加入聚合醇、SP-80這些低分子表面活性劑的鉆井液能有效降低鉆井液濾液的表面張力，減少低滲致密砂巖的水鎖損害，滲透率恢復試驗結(jié)果表明鉆井液2的最終滲透率恢復值均在85%以上，表明該鉆井液體系對該區(qū)塊油層傷害較小，基本可以滿足該區(qū)塊鉆井油層保護需要。

4 結(jié)論

（1）通過永1、永6井巖性分析，該區(qū)塊平均孔隙度10%左右，滲透率小于1×10-3μm2，屬低孔隙度特低滲透油藏?？缀戆霃椒植挤秶^寬，平均孔喉半徑為0.219 μm，最大平均孔喉半徑1.019 μm。儲層主要巖性為砂巖，粘土總量平均為7.25%～9.8%，粘土礦物成分以綠泥石為主，伊利石次之。巖心中自生石英與溶孔以及粘土礦物夾雜裂縫，部分表面被溶蝕，粒間孔粘土礦物含有溶蝕孔隙，部分顆粒向粘土礦物轉(zhuǎn)化，見長石被溶蝕淋濾及針葉狀綠泥石，有片狀礦物被壓彎。儲層存在弱速敏，中等水敏程度，臨界礦化度為20 000 mg/L，存在弱堿敏、弱酸敏。

（2）低滲儲層一個致命的弱點就是易形成水鎖損害，引起水鎖的原因主要有兩點，即毛細管力自吸作用和液相滯留效應。要降低水鎖傷害的一個基本原則就是，當工作液不可避免要進入地層的話，一定要確保侵入的工作液能夠順利返排。

（3）通過降低界面張力，以及降低濾液粘度可以實現(xiàn)侵入濾液最大程度的返排，減少單位孔隙體積內(nèi)濾液的滯留量，削弱水鎖的不利影響。

（4）通過實驗表明，現(xiàn)場鉆井液配方對該區(qū)塊油層傷害較小，能夠滿足該區(qū)塊鉆井油層保護需要。鉆井液中加入聚合醇和SP-80對滲透率恢復值有所改善。

［1］李志剛，烏效鳴，等.儲層屏蔽暫堵鉆井完井液技術研究及應用［J］.天然氣工業(yè)，2005，（3）：74-78.

［2］朱義清，李松峰，等.幾種常見的保護儲層鉆井液［J］.重慶科技學院學報（自然科學版），2009，11（4）：47-49.

［3］張光焰.屏蔽暫堵技術在勝利油田采油中的應用［J］.油田化學，2005，22（4）：296-298.

［4］呂開河，邱正松，王在明，等.自適應屏蔽暫堵鉆井液技術［J］.中國石油大學學報(自然科學版)，2008，32（2）：68-71.

［5］劉愛軍.新型屏蔽暫堵鉆井完井液技術研究［J］.濟南大學學報（自然科學版），2003，17（1）：83-86.

［6］韓來聚，薛玉志，李公讓，喬軍，劉保鋒，等.勝利油田鉆井油氣層保護分析與認識［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2007，14（5）：71-79.

［7］楊倩云，郭保雨，沈麗，袁麗，等.生物酶可解堵鉆井液解堵機理研究［J］.鉆井液與完井液，2009，26（3）：12-15.

［8］周光勇，熊漢橋，周成華，等.保護儲層的鉆井液研究技術研究現(xiàn)狀［J］.西部探礦工程，2009，（2）：38-42.

［9］姜瑞忠，張曉亮，等.低滲透油藏彈性采收率計算方法研究［J］.特種油氣藏，2008，15（4）：70-72.

［10］曹樹生.鄂爾多斯北部盆地保護氣層完井液技術實踐［J］.探礦工程（巖土鉆掘工程），2004，（7）：54-55.