川中川南过渡带须家河组砂岩储层水锁水敏盐敏评价.doc

川中川南过渡带须家河组砂岩储层水锁水敏盐敏评价?6()?钻采工艺)RILLING&PROI)UCq,IONTE(HNOIOGY2005年9月Sep2005川中川南过渡带须家河组砂岩储层水锁水敏盐敏评价李学康,刘(1西南油气田分公司蜀南气矿伟,陈明忠,吴国平2四川石油局井下作业公司,钟杰3蜀南气矿合江作业区)摘要:通过对川中川南过渡带须家河组多项基础地质研究,认为须家河组有较大勘探开发潜力,但由于过去该区钻井时没有对水锁,水敏,盐敏对砂岩储层的伤害引起足够重视,导致勘探开发效果较差.2001年用区内36井岩心开展了水锁,水敏,盐敏研究,证实须家河组砂岩的水敏伤害为强到中等,水锁对储层伤害极大,KCI盐水的盐敏伤害小;并据此提出在须家河组的钻井过程中使用天然气钻井,以彻底消除液相钻井液对砂岩储层的水锁,水敏伤害,在不能使用天然气钻井的地区用KCI盐水作钻井液,此项成果已在4井成功应用.关键词:J1l中川南过渡带;须家河组;储层敏感性;评价中图分类号:TE3I2文献标识码:A文章编号:1006768X(2005)05006002一,水敏盐敏研究的必要性1.须家河组勘探效果差与水敏有关本区须家河组显示测试效果总体较差,因此急需了解勘探效果差的原因是否与水敏有关.据研究,砂岩中的蒙脱石等粘土矿物有强水敏性,遇水膨胀,导至孔缝堵塞,降低储层的渗透率.本区砂岩伊蒙混层中蒙脱石含量占l5%35%(见表1),砂岩可能存在水敏性及水敏强度有待实验验证.2.试验20%KC1溶液作钻井液的可行性表146井,36粘土矿物X一衍射分析统计表片号样品数高岭石绿泥石伊利石伊蒙混层蒙脱石/伊蒙混层层位/个/%/%/%/%/%46井须六22232/27.51316/144435/392117/19/1836井须二21173/381684/401033/221535/注:”2232/27.5”表示范围/平均值.本区须家河组埋深一般在14002200rn,压力梯度低(约1MPa/100rn),具有盐水钻进的条件.由于2()%KC1盐水比重低(1.07),机械钻速快,对砂岩中蒙脱石的膨胀及分散有一定抑制作用,中原油田在对文23气田低渗透砂岩的钻井过程中用聚合物饱和盐水钻井液钻井,用20%KC1盐水作射孔液,使单井产量成倍提高,取得了良好经济效益(表2):本次用20%KC1盐水做盐敏实验,即是为了研究20%KC1在本区作钻进液的可行性.二,气体渗透率恢复法测定水,盐敏流程及评价1.实验材料选择测定时用36井须二段岩心,由于36井须二无法取得盐水,须家河组水性大致相似(表3),因此用区内6井须四段的盐水代替36井须二段地层水.水敏实验用自来水,盐敏实验用20%的KCI溶液.2.主要流程本次采用气体渗透率恢复法测定水,盐敏系数,主要流程见图1.选择36井须二段岩心10段(高,中,低孔兼顾),每处成对取样2个,两组共20个样,取样时严格在6井须四段盐水时钻取,以免岩心受清水浸泡.将两组20个样烘干后测氮气渗透率.收稿日期:20050413作者简介:李学康(1968一),工程师,1991年毕业于西北大学地质系石油天然气专业,现在西南油气田分公司蜀南气矿从事试油技术管理工作地址:(646001)四川省泸州市兰田镇蜀南气矿勘探开发项目部,电话Emaih1xklxk126.corn:8毪V)】第5期N【】5钻采工艺I)RIIIING&PROI)U(IIONIECHNOLOGY?61?表2文23气田不同射孔液气井产能简表钻井液钻井液钻井液钻井液清水清水清水清水KCI盐水KCI盐水活性水K(,I盐水KCI盐水KCI盐水KCI盐水弄三L,x6井盐水中成对取样各10个干燥后氮气测K6井盐水浸泡15d不干燥,直接用氮气测(水锁).一组样用清水浸泡20dIl第二组样KCL溶液浸泡20d,搓角氮气测(水敏)Il不干燥,直接用氮气测(盐敏)图1水锁,水敏,盐敏测定流程图用6井须四段地层水浸泡15d后,用氮气驱替20个湿样品中的地层水测得渗透率Kl.将第一组10个样用清水浸泡20d后用氮气驱替湿样中的清水,测得渗透率K2,同时将第二组10个样用20%KC1溶液浸泡20d后,用氮气驱替湿样中的KC1溶液测得渗透率K.表3界市场一河包场地区须家河组地层水离子含量(mg/L)统计表井号层位NaKCaMBaCIHC0矿化度2井须一45l361426299419ll99335360>3井颁二6【222l0()53l208645Il598349I89I60>,7井须四464I684221207182899731459l563506井须四47200l2l0【3l00196015ll07000l63l7300020%KCl溶液200000200000400000表4水,盐敏测定结果统计表分析项目井6井地层水清水20%KCI盐水口水敏a盐敏咩号f样/m渗透率K.渗透率K:渗透率K3及评价及评价/10uIll_/10Mm!/10lzm2/10”m112l71.682171962.75压坏122156.912157.260.1750.7370.3950.46中偏弱132l49.402149.600.643493.840.89强142245.102245.490.4l6l0.91.40.87强152l32.3O2132460.36825.68.420.67中偏强162l2277212313244.24.690.89强l一72l20.732l2()90.39l4334.50.04弱182l19.452l19.8906661.4506360.56中偏强192092.152092440.3l86.552.60.60中偏强11(】2069.222069.370.488.132.340.71强212171.682171962.1539.652.3一0.32弱2156.9l2157.2602892.713.22一0.19弱2l49.402149600.7414.6l9.1一0.31弱242245lO22454903272.853.35一0.18弱1<2132.302132.460.52710.3l25一0.21弱:一62l22.772l232.073l744.7一0.41弱172120732120870.3l912.4l7.5一041弱282l19.452ll9.89095712.7l7.2一0.35弱:一92092.152092440.7217939.43一0.19弱:一102069.222069370.528844l03一0.22弱个数202010l0说明:本实验由川西南气矿化验室测定,各样品测定时围压及进气压力相同(下转第79页】聊册=三删一一一一一一=三一一一一.0.l:卜-_236H一一33333蛐一姻蛐第28卷第5期,1nl28No5钻采工艺DRIILING&PROI)UCTIONIECHNOLOGY?79?(2)管柱遇阻时,可以多次进行充分正,反循环洗井,而下管柱时限流作用不变(3)该技术可提高工效,利于环保,具有重大经济和社会效益.(4)有关数据尺寸经实际应用后,应进行更加切合实际的改进.符号说明(,一与雷诺数Re(由管道内直径计算得到),孔板(或油嘴)直径7.,管道内直径d有关的系故;卜一孔板(或油嘴)的截面积,m:;jP一压差,Pa;fJ一流体密度,kg/m;u一流量.m/s;t,一平均流棘.m/s:一流体运动粘度,rD./s;一管道内直径,m;d.一孔板(或油嘴)直径,m:参考文献1(raneCompanyIndustrialProductsGroup.FlowofFluidsThroughValves,FittingsandPipeR.ChicagoTechnicalPalterNo.410.:2刘能强.实用现代试井解释方法M,北京:石油工业出版社,2003.:3K.E.布朗.升举法采油工艺M.北京:石油工业出版牡,l987.:4袁恩熙.工程流体力学M.北京:石油工业出版社,1994.编辑:刘英)(上接第61页)3,计算第一组:水敏系数(a水敏)=(KlK2)/Kl第二组:盐敏系数(.盐敏)=(KlK3)/Kl计算结果见表4,规定a水敏-G<0.3为弱水敏,034.水敏0.5为中偏弱水敏,0.5a水敏0.7为中偏强水敏,0.7a水敏为强水敏;规定a盐敏0.3为弱盐敏,0.3a盐敏0.5为中偏弱盐敏,0.5a盐敏0.7为中偏强盐敏,0.7a盐敏为强盐敏.4.储层敏感性评价水敏评价:本区砂岩水敏系数一般0.460.89,为强中偏强水敏,说明奉区砂岩水敏伤害为强到中等(表4),因此用清水及普通水基钻井液钻进对储层有水敏伤害,据前人研究,水敏伤害足不可逆:20%KC1溶液盐敏评价:本区砂岩盐敏系数小于0,说明20%KC1溶液对砂岩无伤害.20%KCI溶液作钻井液对储层有一定保护作用,在气体钻进无法实施时,20%KC1溶液是一种理想的钻井液.水锁评价:本区砂岩存在明显水锁效应,从表4中可看出,当岩心中充满界6井地层水时的渗透率远低于干样渗透率,平均降低130倍,说明水锁效应对储层的伤害极大.据气水两相渗流理论及罗平亚等人实验研究,水锁伤害随含水饱和度的降低,含气饱和度的升高(类似于试油时气层排液的过程),渗透率增加,但由于部份水已转化为束缚水,渗透率难以恢复到地层原始饱和度时相应的数值.在试油过程中,气层刚开始排液时,井底附近的气层含水饱和度近似100%,这时水锁伤害最大,渗透率最低,这就是部份井有气而不能产出的原因,只有气体钻进才能彻底解除水锁伤害.三,钻井措施建议及应用效果(1)由于本区须家河组