第9章 国内外保护油气层技术发展新动向解析.ppt

第九章 保护油气层技术发展新动向 1、水平井油气层损害机理及特点 a、在清除滤饼后，所有钻井液、完井液都遗留一层极细的剩余固相层，这是损害储集层的主要因素————研磨性损害。 b、固相层一般厚50~200μm，覆盖在井壁表面。 c、钻井模拟器试验证明，污斑进入岩心深约1~4cm，使井壁表面厚约3mm地层的渗透率受到严重影响。 d、固相层的影响程度取决于储集层原始渗透率和所含流体组成、相态特征。 (a)压降法消除钻井引起的储集层损害 能否用压降法来消除钻井引起的储集层损害，取决于其原始渗透率。用压降法消除损害是可能的，当渗透率处于下列范围时，采用压降法是可行的： —含天然气岩心的原始渗透率不小于1×10-3μm2 —含油岩心的原始渗透率不小于500×10-3μm2 (b)微粒运移、固相颗粒堵塞是主要损害方式。 (c)井下工具堵塞亦不容忽视，钻具—泥饼—岩面作用。 (d)液锁或水锁损害，对裂缝性致密气层尤为显著。 (e)损害带分布形态：理想均质地层，非均质储层。 2、水平井完井液技术 (1)水平井完井液研究方向 ——通过对水平井油气层损害机理及完井液进行深入研究后，认为在水平井水平段使用无损害或损害较轻的完井液，并使滤饼溶蚀极为重要。 (2)完井液设计思路 ——完井液必须与储集层流体及各种入井液体配伍。 ——耐井温、剪切、各种盐类污染的影响，具有一定的胶体稳定性。 ——完井液滤饼形成速度快，能稳定井壁、防漏防卡，并减轻滤液及固相侵入损害。 ——完井后内外滤饼要易除、易溶、易剥落。 式中，s — 表皮系数 K— 油层原始渗透率，10-3?m2； Ks—损害带渗透率， 10-3?m2； rs — 损害带半径，m； r?— 井眼半径，m 直井表皮系数与表皮压降的函数关系： 式中，h——油气层厚度，m； ?P——表皮压降，即损害带造成的的井底压力损失，MPa； q——原油产量，m3/d； ?o——原油粘度，mPa?s； Bo——原油的体积系数，即地下体积与储罐体积之比。 水平井表皮系数与表皮压降的函数关系 如果水平井钻遇的是属各向异性的油层，则上式中的K是代表油层的有效渗透率，其定义为： 式中，Kh ——油层的水平渗透率， 10-3?m2 ； Kv——油层的垂直渗透率， 10-3?m2 。 (2)水平井产能计算方法 β = (Kh / Kv)1/2 (3)水平井流动效率计算式 b、流动效率（油气井产能）vs 表皮系数（油气层损害） c、各种因素对水平井Eh的影响 水平井与直井的产能损失比： 储层裂缝 水平裂缝 斜交裂缝 垂直裂缝 天然岩心表面 井下裂缝宽度预测技术 (1)钻井完井液对储层裂缝的损害机理 裂缝渗透率： 可变形微粒（有机大分子、高度水化的粘土矿物、纤维素） 不可变形微粒（砂粒、碳酸钙、重晶石） 钻井液中固相微粒在裂缝表面的沉降（固相颗粒在裂缝被地层捕获的过程） b、钻井完井液液相侵入储层裂缝 (2)钻井完井液对缝孔界面的损害机理 a、固相对缝孔界面的损害（形成泥饼） b、液相对缝一孔界面的损害（液锁） (3)钻井完井液对基质渗透率的损害机理 a、滤液造成储层敏感性损害 主要表现为盐敏、酸敏和碱敏，水敏程度很弱 b、毛细管阻力造成的低孔低渗气层伤害 附加毛细管压力。水锁效应 c、滤液中处理剂对微裂缝或基质的伤害 沉淀、吸附 d、作业压力对微裂缝伤害 钻完井正压差——侵入加剧 投产压差——应力敏感 各敏感性的主要影响因素 1、 致密气层保护技术研究历程 1967—1971年——试验核爆炸改造气层 1974—1980年——大型水力压裂 1983—1988年——多井试验(MWX) 1989—1990年——斜井试验 1994—1998年——钻井-完井-增产系统(DCS) GRI 80年代末——进阶矿场试验( Staged Field Experiment)，4个阶段 1996—2000年——钻加密井，重复压裂 b、我国致密气层保护研究 陕甘宁盆地 天然气欠平衡钻井和大型水力压裂很有特色。 四川盆地 钻井完井气层保护与水力压裂相结合。 开发致密气田方面形成技术优势。 川西致密气层保护研究： 1986-1990：初步实验研究，支撑条件尚不成熟 1991-1995：室内和理论研究方面取得重要成果 1996-1998：形成了从潜在损害因素分析、室内评价、矿场评价、直至工作液和钻井固井完井的配套保护技术系列，数口井矿场试验取得成功 1999-2000：形成了非规粒子裂缝屏蔽暂堵工作液技术、应力敏感致密气层