第5章 儲層保護與完井液_第1頁
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第5章 儲層保護與完井液_第4頁
第5章 儲層保護與完井液_第5頁
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教學內容:儲層保護與傷害評價方法、鉆開油氣層的鉆井液、固井過程儲層損害、完井液與射孔液、完井過程儲層損害。

基本要求:理解儲層保護與傷害評價方法,掌握鉆開油氣層的鉆井液傷害機理與保護方法,掌握固井過程儲層損害機理及保護方法,了解完井液和射孔液組成及分類,掌握完井過程儲層損害機理及保護方法。重點:儲層損害機理及保護方法。

難點:儲層損害機理。

第5章儲層保護與完井液1第一節儲層保護與評價第二節

鉆井過程中儲層保護第三節完井過程中儲層保護第四節完井液簡介第5章儲層保護與完井液21、基本概念

儲層損害:任何阻礙流體從井眼周圍流入井底的現象均稱為對油氣層的損害。其主要表現形式為油氣層滲透率(包括絕對滲透率和相對滲透率)的降低。

儲層保護技術:認識和診斷儲層損害原因及損害過程的各種手段,以及防止和解除儲層損害的各種技術措施。儲層保護的核心是有針對性地控制各種外因,使儲層的內因不發生改變或改變小,從而達到保護儲層的目的。一、儲層保護與評價3一、儲層保護與評價2、儲層損害原因凡是受外界條件影響而導致儲層滲透性降低的儲層內在因素,均屬儲層潛在損害因素(內因)。它包括儲層孔隙結構、敏感性礦物、巖石表面性質和地層流體性質等。在施工作業時,任何能夠引起儲層微觀結構或流體原始狀態發生改變,并使油氣井產能降低的外部作業條件,均為儲層損害的外因。它包括入井流體性質、壓差、溫度和作業時間等可控因素。油氣層損害實質:內因+外因油氣滲透率降低4一、儲層保護與評價3、儲層保護重要性儲層保護是一項涉及多學科、多專業、多部門并貫穿整個油氣生產過程中的系統工程,是石油勘探開發過程中的重要技術措施之一。保護儲層工作的好壞直接關系到能否及時發現油氣層和對儲量的正確評價,有利于油氣井的穩產和增產,有利于油氣井產量和油氣田開發效益的提高。在油氣田開發生產的每一項作業中,尤其是鉆井完井過程中,必須認真做好儲層保護工作。5一、儲層保護與評價4、儲層保護評價儲

法室內評價現場評價巖心分析油氣層敏感性評價工作液對儲層的傷害評價完井液的儲層保護評價試井評價測井評價產量遞減分析單井評價多井評價6一、儲層保護與評價4.1、工作液對儲層的傷害評價鉆井液、完井液、水泥漿、射孔液、壓井液、洗井液、修井液、壓裂液和酸液等外來流體統稱為工作液。通過對比污染前后滲透率變化,反映工作液對儲層的傷害程度。包括靜態傷害評價、動態傷害評價和多點滲透率測量。7一、儲層保護與評價4.2、完井液的儲層保護評價完井液體系中各種處理劑的配伍性評價。有機垢沉淀,濁度值;單劑體系的防膨脹性評價。抑制水化膨脹、防止微粒剝落運移;防膨率90-95%;完井液體系之間的配伍性評價。單劑、體系與儲層水的配伍性:是否混濁或沉淀單劑、體系與原油的配伍性:是否乳化或破乳、粘度高低完井液與前期作業液的配伍性;靜態評價法:混濁或沉淀、濁度值巖心流動實驗評價法:巖心滲透率回復值8一、儲層保護與評價4.3、儲層傷害的礦場評價技術常用不穩定試井法,即通過測定壓降曲線或壓力恢復曲線時所獲得的不穩定試井數據,對油氣層的傷害程度做出分析和評價。根據評價標準,分為:表皮系數(S)法:表皮系數越大,表示阻力越大,傷害程度越大。S=0,無傷害,完善井;S<0,超完善井;S>0,不同程度傷害。條件比(CR)與產能比(PR)法:越接近于1,說明傷害程度越小。流動效率(Ef)法:S值越大,Ef越小,傷害越大。污染系數(DF)法:DF=1-PR,DF=0表示無傷害,DF>0表示有傷害。井底污染半徑法9

鉆井過程中防止儲層損害是保護儲層系統工程的第一個工程環節。其目的是交給試油或采油部門一口無損害或低損害、固井質量優良的油氣井。儲層損害具有累加性,鉆井中對儲層的損害不僅影響儲層的發現和油氣井的初期產量,還會對今后各項作業損害儲層的程度以及作業效果帶來影響。因此搞好鉆井過程中的保護儲層工作,對提高勘探、開發經濟效益至關重要,必須把好這一關。二、鉆井過程中儲層保護10

油氣層損害實質

內因+外因有效滲透率下降內因:油氣層潛在損害因素

油氣藏類型油氣層敏感性礦物油氣層儲滲空間特性油氣層巖石表面性質油氣層流體性質二、鉆井過程中儲層保護11外因:引起油氣層損害的條件

工作液的性質生產或作業壓差溫度生產或作業時間環空返速有效滲透率下降:

滲流空間縮小絕對滲透率降低流動阻力增加相對滲透率降低二、鉆井過程中儲層保護121.鉆井過程中儲層損害原因鉆開儲層時,在正壓差和毛管力的作用下,鉆井液的固相進入儲層造成孔喉堵塞,液相進入儲層與儲層巖石和流體作用,破壞儲層原有的平衡,從而誘發儲層潛在損害因素,造成滲透率下降。鉆井過程中儲層損害原因有以下幾個方面:(1)鉆井液中固相顆粒堵塞儲層。固體顆粒粒徑與孔喉直徑的匹配關系;固體顆粒濃度;施工作業參數;(2)地層中微粒運移堵塞儲層。

速敏;二、鉆井過程中儲層保護13(3)鉆井液濾液與儲層巖石不配伍引起的損害1)水敏:濾液進入水敏儲層,引起粘土礦物水化、膨脹、分散,而導致儲層滲透率降低。2)鹽敏:濾液礦化度低于鹽敏的臨界礦化度,引起粘土礦物水化、膨脹、分散和運移。濾液礦化度高于鹽敏的高限臨界礦化度,亦有可能引起粘土礦物去水化收縮破裂,造成微粒堵塞。3)堿敏:高PH值濾液進入堿敏儲層,引起堿敏礦物分散、運移堵塞及溶蝕結垢。4)潤濕反轉:當濾液含有表面活性劑時,這些表面活性劑就有可能被親水巖石表面吸附,引起儲層孔喉表面潤濕反轉,造成儲層油相滲透率降低。5)表面吸附:濾液中所含的部分處理劑被儲層孔隙或裂縫表面吸附,縮小孔喉或孔隙尺寸。6)酸敏。二、鉆井過程中儲層保護14(4)鉆井液濾液與儲層流體不配伍引起的損害1)無機鹽沉淀:濾液中所含無機離子與地層水中無機離子作用形成不溶于水的鹽類,或者當地層水的礦化度和鈣、鎂離子濃度超過濾液中處理劑的抗鹽和抗鈣鎂能力時,處理劑就會鹽析而產生沉淀。2)有機垢堵塞:石蠟、瀝青質、膠質、樹脂等。3)形成乳化堵塞:特別是使用油基鉆井液、油包水鉆井液、水包油鉆井液時,含有多種乳化劑的濾液與地層中原油或水發生乳化,可造成孔道堵塞。4)細菌堵塞:濾液中所含的細菌進入儲層,如儲層環境適合其繁殖生長,就有可能造成喉道堵塞。二、鉆井過程中儲層保護15(5)油氣層巖石毛細管阻力造成的傷害1)水鎖效應:當油水兩相在巖石孔隙中滲流時,水滴在流經孔喉處遇阻,從而導致油相滲透率降低的現象。對于低滲或特低滲油氣藏,是主要傷害機理。2)賈敏效應:毛細管中非潤濕相流體對潤濕相液體運動產生的附加阻力的現象。(6)油氣水分布變化引起的損害鉆井液濾液進入儲層,改變了井壁附近地帶的油氣水分布,導致油相滲透率下降,增加油流阻力。二、鉆井過程中儲層保護162.鉆井過程中影響儲層損害程度的工程因素鉆井過程損害儲層的嚴重程度不僅與鉆井液類型和組分有關,而且隨鉆井液固相和液相與巖石、地層流體的作用時間和侵入深度的增加而加劇。影響作用時間和侵入深度主要是工程因素,這些因素可歸納為以下四個方面:(1)壓差壓差是造成儲層損害的主要因素之一。正壓差。通常鉆井液的濾失量隨壓差的增大而增加,因而鉆井液進入儲層的深度和損害儲層的嚴重程度均隨正壓差的增加而增大。正壓差過大時,鉆井液就有可能漏失至儲層深部,加劇對儲層的損害。負壓差。中途測試或負壓差鉆井時,如選用的負壓差過大,可誘發儲層速敏,引起儲層出砂及微粒運移。此外,還會誘發地層中原油組分形成有機垢和產生應力敏感損害。二、鉆井過程中儲層保護172.鉆井過程中影響儲層損害程度的工程因素(2)浸泡時間當儲層被鉆開時,鉆井液固相或濾液在壓差作用下進入儲層,其進入數量和深度及對儲層損害的程度均隨鉆井液浸泡儲層時間的增長而增加,浸泡時間對儲層損害程度的影響不可忽視。(3)環空返速環空返速越大,鉆井液對井壁泥餅的沖蝕越嚴重,因此,鉆井液的動濾失量隨環空返速的增高而增加,鉆井液固相和濾液對儲層侵入深度及損害程度亦隨之增加。此外,鉆井液當量密度隨環空返速增高而增加,因而鉆井液對儲層的壓差亦隨之增高,損害加劇。二、鉆井過程中儲層保護182.鉆井過程中影響儲層損害程度的工程因素(4)鉆井液性能鉆井液性能好壞與儲層損害程度高低緊密相關。因為鉆井液固相和液相進入儲層的深度及損害程度均隨鉆井液靜濾失量、動濾失量、HTHP濾失量的增大和泥餅質量變差而增加。鉆井過程中起下鉆、開泵所產生的激動壓力隨鉆井液的塑性粘度和動切力增大而增加。此外,井壁坍塌壓力隨鉆井液抑制能力的減弱而增加,維持井壁穩定所需鉆井液密度隨之增高,若坍塌層與儲層同在一個裸眼井段,且坍塌壓力又高于儲層壓力,則鉆井液液柱壓力與儲層壓力之差隨之增高,就有可能使損害加重。二、鉆井過程中儲層保護193、保護儲層的鉆井液技術3.1、保護儲層對鉆井液的要求鉆開儲層鉆井液不僅要滿足安全、快速、優質、高效的鉆井工程施工需要,而且要滿足保護儲層的技術要求:(1)鉆井液密度可調,滿足不同壓力儲層近平衡壓力鉆井的需要。儲層壓力系數0.4-2.87;開發不同類型的打開儲層的鉆井液體系;二、鉆井過程中儲層保護20(2)降低鉆井液中固相顆粒對儲層的損害。保持一定的有用固相(膨潤土、加重劑、暫堵劑);有用固相的大小、級配、數量;盡量降低無用固相含量(鉆屑);(3)鉆井液必須與儲層巖石相配伍。水敏性儲層:加強鉆井液的抑制性;鹽敏性儲層:控制鉆井液的礦化度;堿敏性儲層:控制PH=7-8;非酸敏性儲層:使用酸溶處理劑或暫堵劑;速敏性儲層:防止漏失;二、鉆井過程中儲層保護21(4)鉆井液濾液組分必須與儲層中流體相配伍。濾液所含的無機離子不與地層流體形成沉淀物;濾液所含的處理劑不與地層流體形成沉淀物;不發生乳化堵塞;表面張力低,避免發生水鎖作用;濾液中所含的細菌在儲層所處的環境中不繁殖;(5)鉆井液的組分與性能都能滿足保護儲層的需要。流變性;失水造壁性;控制多套壓力層系裸眼儲層井段;二、鉆井過程中儲層保護223.2、鉆開儲層的鉆井液類型為了達到上述對保護儲層的鉆井液要求,減少對儲層的損害。通過多年努力,我國已形成四大類十一種用于鉆開儲層的鉆井液:(1)水基鉆井液(2)油基鉆井液(3)氣體類鉆井液(4)合稱基鉆井液二、鉆井過程中儲層保護23二、鉆井過程中儲層保護(1)水基鉆井液由于水基鉆井液具有成本低、配置處理維護較簡單、處理劑來源廣、可供選擇的類型多、性能容易控制等優點,并具有較好的保護油氣層效果,是國內外鉆開油氣層常用的鉆井液體系。按鉆井液組分與使用范圍分2)水包油鉆井液1)無固相清潔鹽水鉆井液3)無膨潤土暫堵型聚合物鉆井液4)低膨潤土聚合物鉆井液5)改性鉆井液6)正電膠鉆井液7)甲酸鹽鉆井液8)聚合醇(多聚醇)鉆井液9)屏蔽暫堵鉆井液24①無固相清潔鹽水鉆井液表

各類鹽水溶液所能達到的最大密度鹽水液濃度/重量百分比密度g/cm3(21℃)KCl261.07NaCl261.17KBr391.20HCOONa451.34HCOOK761.60HKOOCS832.37CaCl2381.37NaBr451.39NaCl/NaBr—1.49CaCl2/CaBr2601.50CaBr2621.81ZnBr2/CaBr2—1.82CaCl2/CaBr2/ZnBr2772.30密度可在1.0~2.30g/cm3范圍內調整。二、鉆井過程中儲層保護25濾失量和粘度控制:加入對油氣層無(低)傷害的聚合物來控制腐蝕控制:加入緩蝕劑特點:大大降低固相和水敏損害缺點:成本高、工藝復雜、對處理劑和固控設備要求高、腐蝕較嚴重、易發生漏失,很少用做鉆井液;使用范圍:套管下至油層頂部的單一壓力體系的裂縫性油層或強水敏油層;廣泛作為射孔液、壓井液、修井液;二、鉆井過程中儲層保護26②水包油鉆井液水包油鉆井液是將一定量油分散于水或不同礦化度鹽水中,形成以水為分散介質、油為分散相的無固相水包油鉆井液。油、水水相增粘劑主、輔乳化劑。定義:組成:密度控制方法:調節油水比加入不同數量和種類的鹽最低密度可達0.89g/cm3

二、鉆井過程中儲層保護27濾失量和流變性控制:由油相或水相中加入的油氣層低傷害處理劑來控制。特點:大大降低固相損害;可以實現低密度。使用范圍:特別適用于套管下至油層頂部的低壓、裂縫發育、易發生漏失的油氣層。二、鉆井過程中儲層保護28③無膨潤土暫堵型聚合物鉆井液通過加入各種與油氣層孔喉直徑相匹配的暫堵劑來控制,這些暫堵劑在油氣層中形成內泥餅,阻止鉆井液中固相或濾液繼續侵入由水相、聚合物和暫堵劑固相粒子配制而成。組成:密度:采用不同種類和加量的可溶性鹽來調節(需注意不要誘發鹽敏)流變性能控制:通過加入低損害聚合物和高價金屬離子來調控。濾失量控制:二、鉆井過程中儲層保護29暫堵劑種類和作用原理酸溶性暫堵劑

水溶性暫堵劑

油溶性暫堵劑單向壓力暫堵劑細目或超細目碳酸鈣、碳酸鐵等細目或超細目氯化鈉、硼酸鹽等樹脂、石蠟、瀝青類產品等改性纖維素、果殼、木屑等脆性油溶性樹脂-架橋粒子。聚苯乙烯、酚醛樹脂、二聚松香酸等。塑性油溶性樹脂-填充粒子。乙烯-醋酸乙烯樹脂、乙烯-丙烯酸脂、石蠟、磺化瀝青、氧化瀝青二、鉆井過程中儲層保護30缺點成本高使用條件苛刻使用不多使用范圍套管下至油層頂部單一壓力體系的油層二、鉆井過程中儲層保護31④低膨潤土聚合物鉆井液配伍性及所必須的流變性能與濾失性能可通過選用不同種類的聚合物和暫堵劑來達到。使用膨潤土的優點流變性易控制濾失量低處理劑用量少鉆井液成本低鉆井液的特點:盡可能降低膨潤土含量,使鉆井液既能獲得安全鉆進所必須的性能,又不會對油氣層產生較大的損害。二、鉆井過程中儲層保護32⑤改性鉆井液若采用長段裸眼鉆開油氣層,技術套管沒能封隔油氣層以上地層,為了減少對油氣層的損害,在鉆開油氣層之前,對鉆井液進行改性,使其與油氣層特性相匹配,不誘發或少誘發油氣層潛在損害因素。優點成本低應用工藝簡單對井身結構和鉆井工藝無特殊要求對油氣層損害程度小被廣泛作為鉆開油氣層的鉆井液二、鉆井過程中儲層保護33改性方法:

a.降低鉆井液中膨潤土和無用固相含量,調節固相顆粒級配;

b.按照所鉆油氣層特性調整鉆井液配方,盡可能提高鉆井液與油氣層巖石和流體的配伍性;c.選用合適類型的暫堵劑及加量d.降低靜濾失量、動濾失量和HTHP濾失量,改善流變性與泥餅質量二、鉆井過程中儲層保護34⑥正電膠鉆井液

這是一類用混合層狀金屬氫氧化物(MixedMetalHydroxide,簡稱MME)處理的鉆井液。a.正電膠鉆井液特殊的結構與流變學性質-亞微粒子很少,向“豆腐塊”一樣整體流動b.正電膠對巖心中粘土顆粒膨脹的強烈抑制作用c.整個鉆井液體系中分散相粒子的負電性減弱正電膠鉆井液保護油氣層的機理為:

二、鉆井過程中儲層保護35⑦甲酸鹽鉆井液高密度下易實現低固相、低粘度;高礦化度鹽水能預防粘土水化膨脹、分散運移;鹽水不含鹵化物,不需緩蝕劑,腐蝕速率極低;儲層傷害小,是目前發展較快的一種鉆井液體系。組成:以甲酸鉀、甲酸鈉、甲酸鹽為主要材料+鹽水配制的鉆井完井液。密度調節:通過加入的鹽酸鹽來調節。基液的最高密度可達2.3g/cm3。可根據油氣層的壓力和鉆井完井液的設計要求予以調節。特點:二、鉆井過程中儲層保護36⑧聚合醇(多聚醇)鉆井液在濁點溫度以下,聚合醇與水完全互容,呈溶解態;高于濁點溫度時,聚合醇以游離態分散在水中,這種分散相就可作為油溶性可變形粒子起封堵作用。用聚合醇為主要材料配置的鉆井液。保護油氣層的機理:聚合醇的濁點溫度與體系的礦化度、聚合醇分子量有關,將濁點溫度調節到低于油氣層的溫度,借助聚合醇在水中有濁點的特點實現保護油氣層的目的。二、鉆井過程中儲層保護37⑨屏蔽暫堵鉆井液當長裸眼井段中存在多套壓力層系時,如:a.上部井段存在高孔隙壓力或處于強地應力作用下的易坍塌泥巖層或易發生塑性變形的鹽膏層和含鹽膏泥巖層,下部為低壓油氣層;b.多套低壓油氣層之間有高孔隙壓力的易坍塌泥巖互層;c.老油區因采油或注水而形成的過高壓差引起的油氣層損害。為了順利鉆井,鉆井液密度必須按裸眼井段中的最高孔隙壓力來確定。二、鉆井過程中儲層保護38鉆進過程中對油氣層損害的兩個不利因素:屏蔽暫堵技術的構思是利用油氣層被鉆開時,鉆井液液柱壓力與油氣層壓力之間形成的壓差,在極短時間內,迫使鉆井液中人為加入的各種類型和尺寸的固相粒子進入油氣層孔喉,在井壁附近形成滲透率接近于零的屏蔽暫堵帶。壓差鉆井液中固相顆粒二、鉆井過程中儲層保護39(2)油基鉆井液能有效地避免油層的水敏作用對油氣層損害程度低種類:油包水型鉆井液、全油基鉆井液。優點:缺點:成本高對環境易產生污染容易發生火災可能使油層潤濕反轉,降低油相滲透率與地層水可能形成乳狀液堵塞油層二、鉆井過程中儲層保護40(3)氣體類鉆井液1)空氣空氣流體是由空氣或天然氣、防腐劑、干燥劑等組成的循環流體。由于空氣密度最低,常用來鉆已下過技術套管的下部漏失地層,強敏感性儲層和低壓儲層。此種流體密度低、無固相和液相,從而減少對儲層的損害。使用空氣鉆井,機械鉆速高,可以有效預防井漏對儲層的損害。但該類流體的使用,受到井壁不穩定,地層出水、井深等問題的限制。2)霧

霧是由空氣、發泡劑、防腐劑和少量水混合組成的流體,是空氣鉆井中的一種過渡性工藝。即當鉆遇地層流體進入井中(其流量小于23.85m3/h)而不能再繼續采用空氣作為循環流體鉆進時,可向井內注入少量發泡液,使返出巖屑、空氣和液體呈霧狀,其壓力低,對儲層損害程度低。二、鉆井過程中儲層保護413)泡沫流體泡沫流體是由空氣(或氮氣或天然氣等)、淡水或咸水、發泡劑和穩泡劑等組成的密集細小氣泡,氣泡外表為強度較大的液膜包圍而成的一種氣—水型分散體系。在較低速度梯度下,泡沫有較高的表觀粘度,具有較好攜屑能力。使用泡沫流體鉆井,機械鉆速高,儲層浸泡時間短,泡沫流體無固相,密度低(常壓下為0.032~0.065g/cm3),對儲層損害程度低。適用于低壓易發生漏失且井壁穩定的儲層。4)充氣鉆井液充氣鉆井液以氣體為分散相、液相為連續相,并加入穩定劑使之成為氣液混合均勻而穩定的體系。充氣鉆井液密度低,最低可達0.6g/cm3,攜砂能力好,可用來鉆進低壓易漏失儲層,實現近平衡壓力鉆井,減少壓差對儲層的損害。二、鉆井過程中儲層保護42(4)合成基鉆井液以人工合成或改性的有機物為連續相,鹽水為分散相,再加入乳化劑、降濾失劑、流型改進劑、加重劑等組成。合成基液有醋類、醚類、聚a-烯烴、醛酸醇、線性a-烯烴、內烯烴、線性石蠟、線性烷基苯等

具有油基鉆井液的許多優點:潤滑性好、摩阻力小、攜屑能力強、井眼清潔、抑制性強、鉆屑不易分散、井眼規則、不易卡鉆、有利于井壁穩定、對油氣層損害程度低、不含熒光物質。主要用在水平井和大位移井中。但成本高。定義:特點:二、鉆井過程中儲層保護433.3、保護儲層的鉆井工藝技術鉆井過程中,針對鉆井工藝技術措施中影響儲層損害因素,可以采取降低壓差,實現近平衡壓力鉆井,減少鉆井液浸泡時間,優選環空返速,防止井噴井漏等措施來減少對儲層的損害。二、鉆井過程中儲層保護44降低壓差,實現近平衡壓力鉆井減少鉆井液浸泡時間優選環空返速搞好中途測試可采取的工程措施建立四個壓力剖面-科學依據確定合理井身結構-基本保證控制油氣層壓差-最低安全值優選鉆井參數、鉆頭及噴嘴-提高鉆速防止井下復雜情況或事故發生提高測井一次成功率,縮短完井時間降低輔助工作和其它非生產時間負壓差不宜過大,防止微粒運移或泥巖夾層坍塌井噴會誘發速敏、有機垢或無機垢、應力敏感損害。井漏后用暫堵劑堵漏。防止井噴井漏復雜事故二、鉆井過程中儲層保護45多套壓力層系的保護油氣層鉆井技術油氣層為低壓,上部存在大段易坍塌高壓泥巖層

上部為低壓漏失層或低破裂壓力層;下部為高壓油氣層多層組高坍塌壓力泥頁巖與低壓易漏失油氣層相間屏蔽暫堵鉆井液先堵漏,提高上層承壓能力,再鉆油氣層。提高鉆井液抑制性、與油氣層配伍性,降低坍塌壓力,采用屏蔽暫堵二、鉆井過程中儲層保護46完井作業是油氣田開發總體工程的重要組成部分。和鉆井作業一樣,在完井作業過程中也會造成對儲層的損害。如果完井作業處理不當,就有可能嚴重降低油氣井的產能,使鉆井過程中的保護儲層措施功虧一簣。因此,有必要了解完井過程對儲層損害的特點,了解各種保護儲層的完井技術。三、完井過程中儲層保護47水泥漿造成的油氣層損害因素1、固井與儲層保護1.1、固井質量和保護儲層之間的關系固井作業對油氣層的損害固井質量對油氣層損害的影響油氣水層相互干擾和竄流,產生損害工作液在井下各層竄流,產生損害油氣上竄至非產層,引起油氣損失易發生套管損壞和腐蝕,油氣水互竄水泥漿固相顆粒堵塞5~30um占15%,進入深度約2cm水泥漿濾液引起的損害濾失量大、pH高、Ca2+、Mg2+、Fe2+、CO32-、SO42-,堿敏、無機垢、水鎖、乳化、潤濕反轉水泥漿中無機鹽結晶沉淀三、完井過程中儲層保護481.2、保護儲層的固井技術(1)提高固井質量是固井作業中保護儲層主要措施。1)改善水泥漿性能2)合理壓差固井3)提高頂替效率4)防止水泥漿失重引起環空竄流

(2)降低水泥漿失水量。(3)采用屏蔽暫堵鉆井液技術。三、完井過程中儲層保護491.3.保護儲層的固井技術(4)還要注意一下問題:嚴格控制下套管速度,減小壓力激動引起的壓差損害合理設計水泥漿流變性;

發展用于水泥漿中的各種添加劑;

合理設計套管柱及其下入程序。三、完井過程中儲層保護502、射孔完井與儲層保護

射孔完井工藝對油氣井產能的高低有很大影響。如果射孔工藝和射孔參數選擇恰當,可以使射孔對儲層的損害程度減到最小,而且還可以在一定程度上緩解鉆井對儲層的損害,從而使油井產能恢復甚至達到天然生產能力。如果射孔工藝和射孔參數選擇不當,射孔本身就會對儲層造成極大的損害,甚至超過鉆井損害,從而使油井產能很低。有些井的產能只是天然生產能力的20%~30%,甚至完全喪失產能。三、完井過程中儲層保護512.1、射孔對油氣層的損害(1)射孔過程對油氣層的損害

—射孔碎片(射孔彈碎片、套管碎片、水泥環及巖石碎屑)和壓實帶(損害滲透率90%)(2)射孔參數不合理或打開程度不完善

—增加附加壓力降(3)射孔壓差不當對油氣層的損害

—正壓差加劇射孔液進入儲層和射孔碎片堵塞炮眼

—負壓差過大引起出砂和壓力敏感性損害。(4)射孔液對油氣層的損害

—固相損害和液相損害三、完井過程中儲層保護522.2、射孔完井要注意的問題射孔完井的產能效果取決于射孔工藝和射孔參數的優化配合。射孔工藝包括射孔方法、射孔壓差和射孔液。要注意:(1)盡可能采用負壓射孔;(2)射孔深度要足夠;(3)盡可能縮短浸泡時間;(4)射孔液與儲層配伍;(5)射孔參數優化設計。三、完井過程中儲層保護532.3、射孔保護儲層技術(1)正壓差射孔的油氣層保護

—優選無固相射孔液和正壓差小于2MPa

(2)負壓差射孔的油氣層保護

—使用合理的負壓差

—采用與儲層相配伍的無固相射孔液(3)優選射孔參數:孔深、孔徑、浸泡時間等

三、完井過程中儲層保護54(4)優選射孔液體系射孔液是射孔作業過程中使用的井筒工作液,有時它也用作為射孔作業結束后的生產測試、下泵等壓井液。對射孔液的基本要求是:保證與油氣層巖石和流體相配伍,防止射孔作業過程中和射孔后的后繼作業過程中,對油氣層造成損害。同時應滿足射孔及后繼作業的要求,即應具有一定的密度,具備壓井的條件。并應具有適當的流變性以滿足循環清洗炮眼的需要。

—無固相清潔鹽水射孔液:配置方便,應用廣泛;

—陽離子聚合物粘土穩定劑射孔液

—無固相聚合無鹽水射孔液用于高濾失地層;

—暫堵性聚合物射孔液

—油基射孔液:避免水敏;

—酸基射孔液:溶解堵塞物;

三、完井過程中儲層保護553.1、出砂對儲層產生的損害(1)砂粒沉積,掩蓋射孔層段,阻礙油氣流入井筒,導致停產;(2)出砂導致孔隙壓力降低,上覆地層下沉,套管變形毀壞;(3)增加井下工具與地面設備磨損,增加生產成本;三、完井過程中儲層保護563.2、防砂完井保護油氣層技術(1)割縫襯管防砂技術

1)原理:通過割縫允許一定數量和大小的能被原油攜帶至地面的“細砂”通過,其余粗砂在縫眼外形成砂拱。

2)技術要點:縫眼形狀、逢口寬度及縫眼數量(2)礫石充填防砂技術

1)原理:充填在井底的礫石層起著濾砂器的作用,它只允許油層流體通過,而不允許油層砂粒通過。

2)防砂關鍵:選擇與油層巖石顆粒組成相匹配的礫石尺寸;3)選擇原則:阻擋油層出砂,填充層具有高滲透性;4)技術關鍵:礫石尺寸、礫石質量及攜砂液的性質;三、完井過程中儲層保護57(2)礫石充填防砂技術

5)對攜砂液的要求;a.粘度適當(約500~700mPa·S),有較強的攜砂能力。

b.有較強的懸浮能力,使礫石在其中的沉降速度小。

c.可通過某些添加劑或受井底溫度的影響而自動降粘稀釋。

d.無固相顆粒,對油層損害小。

e.與油層巖石相配伍,不誘發水敏、鹽敏、堿敏;

f.與油層中流體相配伍,不發生結垢,乳化堵塞;

g.來源廣泛,配制方便,可回收重復使用。常用攜砂液:①清鹽水或過濾海水②低粘度攜砂液③中粘度攜砂液④高粘度攜砂液三、完井過程中儲層保護58(3)壓裂礫石充填防砂

1)原理:水力壓裂造縫,充填礫石;2)現有壓裂礫石充填防砂技術壓裂礫石充填類型處理目的充填材料前置液攜砂液產生裂縫長度(m)處理層段厚度(m)清水壓裂充填

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