馬路 閆榮堃 羅佳潔

(1.長江大學(xué)石油工程學(xué)院 湖北武漢 430100)

(2.中國石油集團(tuán)渤海鉆探工程有限公司新青玉事業(yè)部 天津大港 300280)

(3.中國石油集團(tuán)冀東油田陸上作業(yè)區(qū)二區(qū) 河北唐山 063200)

(4.中國石油集團(tuán)冀東油田井下作業(yè)公司工藝研究所 河北唐山 063200)

一、低滲透油藏水平井鉆井的儲層傷害原因

低滲透油藏水平井鉆井的過程中，鉆井液、完井液對儲層長時(shí)間的浸泡，將會對近井壁地帶的儲層帶來堵塞等傷害，從而影響近井壁地帶的儲層滲流能力。研究分析認(rèn)為，低滲透油藏水平井鉆井過程中儲層傷害的主要機(jī)理較多，但是其中這些原因又是相互影響的，同時(shí)這些原因也存在主次性的問題。

1.固相顆粒侵入

當(dāng)井眼中液柱壓力大于油氣層孔隙壓力時(shí)，固相顆粒就會隨流體一起進(jìn)入油氣層，在井眼周圍或井間的某些部位沉積下來，從而縮小油氣層流道尺寸，甚至完全堵死油氣層。水平井由于鉆遇井段較長而需要較多的鉆井時(shí)間，從而鉆、完井液對儲層的浸泡時(shí)間更長，因此固相顆粒侵入更多。在鉆井過程中，一般要求鉆井液濾餅形成速度快，能穩(wěn)定井壁、防漏防卡，并減輕濾液及固相的入侵及損害，但致密的濾餅會對儲集層及完井工具造成堵塞，這就要求在鉆井期間完井液要能快速形成濾餅，而完井后內(nèi)外濾餅要易除、易溶、易剝落。

2.液相侵入

低滲透儲層往往粘土含量較高，鉆井液侵入儲層后粘土水化膨脹所引起的水敏損害非常嚴(yán)重。在壓差相同的情況下，低滲儲層比中、高滲地層的鉆井液瞬時(shí)濾失量較低，但在鉆井液循環(huán)的動態(tài)條件下難以形成有效濾餅以阻止鉆井液液相侵入。如果鉆井液濾液與儲層配伍性差，儲層粘土水化膨脹就會更加嚴(yán)重，導(dǎo)致儲層傷害。

3.水鎖損害

當(dāng)油、水兩相在巖石孔隙中滲流時(shí)，水滴在流經(jīng)孔喉處遇阻，產(chǎn)生毛管效應(yīng)，低滲特低滲儲層由于孔喉較小，這種情形更為嚴(yán)重，導(dǎo)致嚴(yán)重的水鎖損害。毛管自吸作用和水相滯留效應(yīng)引起水相圈閉。低滲特低滲水濕性儲層初始含水飽和度低，水的自吸和水鎖效應(yīng)非常明顯。喉道半徑越小，毛細(xì)管壓力越大，自吸和滯留作用越明顯，油，水的界面張力越大，侵入流體的粘度越大，水相圈閉的損害就越嚴(yán)重。

4.地層與外來流體不配伍

當(dāng)外來流體的化學(xué)組分與地層流體的化學(xué)組分不相匹配時(shí)，將會在油氣層中引起沉積、乳化、或促進(jìn)細(xì)菌繁殖等，最終影響儲層滲透性。其中無機(jī)沉淀主要為 CaCO3、CaSO4、BaSO4、SrCO3、SrSO4等無機(jī)垢；有機(jī)沉淀主要指膠質(zhì)、瀝青質(zhì)及蠟質(zhì)等在鉆遇儲層中沉積，不僅可能堵塞儲層的滲流孔道，而且還可能使儲層潤濕性發(fā)生反轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致儲層滲透率下降。

二、低滲透油藏水平井鉆井的儲層保護(hù)技術(shù)

1.鉆進(jìn)技術(shù)

(1)欠平衡鉆井技術(shù)

欠平衡鉆井是指鉆井過程中控制鉆井液液柱壓力低于地層壓力，允許地層流體流入井眼、循環(huán)并在地面得到有效控制的一種鉆井方式。欠平衡鉆井具有減少循環(huán)漏失和壓差卡鉆等優(yōu)點(diǎn)，減少和防止水平井鉆井中鉆井液對地層的損害。早期的欠平衡鉆井所采用的循環(huán)介質(zhì)為空氣，后來相繼發(fā)展了用氮?dú)狻⑻烊粴?、霧、泡沫或空氣的輕質(zhì)低密度鉆井液的欠平衡鉆井技術(shù)，主要用于鉆低壓低滲地層。

(2)氣體鉆井技術(shù)

氣體鉆井已形成以低密度沖洗介質(zhì)為主要特征的一項(xiàng)綜合性鉆井新技術(shù)。氣體鉆井技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：鉆速高，最高達(dá)到十幾倍；鉆頭使用壽命長；鉆井成本低；能夠在嚴(yán)重漏失地層鉆進(jìn)；適用于嚴(yán)重缺水地區(qū)；巖心不受任何污染；最大限度地減少對地層的損害；在正常鉆井條件下配合沖擊鉆頭，能夠有效地防止井斜。

2.鉆井液完井液技術(shù)

(1)聚合物鉆井完井液技術(shù)

以聚合醇為代表的聚合物鉆完井液熱穩(wěn)定性和抑制性強(qiáng)，無毒且易生物降解，對環(huán)保非常有利；由于聚合醇的濁點(diǎn)效應(yīng)所析出的膠體微粒具有暫堵作用，因而對保護(hù)低滲儲層有利；同時(shí)，聚合物鉆完井液可以防止低滲儲層的水鎖傷害，特別適用于低滲透強(qiáng)水敏儲層。目前，該體系已在冀東油區(qū)進(jìn)行了大面積推廣應(yīng)用。

(2)強(qiáng)抑制可降解完井液技術(shù)

強(qiáng)抑制可降解完井-以MEG和甲酸鹽為主的無固相完井液體系能夠抑制地層水化膨脹,防止水敏損害的發(fā)生；具有良好的防塌能力,保證了井壁的穩(wěn)定；具有很好的懸浮穩(wěn)定性能，能夠防止鉆屑沉降；潤滑性好,減少摩擦系數(shù),從而減小鉆柱的摩阻，防止卡鉆事故的發(fā)生；符合環(huán)保要求，易生物降解；能夠有效地防止地層損害,有效保護(hù)儲層，在低滲透油藏水平井鉆井領(lǐng)域得到越來越廣泛的應(yīng)用。

三、認(rèn)識和建議

1.加強(qiáng)低滲透油藏儲層保護(hù)研究

低滲透油氣藏一般具有泥質(zhì)膠結(jié)物含量高、含水飽和度高、毛細(xì)管壓力高、水敏性高以及孔喉細(xì)小、滲透性差、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、非均質(zhì)嚴(yán)重、常伴有天然裂縫等特點(diǎn)，儲層傷害可能發(fā)生在鉆井、固井、完井等各個(gè)環(huán)節(jié)，而且受到損害后的恢復(fù)比中高滲儲層更加困難。鉆井過程是打開儲層的第一個(gè)程序，因此要重視鉆井過程的低滲透儲層保護(hù)。

2.加強(qiáng)多項(xiàng)新技術(shù)的配合應(yīng)用

在低滲油氣藏的開發(fā)中雖然壓裂是最有效的開發(fā)手段，但是在一些不適合壓裂或壓裂效果不明顯的儲層可以采取欠平衡、水平井或分支井、保護(hù)儲層的鉆井液和與之配套的完井液、裸眼完井相結(jié)合的方式來進(jìn)行開發(fā)，以達(dá)到有效提高采收率和產(chǎn)量。

3.加強(qiáng)儲層保護(hù)技術(shù)管理

每一類型的儲層都有不同的特性，即使同一類型的儲層在不同地區(qū)也存在明顯差異，這就需要根據(jù)特定的損害機(jī)理采取有針對性的保護(hù)技術(shù),大部分儲層保護(hù)技術(shù)都是通過工作液來實(shí)現(xiàn)的，不同地層、不同區(qū)塊、不同井型等都需要采用不同的油層保護(hù)劑。