第五章钻井过程中的保护油气层技术详解.docx

 PAGE \* MERGEFORMAT 11 第五章 钻井过程中的保护油气层技术 第一节 钻井过程中造成油气层损害原因分析 一、钻井过程中油气层损害原因 钻井的目的是交给试油或采油部门一口无损害或低损害的油气井。钻井中对油气层的损害不仅影响油气层的发现和油气井的产量。 钻开油气层时，在正压差、毛管力作用下，钻井液固相进入油气层造成孔喉堵塞，液相进入油气层与油气层岩石和流体作用，破坏油气层原有的平衡，从而诱发油气层潜在损害因素，造成渗透率下降。 钻井液中固相对地层渗透率的影响 二、钻井过程中影响油气层损害程度的工程因素 影响油气层损害程度的工程因素：压差、浸泡时间、环空返速、钻井液性能（与固相、滤液和泥饼质量密切相关） 第二节 保护油气层的钻井液技术 一、钻井液在钻井中的主要作用 钻井液的作用：冲洗井底和携带岩屑；破岩作用；平衡地层压力；冷却与润滑钻头；稳定井壁；保护油气层；获取地层信息；传递功率 二、保护油气层对钻井液的要求 1.钻井液密度可调，满足不同压力油气层近平衡压力钻井的需要 2.钻井液中固相颗粒与油气层渗流通道匹配 3.钻井液必须与油气层岩石相配伍 4.钻井液滤液组分必须与油气层中流体相配伍 5.钻井液的组分与性能都能满足保护油气层的需要 三、钻开油气层的钻井液类型 目前保护油气层钻井液技术已从初级阶段(仅控制钻井液密度、滤失量和浸泡时间)进入到比较高级的阶段。针对不同类型油气藏形成了系列的保护油气层钻井液技术。 1.水基钻井液 由于水基钻井液具有成本低、配置处理维护较简单、处理剂来源广、可供选择的类型多、性能容易控制等优点，并具有较好的保护油气层效果，是国内外钻开油气层常用的钻井液体系。 按钻井液组分与使用范围分： 1)无固相清洁盐水钻井液 2)水包油钻井液 3)无膨润土暂堵型聚合物钻井液 4)低膨润土聚合物钻井液 5)改性钻井液 表5-1 各类盐水溶液所能达到的最大密度 盐水液浓度/重量百分比密度g/cm3 (21℃)KCl 261.07NaCl 261.17KBr391.20HCOONa451.34HCOOK761.60HKOOCS832.37CaCl2 381.37NaBr451.39NaCl/ NaBr—1.49CaCl2/CaBr2 601.50CaBr2 621.81ZnBr2/ CaBr2 —1.82CaCl2/CaBr2/ZnBr2 772.306)正电胶钻井液 7)甲酸盐钻井液 8)聚合醇 (多聚醇)钻井液 9)屏蔽暂堵钻井液 ① 无固相清洁盐水钻井液 密度可在1.0~2.30g/cm3范围内调整。 滤失量和粘度控制：加入对油气层无（低）伤害的聚合物来控制 腐蚀控制：加入缓蚀剂 特点：大大降低固相和水敏损害 缺点：成本高、工艺复杂、对处理剂和固控设备要求高、腐蚀较严重、易发生漏失，很少用做钻井液； 使用范围：套管下至油层顶部的单一压力体系的裂缝性油层或强水敏油层；广泛作为射孔液、压井液、修井液； ②水包油钻井液 定义：水包油钻井液是将一定量油分散于水或不同矿化度盐水中，形成以水为分散介质、油为分散相的无固相水包油钻井液。 组成：油、水；水相增粘剂；主、辅乳化剂。 密度控制方法：调节油水比；加入不同数量和种类的盐；最低密度可达0.89g/cm3 滤失量和流变性控制：由油相或水相中加入的油气层低伤害处理剂来控制。 特点：大大降低固相损害；可以实现低密度。 使用范围：特别适用于套管下至油层顶部的低压、裂缝发育、易发生漏失的油气层。 ③无膨润土暂堵型聚合物钻井液 组成：由水相、聚合物和暂堵剂固相粒子配制而成。 密度： 采用不同种类和加量的可溶性盐来调节 (需注意不要诱发盐敏) 流变性能控制：通过加入低损害聚合物和高价金属离子来调控。 滤失量控制：通过加入各种与油气层孔喉直径相匹配的暂堵剂来控制，这些暂堵剂在油气层中形成内泥饼，阻止钻井液中固相或滤液继续侵入 缺点：成本高、使用条件苛刻、使用不多 使用范围：套管下至油层顶部、单一压力体系的油层 ④低膨润土聚合物钻井液 使用膨润土的优点：流变性易控制；滤失量低；处理剂用量少；钻井液成本低　 钻井液的特点：尽可能降低膨润土含量，使钻井液既能获得安全钻进所必须的性能，又不会对油气层产生较大的损害。 配伍性及所必须的流变性能与滤失性能可通过选用不同种类的聚合物和暂堵剂来达到。⑤改性钻井液 若采用长段裸眼钻开油气层，技术套管没能封隔油气层以上地层，为了减少对油气层的损害，在钻开油气层之前，对钻井液进行改性，使其与油气层特性相匹配，不诱发或少诱发油气层潜在损害因素。 优点：成本低；应用工艺简单；对井身结构和钻井工艺无特殊要求；对油