何 松，馬 巖，馮桓榰，邢希金，周定照，谷 林

（中海油研究總院，北京100028）

按石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，低滲油氣藏是指：油藏儲(chǔ)集層為砂巖，空氣滲透率介于（10～50）×10-3μm2儲(chǔ)層；氣藏為絕對(duì)滲透率介于（1～20）×10-3μm2，孔隙度介于10%～15%的儲(chǔ)層。中國(guó)低滲油氣田分布比較廣泛，資源量大，近幾年探明低滲儲(chǔ)量比例從30%增大到70%。截至2007年，探明低滲透石油地質(zhì)儲(chǔ)量為99.4×104t，占全國(guó)的36%；探明低滲天然氣地質(zhì)儲(chǔ)量為4.95×1012m3，占全國(guó)的 67%[1]。

據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，我國(guó)海上已發(fā)現(xiàn)低滲油藏的規(guī)模約為1.5×108m3，并且隨著深層油氣的勘探，其規(guī)模將會(huì)越來越大。我國(guó)海上已發(fā)現(xiàn)的低滲儲(chǔ)量約72%分布在渤海海域；約26%分布在南海西部地區(qū)。目前受技術(shù)及成本限制，海上很多低滲儲(chǔ)量難以動(dòng)用，如果能夠有效動(dòng)用這些儲(chǔ)量，可以增加（1500～3000）×104m3產(chǎn)量[2]。本文通過分析低滲油氣田儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征入手，通過室內(nèi)試驗(yàn)，研究出適用于海上保護(hù)低滲油氣藏的鉆井液體系。

表1 低滲儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)

1 低滲儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征

按成因可分為原生低滲儲(chǔ)層和次生低滲儲(chǔ)層。其中原生低滲儲(chǔ)層主要受沉積作用控制，以原生粒間孔隙為主，這種儲(chǔ)層目前發(fā)現(xiàn)還比較少；而次低滲儲(chǔ)層主要受成巖作用控制，以溶蝕孔隙為主，國(guó)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的絕大部分低滲層均屬此類[3]。海上低滲儲(chǔ)層的特點(diǎn)為儲(chǔ)集空間多以次生溶蝕孔隙為主，另具少量原生孔隙。喉道類型主要以管束狀為主，少量片狀、彎片狀。喉道連通性差，片狀自生粘土礦物在溶蝕孔隙中橋接分割孔喉，孔喉結(jié)構(gòu)主要為中孔微喉、大孔微喉[4]。

從表1數(shù)據(jù)可以看出看出，該油田各井儲(chǔ)層孔隙度為10.71%～21.41%，滲透率范圍為（0.22～71.76）×10-3μm2，孔滲范圍為低孔低滲，鉆完井液進(jìn)入喉道后將對(duì)喉道孔滲影響嚴(yán)重。排驅(qū)壓力為0.13～0.59MPa，主流喉道半徑0.4～41.7μm2，若儲(chǔ)層孔隙被流體或固相進(jìn)入，難以清除。

從圖1可以看出，壓汞曲線中間平緩段較長(zhǎng)，說明巖石喉道分布較為集中，分選性較好，但是平緩段位置比較靠上，說明巖石喉道半徑較小，排驅(qū)壓力較大，孔喉半徑較小。

2 實(shí)驗(yàn)研究保護(hù)低滲透儲(chǔ)層的鉆井液體系

目前，使用非成熟鉆井液技術(shù)在海洋鉆井過程中風(fēng)險(xiǎn)較大，根據(jù)海洋石油多年鉆井經(jīng)驗(yàn)，在原有體系上進(jìn)行優(yōu)化仍然是主導(dǎo)思路，因而本次研究選擇海洋鉆井常用的PEM體系作為對(duì)象，通過優(yōu)化配方來達(dá)到保護(hù)低滲透儲(chǔ)層的目的。在考慮目前油價(jià)的條件下，即控制成本，又保護(hù)儲(chǔ)層，符合海上油田大規(guī)模開發(fā)低滲油氣藏的要求。

以A1-7低滲透油田為例，在PEM體系基礎(chǔ)上使用成膜技術(shù)與屏蔽暫堵技術(shù)相結(jié)合，從而達(dá)到儲(chǔ)層保護(hù)效果。推薦鉆開液的配方為：

3%坂土/海水+0.2%堿A+0.15%堿B+0.5%抑制劑+0.4%包被劑+2.5%SPNH+2%SMP-1+1%DYFT-2+2%GJC+0.15%XC+1.5%CMJ+2%GBL+5%KCl+儲(chǔ)層保護(hù)劑ZD-1+重晶石。

根據(jù)A1-7油田儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)特征，推薦保護(hù)低滲儲(chǔ)層的鉆井液體系暫堵顆粒為：

低滲、特低滲儲(chǔ)層保護(hù)劑ZD-1：1.5%400目超細(xì)碳酸鈣+1.5%納米碳酸鈣+1%2200目超細(xì)碳酸鈣+0.1%～0.5%纖維LF+3%EP-2(軟化點(diǎn)為80～120℃的可變形粒子)。

2.1 性能

從表2中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)看出，優(yōu)化的非儲(chǔ)層段PEM鉆井液及鉆開液都具有優(yōu)良流變性、失水造壁性、潤(rùn)滑性和抑制性，能滿足該鉆井工程的需要。

2.2 儲(chǔ)層保護(hù)效果

從表3可以看出，PEM鉆井液及鉆開液具有良好的儲(chǔ)層保護(hù)效果，滲透率恢復(fù)值達(dá)到80%以上。

表2 鉆井液體系主要性能

從表4可以看出，PEM鉆井液及鉆開液能有效地降低濾液進(jìn)入儲(chǔ)層喉道，達(dá)到儲(chǔ)層保護(hù)的效果，液體濾失量很小。

2.3 與油基對(duì)比實(shí)驗(yàn)

表3 單一PEM鉆井液動(dòng)態(tài)損害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表4 鉆井液循環(huán)過程中不同時(shí)間點(diǎn)的累計(jì)濾失量和巖芯滲透率變化統(tǒng)計(jì)

A1-4區(qū)塊油基鉆開液體系：油（5#白油）∶水=8∶2+4%主乳化劑+3%輔乳化劑+2%MONYL+0.5%～0.8%HSV+2%潤(rùn)濕劑MOWET+2.5%有機(jī)土+5%降濾失劑MOTEX+2%堿度調(diào)節(jié)劑+1.5%400目超細(xì)碳酸鈣+1.5%1250目納米碳酸鈣+1%2200目超細(xì)碳酸鈣+0.1%～0.5%纖維LF+重晶石(密度1.15～1.42g/cm3)。

從表5可以看出，油基鉆井液滲透率具有很好的儲(chǔ)層保護(hù)效果，滲透率恢復(fù)值在85%以上，PEM鉆井液的滲透率恢復(fù)值在80%以上，基本能達(dá)到油基鉆井液的效果。

3 結(jié)論與認(rèn)識(shí)

表5 單一油基鉆井液動(dòng)態(tài)損害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果

（1）海上低滲儲(chǔ)層的儲(chǔ)集空間多以次生溶蝕孔隙為主，同時(shí)具少量原生孔隙。喉道類型主要以管束狀為主，少量片狀、彎片狀。喉道連通性差，孔喉結(jié)構(gòu)主要為中孔微喉、大孔微喉，在鉆完井作業(yè)過程中存在易固相侵入、易發(fā)生敏感性、易水鎖損害、易乳狀液堵塞、易結(jié)垢等特點(diǎn)。

（2）針對(duì)低滲儲(chǔ)層，通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究，優(yōu)選出適用于海上低滲油氣田的PEM鉆井液及鉆開液。它是在常規(guī)體系上改進(jìn)的，主處理機(jī)簡(jiǎn)單，易于采購(gòu)，便于現(xiàn)場(chǎng)人員的操作及對(duì)性能的調(diào)控，同時(shí)具有優(yōu)良流變性、失水造壁性、潤(rùn)滑性和抑制性，濾失量小，能達(dá)到儲(chǔ)層保護(hù)效果。