钻井过程中的保护油气层技术.ppt

第一节分析了钻井过程中地层损害的原因；第二段采用钻井液技术保护地层；在第三部分，钻井技术用于保护地层；第四段采用固井技术保护地层；第一节分析了地层损害的原因；第一节分析了钻井过程中地层损害的原因；钻遇地层时，在正压差和毛管力的作用下，钻井液固相进入地层，造成孔喉堵塞；液相进入地层并作用于地层岩石和流体，破坏地层的原始平衡，从而诱发地层的潜在损害因素并导致渗透率。钻井的目的是给石油测试或生产部门提供无损害或低损害的油气井。钻井过程中对油气藏的损害不仅影响油气藏的发现和油气井的生产。钻井液中分散相颗粒堵塞油气层、固相颗粒堵塞油气层、乳状液滴堵塞油气层、钻井液滤液与油气层岩石不相容造成的损害、水敏性、盐敏性、碱敏性、湿反转、表面吸附、钻井过程中油气层损害的原因、钻井液滤液与储层流体不相容造成的损害、 无机盐沉淀形成处理剂不溶物的水锁效应，形成乳状液堵塞细菌堵塞；相渗透率变化引起的损害气层中的“液相圈闭”；负压差急剧变化引起的油气层损害；过大的负压差会引起油气层的速度敏感性；裂缝闭合引起的应力敏感性；诱发的有机垢；钻井液中固体相对地层渗透率的影响。 影响油气层损害程度的工程因素、钻井过程中影响油气层损害程度的工程因素、压差、浸泡时间、环空返速和钻井液性能与固相、滤液和泥饼的质量密切相关。 第二节保护油气层的钻井液技术。首先，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的作用，平衡地层压力冷却和润滑钻头以稳定井壁，保护油气层和获得地层信息传输动力。二是保护油气藏对钻井液的要求。1.钻井液的密度是可调的。满足不同压力油气藏近平衡压力钻井的需要。2.钻井液中的固体颗粒与油气藏中的渗流通道相匹配。3.钻井液必须与油气藏中的岩石相容。4.钻井液的滤液成分必须与油气藏中的流体相容。5.钻井液的组成和性能能够满足保护油气藏的需要。3.用于钻油气藏的钻井液类型。1.水基钻井液。水基钻井液具有成本低、配置、处理和维护简单、处理剂来源广泛、选择种类多、性能易于控制、保护油气层效果好等优点，是国内外常见的油气层钻井液体系。目前，保护油气层的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)进入相对先进的阶段。针对不同类型的油气藏，开发了一系列保护油气藏的钻井液技术。根据钻井液组成和应用范围，2)水包油钻井液，1)无固相清洁盐水钻井液，3)无膨润土暂堵聚合物钻井液，4)低膨润土聚合物钻井液，5)改性钻井液，6)正凝胶钻井液，7)甲酸盐钻井液，8)多元醇(多元醇)钻井液，9)屏蔽暂堵钻井液，1)无固相清洁盐水钻井液。表5-1显示了各种盐水溶液的最大密度，可在1.02.30g/cm3范围内调节。控制滤失量和粘度：添加p定义：组成：密度控制方法：调整油水比，加入不同量和类型的盐，最小密度达到0.89g/cm3，滤失量和流变性控制：由油相或水相加入的油气层低伤害处理剂控制。特性：大大减少固相损害；可以实现低密度。适用范围：特别适用于低压、裂缝发育、套管下到油层顶部的易漏油气藏。(3)无膨润土暂堵聚合物钻井液通过添加与油气层孔喉直径相匹配的各种暂堵剂来控制。这些暂堵剂在油气层中形成内部泥饼，防止钻井液中的固相或滤液不断侵入，由暂堵剂的水相、聚合物和固相颗粒制成。成分：密度：使用不同类型和量的可溶性盐来调节(注意不要诱发盐敏感性)，流变性质控制：通过添加低损伤聚合物和高金属离子来调节。滤失控制：暂堵剂、酸溶性暂堵剂、水溶性暂堵剂、油溶性暂堵剂、单向压力暂堵剂、微细或超细碳酸钙、碳酸铁等的类型和原理。详细的或超细的氯化钠、硼酸盐等。树脂、石蜡、沥青产品等。改性纤维素、果壳、锯末等。易碎的油溶性树脂桥接颗粒。聚苯乙烯、酚醛树脂、二聚松香酸等。塑料油溶性树脂填充颗粒。乙烯-乙酸乙烯酯树脂、乙烯-丙烯酸酯树脂、石蜡、磺化沥青和氧化沥青的缺点是成本高、应用条件苛刻、应用范围有限、套管下到油层顶部的单一压力系统的油层，(4)通过选择不同类型的聚合物和暂堵剂，可以实现低膨润土聚合物钻井液的相容性、必要的流变性和滤失性。膨润土的使用具有降滤失容易控制、流变性低、处理剂用量少、钻井液成本低等优点。钻井液的特点是：尽可能降低膨润土含量，使钻井液在不对油气藏造成较大损害的情况下，获得安全钻井所需的性能。(5)改性钻井液。如果使用长段裸眼钻油气层，技术套管无法封闭油气层上方的地层。为了减少对油气层的损害，在钻油气层之前对钻井液进行改性，使其与油气层的特性相匹配，而不诱发或较少诱发油气层的潜在损害因素。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，对油气层伤害小，广泛用作钻油气层的钻井液，改性方法：a .降低钻井液中膨润土和无用固体含量，调整固体粒度分布；(b)根据油气层的特点调整钻井液配方，尽可能提高钻井液与油气层岩石和流体的相容性；选择合适的暂堵剂类型及其用量；减少静态滤失、动态滤失和HTHP滤失，改善流变性和泥饼质量；正凝胶钻井液，是一种用混合层状混合金属氢氧化物(MME)处理的钻井液。a .正凝胶钻井液的特殊结构和流变性几乎没有亚微米颗粒，它们像“豆腐块”一样整体流动。正凝胶强烈抑制岩石核心中粘土颗粒的膨胀。整个钻井液体系中分散相颗粒的电负性减弱。正凝胶钻井液保护油气层的机理是：甲酸盐钻井液在高密度下容易实现低固相、低粘度。高盐度盐水可以防止粘土水化、膨胀和分散。盐水不含卤化物，不需要缓蚀剂，腐蚀速率极低。储层损害小，是目前发展迅速的一种钻井液体系。成分：钻井和完井液，由盐水和甲酸钾、sodiu制成保护油气藏的机理：多元醇的浊点温度与体系的盐度和多元醇的分子量有关。将浊点温度调节到低于油气藏的温度，利用多元醇在水中具有浊点的特性，达到保护油气藏的目的。屏蔽暂堵钻井液。当长裸眼井段有多套压力层时，如：a .在强地应力作用下，上段孔隙压力高或易坍塌的泥层或易塑性变形的盐膏层和盐膏泥层，下部为低压油气层；b .多套低压油气藏之间孔隙压力高、易坍塌的泥岩互层；老油区采油或注水造成的压差过大对油气藏造成的损害。为了顺利钻井，钻井液密度必须根据裸眼井段的最高孔隙压力来确定。2.油基钻井液能有效避免油层水敏性对油气层造成的低伤害。类型有：油包水钻井液、全油基钻井液。优点：缺点：成本高，易污染环境，易发生火灾，油层润湿可能反转，油相渗透率和地层水降低，形成乳状液堵塞油层。3.气体钻井液，对于低压裂缝性油气田、低压强水敏油气田或易发生严重井漏和衰竭油气田，其油气层压力系数往往低于0.8。为了减少压差的损害，必须降低钻井液的密度。气体钻井液以气体为主要成分，实现低密度。类型、空气、雾、泡沫液、充气钻井液，通过技术套管的下漏层、强敏感性和低压油气层，少量地层水进入井内，粘度高，低流速携岩能力强。4.合成基钻井液由人工合成或改性的有机物作为连续相、盐水作为分散相、乳化剂、降滤失剂、流动型改进剂、加重剂等组成。合成基液包括醋、醚、聚-烯烃、羟醛醇、直链-烯烃、内烯烃、直链石蜡、直链烷基苯等。它们具有油基钻井液的许多优点：润滑性好、摩擦小、携岩能力强、井眼清洁、抑制性强、钻屑不易分散、井眼规则、不易卡钻、井眼稳定性好、对油气层伤害小、无荧光物质。主要用于水平井和大位移井。然而，成本很高，定义是：特征：4。保护油气层钻井液的屏蔽暂堵技术， 钻井过程中对油气层损害的两个不利因素：屏蔽暂堵技术是利用钻开油气层时钻井液柱压力与油气层压力之间形成的压差，在很短的时间内将各种类型和大小的固体颗粒人工加入到钻井液中，迫使其进入油气层的喉道，从而在井壁附近形成渗透率接近于零的屏蔽暂堵带。 压差钻井液中的固相颗粒、暂堵效果和暂堵深度。注：Kw1为暂堵前用地层水测得的渗透率；Kw2是临时封堵后用地层水测量的渗透率；K-cut是由地层水测量的岩心渗透率。压差对屏蔽暂堵效果的影响，注：1。岩心原始水渗透率Kw1=1177.910-3m2，孔隙度34.80%，平均孔喉直径14.90 m 2。暂堵系统粒径分布：0.08.0m，其中架桥粒子直径为8.0m，可变软粒子直径为1.5 2.0 m(含量1.4%)，各级粒子总含量为4.1%，温度为室温。(1)确定油气藏孔喉分布曲线和孔喉平均直径；(2)选择桥连颗粒的粒径(如超细碳酸钙和单向压力对于裂缝表面，稳定暂堵所需的颗粒直径应达到裂缝平均宽度的0.8倍以上，并含有一定量的不规则颗粒(薄片、棒、纤维、椭球体、纺锤体等)。)可以进一步提高暂堵效果(如缩短暂堵时间、提高暂堵强度、提高反排效果等。)。(2)致密储层是另一种不同于常规砂岩储层的特殊储层。这种类型储层的特殊性在于基岩渗透率非常低。滤液的侵入对这类油藏的产能有重大影响。同时，滤液的侵入是依靠毛细力的自发过程，即滤液在与亲水储层岩石接触时自动侵入储层，形成液体屏障，防止储层流体进入井筒，造成储层损害。一方面，滤失量受钻井液内外泥饼的控制；另一方面，滤液的粘度增加，钻井液滤液的表面张力降低，钻井液滤液的侵入量减少。减少这种储层损害的主要方法是：(3)砂岩和石灰岩气藏。一旦液相在井壁附近形成液体屏障(即水锁效应，也称为“液相圈闭”)，以防止储层流体进入井筒，储层损害将难以消除。保护这类储层的重点是降低水锁效应和钻井液滤液的侵入，即采用屏蔽暂堵技术和表面活性剂降低气液固界面的表面张力。(4)疏松砂岩稠油油藏。疏松砂岩稠油油藏的特殊性在于储层岩石胶结差，应力敏感性明显。实施屏蔽暂堵技术时，不仅要调整钻井液分散相的粒径分布，使其与储层的孔喉分布相匹配，而且所用的压差应尽量避免因未固结储层砂岩的变化而引起的应力敏感性。由于疏松砂岩的孔喉尺寸较大，根据2/3架桥原理设计的钻井液的固体颗粒尺寸难以控制打开储层时大量钻井液的侵入(现场显示进入储层时会有少量漏失)。即使架桥时间也是1030s，在高渗透地层中侵入液体的总量也会增加，因此架桥颗粒的选择应大于2/3。第三节介绍了多套压力层系统的油气层保护钻井技术和油气层保护钻井技术。油气层为低压层，上部大部分高压泥层易坍塌，上部为低压漏层或低破裂压力层。下部为高压油气层，多层群的高坍塌压力页岩与低压易漏油气层相间。钻井液屏蔽暂堵，先封堵提高上层承压能力，再钻油气层。提高钻井液抑制性、与油气藏的相容性、降低坍塌压力、采用屏蔽暂堵、调整钻井工艺保护油气藏、调整钻井工艺保护油气藏。低压层选用低密度钻井液，建立和调整井区地层孔隙压力和破裂压力曲线，必要时加入单一封堵剂和暂堵剂。高压层是由注水引起的。钻井前，停止注入和卸压，或停止注入和生产，或原高压油气层和低压层共存。设计合理的井身结构，或钻完低压层后，进行预防性封堵(临时封堵)，以提高地层承压能力、欠平衡钻井技术和人工诱导流动钻井。空气雾化泡沫充气钻井液井下注气钻井液、钻井液、类型、辅助设备、注气系统和地面分离eq第四节保护油气层固井技术，水泥浆对油气层的伤害因素，一、固井与保护油气层的关系，固井作业对油气层的伤害，固井质量对油气层伤害的影响，油、气、水储层的相互干扰和交叉流动，井下储层中受损工作液的交叉流动，受损油气漏至非生产储层， 油气漏失易造成套管损坏和腐蚀，油相互错流，水泥浆固体颗粒堵塞，5 30um占15%，进入深度约2cm，水泥浆滤液损坏，滤失量大，酸碱度高，Ca2，Mg2，Fe2，CO32-，SO42-，碱敏感性，无机垢，水锁，乳化，润湿反转，水泥浆中无机盐结晶析出，2，保护油气层固井技术，提高固井质量，改善水泥浆性能