文88块油层保护技术研究与现场应用

2010-11-15方立志孙亚力中原油田分公司采油四厂河南濮阳457003

石油天然气学报 2010年5期

方立志，孙亚力，柴勇，杨磊（中原油田分公司采油四厂，河南濮阳457003）

文88块油层保护技术研究与现场应用

方立志，孙亚力，柴勇，杨磊（中原油田分公司采油四厂，河南濮阳457003）

分析研究了文88块沙三中亚段5－6砂组储层的主要特性和钻完井过程中可能诱发的潜在储层损害因素，优选出适合文88块储层特点的钾盐聚磺钻井液和成膜封堵、防水锁油保技术配方与措施。经室内验证，储层的渗透率恢复值达到92%以上。在文88－55等几口井在钻进到开发储层前添加了该油层保护剂，现场应用取到了很好的油层保护效果。

油层保护；成膜封堵剂；钻井液添加剂；防止地层损害

中原油田文88块位于东濮凹陷中央隆起带文留构造东翼，开发目的层为下第三系沙河街组沙三中亚段5－6砂组。油藏埋藏深，原始地层压力高，地温梯度高，地层水总矿化度高，粘土矿物含量高，孔喉尺寸小，渗透率低，属于典型的高温高压高矿化度的低孔低渗油藏。根据文88块沙三段储层特性与潜在损害因素，为了减小钻井过程中对储层的损害程度，在目的层段实施成膜封堵防水锁储层保护技术［1～3］，即在进入沙三中亚段目的层前，通过加入成膜封堵和防水锁材料等对三开段采用的钾盐聚磺钻井液进行改造，使其成为具有合适盐度、低界面张力、强封堵、低侵入的氯化钾聚磺钻井液，在目的层钻井过程中有效阻止钻井液固相与液相进入储层，不诱发沙三段储层各种潜在损害因素，提高投产后储层的液相返排能力，使储层渗透率得到很好的恢复。

1 文88块储层特性及潜在的储层损害

1.1 文88块储层特性

通过对文88块相关储层资料调研和该区块3口井的岩样分析，文88块沙三中亚段5－6砂组储层主要特性是：岩性为长石石英细砂﹑粉砂岩，胶结物含量10%～20%，胶结类型以孔隙式胶结为主，粘土矿物中伊利石含量45%～48%﹑绿泥石含量36%～39%；填隙物中铁白云石等碳酸盐含量高；平均孔隙度15.5%，平均孔喉半径为3.64μm，平均渗透率30.3×10－3μm2；岩石润湿性为亲水性；敏感性：中偏强速敏、弱水敏与盐敏，无土酸敏。地层水总矿化度降到（11～13）×104mg/L，水型为CaCl2；原始地层压力46～60MPa，压力系数1.40～1.70，油层温度130～140℃，温度梯度3.8℃/100m，为异常高压高温系统。

1.2 钻完井过程中可能诱发的潜在储层损害

通过对文88块沙三段储层特性的调研和室内敏感性试验，在钻完井过程中，钻井完井液可能诱发以下各种损害：①储层地层水水型为氯化钙，可能存在碱敏使渗透率降低；②采用文88－1井沙三段储层岩心润湿性测定结果为亲水性，因而存在润湿反转使渗透率降低的可能性；③对3种不同盐度的流体（饱和盐水、次盐水和淡水）进行水敏性试验研究，该块沙三中亚段储层水敏指数为0.90～0.97，属于弱水敏。2008年，文88块热洗32井次，发生水锁现象21井次，洗井后综合含水由45.1%上升到49.6%，日产油量下降20.6%；④有机物沉淀及有害固相颗粒堵塞等使储层渗透率降低。

2 文88块油层保护技术

2.1 钻井液体系的确定

文88块沙二下亚段至沙三中亚段地层为沙泥岩互层，钻井过程中，易出现垮塌、缩经、漏失、CO2－3、HCO3污染严重等井下复杂情况，为确保三开段的钻完井顺利，笔者选用了在河岸近河岸地区应用较广的抗温抗污染效果好、抑制性强的钾盐聚磺钻井液体系。

基浆配方为：40～60m3二开井浆＋150m3淡水＋0.2%～0.5%NaOH＋2%～3%SMP＋1%～2%SMC＋0.3%～0.5%COP－HFL/LFL＋0.3%～0.6%CPS2000＋0.5～1%LV－CMC＋0.2%～0.3%ZSC201＋1%～2%磺化沥青＋1%～2%防塌润滑剂＋6%～7%KCl。经试验，钾盐聚磺钻井液在1.60～1.90g/cm3范围内具有较好的流变性、携砂能力和较低的高温高压滤失量。

2.2 油层保护剂配方与作用机理

针对文88块沙三储层特性和潜在的损害因素，经室内配伍性试验优选的油层保护剂配方为：井浆＋0.1%～0.3%防水锁剂＋2%～3%成膜封堵剂＋0.3%～0.5%成膜封堵辅助剂。

该配方具有成膜封堵低侵入、防水锁、防碱敏的油保技术效果。其作用机理：在钻开油气层的过程中钻井液中的膨润土、加重剂、岩屑等固相在不同渗透率的地层表面架桥、填充形成内外泥饼，所加入的沥青类封堵剂和HTHP降滤失剂等则封堵近井壁地层内外泥饼的孔喉，成膜剂在井壁上成膜，封堵孔喉未被架桥粒子、填充粒子、降滤失剂封堵的空间；从而在钻开油气层极短时间内，在近井壁形成钻井液动滤失速率趋于零、厚度小于2cm的成膜封堵环带，有效阻止钻井液固相和液相进入油气层。对于已经进入储层的钻井液液相，通过加入的复合表面活性剂有效降低液相的表面张力，降低返排压力，提高液相的返排效果。完井后利用射孔、酸化或自动反排解堵等措施，恢复地层渗透性，实现对油气层的保护。

3 现场应用及效果

3.1 现场应用措施

钻到目的层前100m要在现场做好油保剂对泥浆性能影响的小型试验，油保剂的加入要根据现场情况按循环周分次加入，以减小对钻井液性能的影响。

加入成膜剂和辅助剂有利于改善泥饼质量，降低滤失，提高渗透率恢复值，钻进中应适量补加油保剂，维持要求含量，力求达到较好的油气层保护效果。

大斜度或水平段钻进中，应严格控制钻井液高温高压滤失量，确保形成薄而致密的泥饼，保持井壁光滑，降低扭矩。当摩阻系数大于0.08时要加入适量的低荧光润滑剂。

完钻前50m调整好钻井液性能，确保高密度钻井液良好的流变性能。完钻后采取大排量循环带砂、短起下通井、用润滑剂或加入2%～3%的塑料小球封闭井底等技术措施，以保证完井电测和下套、固井作业的顺利完成。

3.2 应用效果

该油层保护技术在现场已应用了3口井，均取得好的效果。文88－55井、文88－48井都是直井开发井，完钻井深分别为3542m和3620m，中完井深3000m左右。三开转换为钾盐聚磺钻井液体系后钻至沙三中亚段5砂组目的层前50m进行油保施工。文88－57井是一口斜直开发井，中完井深2980m，完钻井深3620m。根据该井在进入目的油层前的井段短，三开后钻速快的实际情况，采取了泥浆转换过程中加入部分油保剂，进入目的层前再做补充的油层保护施工方案。3口井加入油保剂前、后性能和渗透率恢复值测试数据见表1与表2。