孟文波，張 崇，任冠龍，董 釗，蘇劍波，崔應(yīng)中，向興金

(1.中海石油(中國(guó))有限公司湛江分公司，廣東 湛江 524057；2.湖北漢科新技術(shù)股份有限公司，湖北 荊州 434000)

陵水17-2氣田是中國(guó)自營(yíng)深水勘探的第一個(gè)重大油氣發(fā)現(xiàn)，地質(zhì)儲(chǔ)量達(dá)千億方，目前已進(jìn)入后期開發(fā)階段[1]。陵水17-2氣田屬于深水氣田，儲(chǔ)層壓力系數(shù)為1.19～1.22，鉆完井作業(yè)過程中不可避免要采用高礦化度完井液體系，一方面是預(yù)防氣水水合物的生成[2-3]，另一方面是平衡地層壓力。為了預(yù)防和減少鉆完井作業(yè)過程中的儲(chǔ)層損害，室內(nèi)相繼開展了儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)和儲(chǔ)層損害機(jī)理分析工作。作者依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)[4]，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，室內(nèi)對(duì)陵水17-2氣田儲(chǔ)層損害因素進(jìn)行分析，優(yōu)選適合陵水17-2氣田儲(chǔ)層的完井液體系[5]，為類似砂巖氣藏儲(chǔ)層保護(hù)研究提供借鑒。

1 儲(chǔ)層損害因素分析

1.1 儲(chǔ)層基本特征

陵水17-2氣田主要儲(chǔ)層為黃流組，平均孔隙度30.7%，平均滲透率543 mD，屬于高孔高滲砂巖氣藏。儲(chǔ)層泥質(zhì)含量基本超過20%，以1井為例，黃流組Ⅰ段粘土含量為10.3%～19.2%，粘土中蒙脫石占16.8%～24.1%。黃流組地層水總礦化度為27 785 mg·L-1，氯離子含量為14 582 mg·L-1，為NaHCO3水型。儲(chǔ)層壓力系數(shù)約1.20，地層溫度約90 ℃，屬于正常溫度壓力地層。

1.2 鹽敏損害因素分析

依據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，開展了陵水17-2氣田的儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)。結(jié)果顯示：陵水17-2氣田儲(chǔ)層屬于強(qiáng)速敏、弱水敏、強(qiáng)鹽敏、中等偏弱/中等偏強(qiáng)堿敏、無(wú)/中等偏弱酸敏。由于深水作業(yè)需要使用高礦化度入井流體，因此，特別針對(duì)鹽敏損害因素進(jìn)行分析。室內(nèi)分別用標(biāo)準(zhǔn)鹽水、模擬地層水、氯化鈣鹽水和甲酸鉀鹽水作為驅(qū)替流體進(jìn)行儲(chǔ)層巖心的鹽敏測(cè)試實(shí)驗(yàn)。驅(qū)替流體的組成見表1，鹽敏損害因素分析結(jié)果見表2。

表2 鹽敏損害因素分析結(jié)果

從表1可知，標(biāo)準(zhǔn)鹽水和模擬地層水中均含有一定量的鈣、鎂離子，而模擬地層水為碳酸氫鈉水型，鈣、鎂離子遇到碳酸根離子或碳酸氫根離子會(huì)有生成沉淀的可能；氯化鈣鹽水中含有大量的鈣離子；甲酸鉀鹽水中則不含鈣、鎂離子。

從驅(qū)替流體黏度來(lái)看，標(biāo)準(zhǔn)鹽水、模擬地層水在礦化度增加時(shí)黏度會(huì)發(fā)生變化但變化幅度相對(duì)較??；甲酸鉀鹽水的黏度則隨著礦化度的增加逐漸升高。液相黏度的升高會(huì)提高液相流動(dòng)時(shí)對(duì)微粒的沖刷和攜帶能力，但是甲酸鉀鹽水作為驅(qū)替流體時(shí)臨界礦化度反而要高于標(biāo)準(zhǔn)鹽水、模擬地層水及氯化鈣鹽水作為驅(qū)替流體時(shí)的臨界礦化度(表2)，這表明驅(qū)替流體黏度不是鹽敏損害的主要影響因素。

因此，室內(nèi)使用串聯(lián)巖心進(jìn)行鹽敏測(cè)試實(shí)驗(yàn)，并與3#、5#、6#巖心進(jìn)行比較，結(jié)果見表3。

從表3可知，使用串聯(lián)巖心進(jìn)行驅(qū)替時(shí)，鹽敏損害程度從中等偏強(qiáng)變?yōu)闃O強(qiáng)，間接說明了微粒脫落運(yùn)移是鹽敏損害的主要機(jī)制。

表3 鹽敏損害對(duì)比

綜上分析認(rèn)為，鹽敏損害可能與流體離子類型有關(guān)，含鈣、鎂離子的液相相對(duì)更容易帶來(lái)滲透率損害，同時(shí)高礦化度流體條件下巖石內(nèi)部的礦物組分脫落與運(yùn)移均會(huì)導(dǎo)致巖心滲透率的變化。

2 完井液儲(chǔ)層適應(yīng)性評(píng)價(jià)

室內(nèi)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)程序，先用完井液污染巖心，再用氮?dú)夥聪蝌?qū)替模擬氣層測(cè)試投產(chǎn)，根據(jù)污染前和模擬返排后的巖心滲透率變化來(lái)分析現(xiàn)場(chǎng)使用的高礦化度鹽水完井液對(duì)儲(chǔ)層的損害程度。室內(nèi)選擇3種高礦化度鹽水完井液，即1.30 g·cm-3氯化鈣鹽水、1.30 g·cm-3甲酸鉀鹽水、1.50 g·cm-3甲酸鉀鹽水，其滲透率損害率隨返排時(shí)間的變化曲線如圖1所示。

圖1 滲透率損害率隨返排時(shí)間的變化曲線

從圖1可以看出，使用3種不同的高礦化度鹽水完井液，巖心滲透率損害率隨返排時(shí)間的延長(zhǎng)雖有所變化，但總體變化幅度不大。表明只要地層能量充足或者采取降壓助排措施，高礦化度鹽水對(duì)陵水17-2氣田投產(chǎn)效果影響不大，為了預(yù)防結(jié)垢，推薦使用不含鈣、鎂離子的甲酸鉀完井液。

3 完井液儲(chǔ)層保護(hù)性能評(píng)價(jià)

井下完井液污染返排模擬體系室內(nèi)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)操作步驟：①將巖心洗油、干燥，測(cè)定原始?xì)鉁y(cè)滲透率，抽空飽和儲(chǔ)層模擬地層水，待用；②95 ℃下先用1.30 g·cm-3深水鉆井液反向污染巖心2 h，再模擬殘留鉆井液和頂替完井液(1.30 g·cm-3甲酸鉀完井液+20%深水鉆井液)污染，反向污染2 h；③用氮?dú)饽M測(cè)試返排投產(chǎn)。實(shí)驗(yàn)完畢，處理巖心，測(cè)定污染后巖心的氣測(cè)滲透率，計(jì)算滲透率恢復(fù)值，結(jié)果見表4。

表4 巖心滲透率測(cè)試結(jié)果

從表4可知，模擬井下完井液污染返排后的巖心滲透率恢復(fù)值均在90%以上。表明甲酸鉀完井液體系具有良好的儲(chǔ)層保護(hù)效果，對(duì)儲(chǔ)層的損害有限。

4 結(jié)論

陵水17-2氣田儲(chǔ)層存在一定鹽敏損害，其損害機(jī)制主要為礦化度變化帶來(lái)的微粒脫落運(yùn)移造成的滲透率變化，以及可能存在的流體不配伍帶來(lái)的結(jié)垢因素。室內(nèi)模擬現(xiàn)場(chǎng)的高礦化度鹽水完井液污染返排實(shí)驗(yàn)表明，高礦化度流體對(duì)儲(chǔ)層的損害程度不一，但對(duì)陵水17-2氣田投產(chǎn)效果影響不大，為了預(yù)防結(jié)垢，推薦使用不含鈣、鎂離子的甲酸鉀完井液。甲酸鉀完井液體系具有良好的儲(chǔ)層保護(hù)效果。針對(duì)類似砂巖氣藏，除了常規(guī)研究評(píng)價(jià)手段，立足現(xiàn)場(chǎng)情況開展儲(chǔ)層保護(hù)研究，更具實(shí)踐意義和指導(dǎo)價(jià)值。