張海軍孔祥吉張乃彤(.大港油田石油工程研究院；.中國石油海外勘探開發(fā)公司)

國外某油田鉆井儲層保護技術(shù)研究及應(yīng)用

張海軍1孔祥吉2張乃彤1(1.大港油田石油工程研究院；2.中國石油海外勘探開發(fā)公司)

國外某油田地處撒哈拉沙漠，社會依托條件差，自然環(huán)境惡劣，鉆井作業(yè)周期長，成本高。為利于發(fā)現(xiàn)和正確評價油氣層并提高油氣井的產(chǎn)能及油氣田開發(fā)效益，本文從現(xiàn)用體系性能評價入手，結(jié)合儲層巖心X射線衍射分析、物性參數(shù)及五敏評價數(shù)據(jù)資料，開展了儲層保護鉆井液體系的優(yōu)化工作，通過不同鉆井液體系屏蔽暫堵能力、滲透率恢復性實驗、經(jīng)濟性評價及現(xiàn)場應(yīng)用，證明優(yōu)化形成的體系配合使用級配CaCO3加重劑和YRD-Ⅱ油保材料可以顯著提高儲層保護能力，應(yīng)進行推廣應(yīng)用。

沙漠油田；油氣層保護；屏蔽暫堵；粒徑級配優(yōu)化；五敏實驗

1 現(xiàn)用體系儲層保護效果評價

自2009年，該油田開始勘探以來，使用的就是KCL聚合物鉆井液體系，具體配方如下所示：

土2% +8%KCl + 0.15%NaOH + 0.3%Na2CO3+0.5% PAC-SL + 0.1%XCD + 0.5%NAPN + 0.5%KPAM + 1%YRD-Ⅱ(部分井未使用)+重晶石。

通過常規(guī)性能、抗污染能力、抑制性等綜合評價：應(yīng)對儲層保護鉆井液體系的性能做以下調(diào)整。

①鉆井液密度為1.08-1.20g/cm3，石灰石既能滿足加重需求，石灰石酸溶率大大高于重晶石；②現(xiàn)用體系pH值為10，堿敏實驗表明，當pH超過9時，會對儲層造成比較明顯傷害，可以適當降低鉆井液濾液pH值；㈢使用復配粒徑封堵劑，提高屏蔽暫堵能力；④推薦使用性價比更高的處理劑；⑤針對低滲透儲層，應(yīng)進行水鎖傷害保護。

2 儲層物性特征及潛在損害因素分析

(1)X射線衍射分析 對200塊巖心做了X射線衍射實驗，從X-衍射粘土礦物化驗統(tǒng)計結(jié)果看，D地區(qū)在4、5和M油組以高嶺石為主；在3油組伊/蒙混層，高嶺石和綠泥石均發(fā)育，高嶺石含量占優(yōu)。DD區(qū)以綠泥石為主，含高嶺石；G區(qū)塊主要含高嶺石和綠泥石，其中高嶺石含量占優(yōu)。

(2)巖石粒度分析 根據(jù)取芯井砂巖粒度概率圖分析，砂巖粒度概率曲線由跳躍和懸浮組分構(gòu)成，跳躍組分占60%左右，懸浮組分占40%左右，跳躍組分與懸浮組分二者截點在2.75-3.25φ附近，跳躍段斜率大比較陡，分選較好，以細砂巖為主。

(3)儲層巖樣的物性分析 根據(jù)取芯井巖樣分析資料，儲層為中高孔、中高-特高滲儲層。對巖心做壓汞實驗，實驗結(jié)果表明，該巖心的中值壓力和排驅(qū)壓力都較低，孔喉半徑大，孔隙的連通性好，分選較好，粗歪度，滲透性好。

(4)儲層敏感性分析 利用巖心進行實驗確定了地層五敏特性，評價為強酸敏、中等偏弱水敏的儲層。

(5)儲層損害機理研究 ①儲層為中高孔中高-特高滲透率油藏，容易受到固相顆粒傷害。②粘土礦物含量高，高嶺石為粘土礦物的主要成分，高嶺石多呈隱晶質(zhì)、分散粉末狀、疏松塊狀集合體，吸水性強，在外力作用下，層間會產(chǎn)生分散遷移(速敏)，損害儲集層滲透率。③含有一定量膨脹性的伊蒙混層，當接觸鉆井液濾液以后，如果濾液的礦化度不足以抑制伊蒙混層膨脹的話，其體積會膨脹數(shù)倍，對油藏造成嚴重的損害。

3 儲層保護技術(shù)及措施研究

3.1 儲層傷害因素預防措施

①級配油保材料提高鉆井液封堵性。使用碳酸鈣為加重劑。優(yōu)化復配不同粒徑的碳酸鈣提高對儲層的屏蔽暫度作用[1-2]，設(shè)計結(jié)果表明，最佳的碳酸鈣粒徑比例為1000目：500目：100目＝15%：35%：50%，此時各種粒徑的等效粒徑與儲層孔隙最為吻合，暫堵能力最強。②儲層敏感性的保護措施。儲層為中等偏弱水敏，需要加強鉆井液對水敏性粘土礦物的抑制能力。推薦使用經(jīng)濟高效的粘土抑制劑KCl，提高鉆井液對膨脹性粘土的包被抑制能力；儲層為中等偏弱堿敏，在保證鉆井液性能正常的情況下，降低鉆井液pH值，建議pH值為8-9。

3.2 儲層保護鉆完井液體系優(yōu)化

針對現(xiàn)用體系存在的問題，對現(xiàn)用體系進行了優(yōu)化。

優(yōu)化后的體系配方如下：土2% +8%KCl +0.15%NaOH + 0.3%Na2CO3+0.5%HV-CMC + 0.1%XC + 0.5%NAPN + 0.5%KPAM +1%YRD-Ⅱ + 0.2%ABSN(防水鎖，低孔低滲儲層使用)+ 1.5%SMP-1 + 2%褐煤 +級配CaCO3

4 儲層保護效果評價及應(yīng)用效果

通過實驗對比優(yōu)化前后鉆井液體系的封堵能力和滲透率恢復值來說明體系的儲層保護效果。

通過對比分析，現(xiàn)用體系加入儲層保護劑YRD-Ⅱ后，鉆井液體系對井壁屏蔽暫堵能力從0.44MPa提高到1.10MPa，封堵率從79.85%提高至88.94%；巖心的滲透率恢復值從74.62%提高至92.63%。YRD-Ⅱ具有較好的提高屏蔽暫堵能力效果，可減少鉆進過程中事故發(fā)生率，同時能夠較好的保護儲層。優(yōu)化后體系的儲層保護性能得到進一步提高，井壁屏暫堵率提高至89.43%，巖心的滲透率恢復率提高至94.19%。經(jīng)過成本核算，現(xiàn)用體系成本為599.84元/m3，優(yōu)化后的體系成本為494.85元/m3。

5 結(jié)論及建議

(1)儲層的主要潛在傷害因素主要為固相顆粒傷害和酸敏傷害。(2)通過級配CaCO3加重劑和加入儲層保護劑YRD-Ⅱ提高鉆井液體系的屏蔽暫堵能力，以CMC代替PAC，降低鉆井液成本。(3)通過體系封堵性、滲透率恢復實驗評價、經(jīng)濟效益評價及實際應(yīng)用效果證明，優(yōu)化后的體系儲層保護效果最好，應(yīng)繼續(xù)推廣應(yīng)用。

[1]王先兵,易炳剛,歐陽偉,等.低滲透儲層多級架橋暫堵儲層保護技術(shù)[J].天然氣工業(yè).2013.07.

[2]李志勇,鄢捷年,沙東,等.大港油田保護儲層暫堵劑優(yōu)化設(shè)計新方法[J].天然氣工業(yè).20007.10.