葛海霞，劉忠保 (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

馬海波，王 宇 (塔里木油田分公司，新疆 庫爾勒 841000)

席 娟 (新疆石油管理局試油公司，新疆 克拉瑪依 834027)

嚴(yán)利詠 (西部鉆探定向井技術(shù)服務(wù)公司,新疆 克拉瑪依 834027)

大北氣田儲層損害程度室內(nèi)評價(jià)

葛海霞，劉忠保 (油氣資源與勘探技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(長江大學(xué))，湖北 荊州 434023)

馬海波，王 宇 (塔里木油田分公司，新疆 庫爾勒 841000)

席 娟 (新疆石油管理局試油公司，新疆 克拉瑪依 834027)

嚴(yán)利詠 (西部鉆探定向井技術(shù)服務(wù)公司,新疆 克拉瑪依 834027)

大北氣田大多數(shù)井巖心測井顯示物性很差，滲透率一般低于0.1×10-3μm2，部分巖心滲透率低于0.01×10-3μm2。選取了大北202井區(qū)鄰井鉆井平臺的泥漿，選用大北102和大北202井2口井的油層巖樣，在實(shí)驗(yàn)室對儲層損害進(jìn)行綜合研究，得出該區(qū)巖樣沒有明顯的泥餅形成，泥漿濾失量大、對儲層損害嚴(yán)重，損害深度較深，而且離井筒越近，損害越嚴(yán)重。并研究了鉆井過程中鉆井液在不同浸泡時(shí)間、壓差、溫度下工作液侵入深度和污染深度以及水鎖對儲層的傷害結(jié)果，研究表明，泥漿濾液在巖心內(nèi)滯留的時(shí)間越長，它與儲層巖石反應(yīng)就越強(qiáng)烈，傷害也越嚴(yán)重；壓力梯度越大，更多的泥漿和濾液侵入更深的儲層，傷害也越嚴(yán)重；隨著溫度的升高，濾失量變大，傷害越嚴(yán)重；大北102井和大北202井儲層水鎖指數(shù)大于50%，即該區(qū)存在中等偏強(qiáng)水鎖，對儲層傷害較嚴(yán)重。

大北氣田；鉆井液；損害綜合評價(jià)；損害程度評價(jià)；水鎖傷害評價(jià)

地層污染是一個(gè)十分重要的問題，主要表現(xiàn)在地層的滲透率下降，繼而使地層中原油的流動(dòng)阻力增加，地層產(chǎn)能降低，油井產(chǎn)量減少，地層的采收率下降等。大量濾液侵入地層，不僅嚴(yán)重降低儲層近井壁帶原始地層滲透率，而且大大改變了原始地層流體分布狀態(tài)，即發(fā)生所謂的地層損害[1]。在實(shí)驗(yàn)室摸擬地層溫度和圍壓下，同時(shí)確定泥漿濾液侵入對巖石物性和電性的影響是儲層損害的室內(nèi)評價(jià)方法的一項(xiàng)新的研究領(lǐng)域，巖心的侵入深度和污染深度評價(jià)需要巖心試驗(yàn)來確定[2]。下面,筆者針對大北氣田低滲透致密砂巖的實(shí)際情況，對大北氣田儲層損害程度進(jìn)行了室內(nèi)評價(jià)。

1 鉆井液損害綜合評價(jià)

表1 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表

取大北氣田大北202井區(qū)鄰井鉆井平臺的泥漿(聚合物)，選用大北102和大北202井2口井的油層的巖樣(見表1)，用多段滲透率儀模擬地層損害試驗(yàn)，測定巖心損害前后各巖心段滲透率、泥餅厚度、泥漿濾液濾失量、損害深度，并根據(jù)測得的數(shù)據(jù)評價(jià)損害程度(見表2)。

從表2可看出：①泥餅質(zhì)量差，2塊巖樣泥餅厚度都小于0.01mm，沒有明顯的泥餅形成；②泥漿濾失量大，2塊樣品在2h內(nèi)的濾失量分別為5.4ml和3.9ml；③泥漿對儲層損害嚴(yán)重，2口井儲層巖樣的滲透率恢復(fù)值分別為69.23%、63.33%，平均為66.28%；④損害深度較深，接觸2h后損害深度分別為0.8cm和1.1cm，實(shí)際鉆開地層過程中，接觸時(shí)間遠(yuǎn)超過2h，因此，現(xiàn)場實(shí)際的損害會更深；⑤離井筒越近，損害越嚴(yán)重。

表2 泥漿損害流動(dòng)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表(溫度95℃，壓差3.5MPa，時(shí)間2h)

2 鉆井液損害程度評價(jià)

1)時(shí)間對損害的影響 根據(jù)濾失原理，如果液體組成及過濾介質(zhì)不變，在恒壓恒溫條件下，濾失量與時(shí)間的平方根成正比。在實(shí)際鉆井過程中，由于壓力等原因，鉆井液向儲層濾失不是嚴(yán)格的恒壓濾失，但仍然隨時(shí)間的延長而增加。另一方面，鉆井液中固相顆粒在壓差作用下，也會隨著濾液侵入儲層，在一定范圍內(nèi)，其侵入深度和數(shù)量也將隨時(shí)間增加而增大。將巖心與泥漿濾液接觸的時(shí)間不斷增加，分別接觸2、24、48、72h，測出各接觸時(shí)間后滲透率的恢復(fù)值變化(見表3)。從表3可以看出，接觸時(shí)間越長，傷害程度越嚴(yán)重，巖心與泥漿接觸2h，滲透率從0.023×10-3μm2降為0.021×10-3μm2，滲透率恢復(fù)值為90.21%，基本沒有傷害；接觸時(shí)間達(dá)到24h后，滲透率為降為0.017×10-3μm2，滲透率恢復(fù)值73.14%，傷害較嚴(yán)重。接觸時(shí)間為72h時(shí)，滲透率為0.010×10-3μm2，滲透率恢復(fù)值僅為45.62%，傷害非常嚴(yán)重。這說明隨著泥漿濾液在巖心內(nèi)滯留的時(shí)間越長，它與儲層巖石反應(yīng)就越強(qiáng)烈，傷害也越嚴(yán)重。

表3 傷害程度與時(shí)間關(guān)系評價(jià)數(shù)據(jù)表(溫度95℃，壓差3.5MPa)

2)壓差對儲層傷害的影響 井筒與地層的壓差大小直接影響鉆井液的浸入深度和傷害程度[3]，分別在2.0、3.5、5MPa壓差下室內(nèi)模擬鉆井液對塔里木2口井的油層巖心進(jìn)行傷害模擬評價(jià)試驗(yàn)，測出傷害后滲透率的恢復(fù)值變化規(guī)律(見表4)。由表4可知：①隨著壓力梯度的增加，泥漿的濾失體積逐漸增大，泥漿濾液侵入儲層也會越深，2.0、3.5、5.0MPa時(shí)的濾失體積分別為1.8、5.6、7.1ml；②壓力梯度越大，隨著更多的泥漿和濾液侵入更深的儲層，傷害也越嚴(yán)重，2.0、3.5、5.0MPa時(shí)的滲透率恢復(fù)值分別為55.55%、42.86%、28.81%。

表4 不同壓差下泥漿傷害評價(jià)數(shù)據(jù)表(溫度95℃，時(shí)間2h)

3)溫度對儲層損害的影響 隨著溫度的升高，無論是靜濾失還是動(dòng)濾失，其濾失量均變大。因?yàn)樵诟邷叵聻V液粘度降低，而且處理劑的護(hù)膠能力大大減弱，從而導(dǎo)致試驗(yàn)過程中，內(nèi)外泥餅致密性下降，濾失量增大，滲透率恢復(fù)值降低，損害程度增加(見表5)。從表5可看出，溫度越高，總濾失量越大，50、100、150℃的濾失量分別為1.1、2.5、4.3；隨著溫度升高，滲透率恢復(fù)降低，從50℃的75.00%降至150℃的45.83%。

表5 不同溫度下泥漿傷害評價(jià)數(shù)據(jù)表(壓差3.5MPa，時(shí)間2h)

3 水鎖傷害評價(jià)

在鉆井、完井、增產(chǎn)措施等施工過程中，近井地層大量吸水，造成井底附近含水飽和度增加，侵入水在孔隙、喉道內(nèi)壁形成一層水膜，縮小油氣滲流通道；同時(shí)還產(chǎn)生毛管力，親水性毛管力方向與油的滲流方向相反，阻礙油從油層向井底滲流，即增加了油流阻力Pc，引起油相滲透率下降，形成水鎖傷害[4-5]。水鎖傷害評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)為：Iwlt;30為弱水鎖；30lt;Iwlt;50為中等偏弱水鎖；50lt;Iwlt;70為中等偏強(qiáng)水鎖；Iwgt;70為強(qiáng)水鎖。用大北102井和大北202井巖心對塔里油田進(jìn)行水鎖傷害評價(jià)試驗(yàn)，從表6數(shù)據(jù)來看，2口井儲層水鎖指數(shù)大于50%，即該地區(qū)存在中等偏強(qiáng)水鎖，水鎖傷害較嚴(yán)重。

表6 水鎖傷害評價(jià)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

4 結(jié) 論

1)大北102井和大北202井巖樣鉆井液損害試驗(yàn)結(jié)果表明，巖樣沒有明顯的泥餅形成，泥漿濾失量大，對儲層損害嚴(yán)重，損害深度較深，而且離井筒越近，損害越嚴(yán)重。

2)隨著泥漿濾液在巖心內(nèi)滯留的時(shí)間越長，它與儲層巖石反應(yīng)就越強(qiáng)烈，傷害也越嚴(yán)重，壓差和溫度的增大也會加重地層損害的程度。

3)對塔里油田巖心進(jìn)行水鎖傷害評價(jià)試驗(yàn)，大北102井和大北202井儲層水鎖指數(shù)大于50%，即該地區(qū)存在中等偏強(qiáng)水鎖，水鎖傷害較嚴(yán)重。

[1]何漢平.川西地區(qū)新場氣田儲層傷害因素研究[J].石油鉆采工藝,2002,24(2):49-51.

[2]游利軍,康毅力,陳一健,等.含水飽和度和有效應(yīng)力對致密砂巖有效滲透率的影響[J].天然氣工業(yè),2004,24(12):105-107.

[3] 鄢捷年.鉆井液工藝學(xué)[M]. 東營：中國石油大學(xué)出版社，2006.

[4]賀承祖,華明琪.水鎖效應(yīng)研究[J].鉆井液與完井液,1996,13(6):13-15.

[5]Parekh B,Sharma M M. Cleanup of Water Blocks in Depleted Low-Permeability Reservoirs[J]. SPE89837, 2008.

[編輯] 洪云飛

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.02.017

TE258.1

A

1673-1409(2012)02-N054-03

2011-11-23

國家油氣重大專項(xiàng)(2011ZX05015)。

葛海霞 (1987-),女，2010年大學(xué)畢業(yè)，碩士生，現(xiàn)主要從事油氣田開發(fā)方面的研究工作。

劉忠保(1965-)，男，1986年大學(xué)畢業(yè)，碩士，副教授，現(xiàn)主要從事試驗(yàn)沉積學(xué)與水動(dòng)力學(xué)方面的教學(xué)與研究工作。