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水平井油气层保护技术研究及应用
水平井保护油层钻井完井液技术研究与应用
编写人:黄达全
钻井泥浆技术服务公司
2004.12.
目录
一、钻井完井液体系评价…………………………………………………1
二、油层保护方案研究……………………………………………………6
三、现场应用………………………………………………………………14
四、应用效果………………………………………………………………19
五、认识与建议……………………………………………………………24
水平井开发的目的是为了提高油井单井产量,提高油藏采收率,降低开发成本,因此,水平井油层保护工作比普通开发井更为重要。油层保护是一项系统工程,它贯穿于油藏开发的全过程,钻井完井液是接触储层的第一种外来流体,钻井完井液所含有的固相和液相都会对储层产生损害,因此,水平井钻井完井液的油层保护是搞好水平井油层保护的重要环节。为了配合油田公司二00四年水平井开发搞好该项工作,钻井泥浆公司承担了“水平井钻井完井液油层保护”技术的研究与应用工作。在油田公司的大力支持下,开展了钻井完井液体系的优选,结合大港油田的地层特点,开展了一系列室内评价实验,在大港油田水平井首次使用了KCL有机正电胶钻井液体系和无固相钻井完井液。针对不同完井方式,采用了不同油气层保护技术保护储层。根据每口水平井的储层物性、储层孔喉半径分布优选暂堵剂粒径配比方案。在现场应用中,严格按室内配方加入油层保护材料,通过现场井浆油层保护效果评价和完井后试油结果表明,该技术对油层保护效果好,达到了水平井开发的预期目的。
一、钻井完井液体系评价
按照大港油田公司水平井项目组的要求和部署,遵循“适用、成熟、具有推广价值”的原则,我们对水平井钻井液体系进行了针对性评价。
1、有机正电胶钻井液体系
我油田于一九九四年使用正电胶钻井液成功地完成了官H2水平井的施工,正电胶钻井液是对油层损害最轻的钻井液体系之一,这是由正电胶钻井液的特殊的结构与流变学性质决定的。正电胶钻井液通过正负胶粒极化水分子形成复合体,在毛细管中呈整体流动,像一块“豆腐块”,很容易反排出来。它不同于其它钻井液体系,其它钻井液体系基本上是通过负电性稳定钻井液,钻井液在流动中,不同粒径的颗粒可进入不同大小的毛细管,直至卡死为止。这样反排起来就很困难,造成渗透率不好恢复。正电胶钻井液体系不仅具有保护油气层的特性,同时还具有井壁稳定的作用,两者相辅相成,主要体现在:近井壁处形成静止层;正电胶与水分子的亲和力强,抑制了粘土的水化分散膨胀,从而使粘土成为惰性;改变钻井液的流变性能,满足井眼稳定、携岩的要求。尽管常规正电胶钻井液体系有很多优点,但与有机正电胶钻井液体系相比仍存在不足,主要表现在:无机正电胶电性不够高,且水溶油不溶;无机正电胶钻井液滤失量较大;可配伍的降滤失剂不多。且抗温能力差;无机正电胶钻井液对降粘剂特别敏感,粘度、切力一旦被破坏,再恢复其性能就特别困难。而有机正电胶具有更强的正电性,能被水润湿,且有油溶性,并易于与其他处理剂配伍,具有更强的页岩抑制性、稳定井壁和油层保护能力,因此,适合于水平井的勘探与开发。
1)有机正电胶体系抗温稳定性评价
通过大量处理剂匹配实验,确定钻井液体系基本配方为:1.03 g/cm3浆+2%有机正电胶+2%GKHm+0.2%PMHA-Ⅱ+1%NH4-HPAN+2%SAS+2%FDTY-80+3%细目碳酸钙+0.5%KCl,并对该体系的抗温稳定性进行评价,评价结果见表1。评价结果表明体系抗温性能良好,有利于现场应用。
抗温稳定性评价 表1
р
g/cm3 FV
s FL
ml/mm PH GEL
Pa AV
mPa.s PV
mPa.s YP
Pa 备注 1.03 g/cm3浆+2%有机正电胶+2%GKHm+0.2%PMHA-Ⅱ+1% NH4-HPAN +2%SAS +2%FDTY-80+3%细目碳酸钙+0.5%KCl 1.05 34 6.4/0.5 9 1.5/3.5 28 18 10 1.05 35 6.0/0.5 9 3/6 32 22 10 120℃×16h滚动 1.03 g/cm3浆+2%有机正电胶+2%GKHm+0.2%PMHA-Ⅱ+1% NH4-HPAN +2%SAS +2%FDTY-80+3%细目碳酸钙+0.5%KCl +石灰石粉 1.20 38 6.2/0.5 9.5 2/4 34 22 12 1.20 41 6.0/0.5 9.5 3.5/6.5 38 27 11 120℃×16h滚动 2)抑制性评价
采用港205井1681m做岩屑回收率实验,达到88.4%,该岩屑的清水回收率为26.1%,这表明:有机正电胶钻井液具有较强的抑制性。
3)抗污染评价
按优选出的钻井液配方配制实验用基浆,然后加入100目岩心粉,测量
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