国外某油田钻井储层保护技术研究及应用

张海军孔祥吉张乃彤(.大港油田石油工程研究院；.中国石油海外勘探开发公司)

国外某油田钻井储层保护技术研究及应用

张海军1孔祥吉2张乃彤1(1.大港油田石油工程研究院；2.中国石油海外勘探开发公司)

国外某油田地处撒哈拉沙漠，社会依托条件差，自然环境恶劣，钻井作业周期长，成本高。为利于发现和正确评价油气层并提高油气井的产能及油气田开发效益，本文从现用体系性能评价入手，结合储层岩心X射线衍射分析、物性参数及五敏评价数据资料，开展了储层保护钻井液体系的优化工作，通过不同钻井液体系屏蔽暂堵能力、渗透率恢复性实验、经济性评价及现场应用，证明优化形成的体系配合使用级配CaCO3加重剂和YRD-Ⅱ油保材料可以显著提高储层保护能力，应进行推广应用。

沙漠油田；油气层保护；屏蔽暂堵；粒径级配优化；五敏实验

1 现用体系储层保护效果评价

自2009年，该油田开始勘探以来，使用的就是KCL聚合物钻井液体系，具体配方如下所示：

土2% +8%KCl + 0.15%NaOH + 0.3%Na2CO3+0.5% PAC-SL + 0.1%XCD + 0.5%NAPN + 0.5%KPAM + 1%YRD-Ⅱ(部分井未使用)+重晶石。

通过常规性能、抗污染能力、抑制性等综合评价：应对储层保护钻井液体系的性能做以下调整。

①钻井液密度为1.08-1.20g/cm3，石灰石既能满足加重需求，石灰石酸溶率大大高于重晶石；②现用体系pH值为10，碱敏实验表明，当pH超过9时，会对储层造成比较明显伤害，可以适当降低钻井液滤液pH值；㈢使用复配粒径封堵剂，提高屏蔽暂堵能力；④推荐使用性价比更高的处理剂；⑤针对低渗透储层，应进行水锁伤害保护。

2 储层物性特征及潜在损害因素分析

(1)X射线衍射分析 对200块岩心做了X射线衍射实验，从X-衍射粘土矿物化验统计结果看，D地区在4、5和M油组以高岭石为主；在3油组伊/蒙混层，高岭石和绿泥石均发育，高岭石含量占优。DD区以绿泥石为主，含高岭石；G区块主要含高岭石和绿泥石，其中高岭石含量占优。

(2)岩石粒度分析 根据取芯井砂岩粒度概率图分析，砂岩粒度概率曲线由跳跃和悬浮组分构成，跳跃组分占60%左右，悬浮组分占40%左右，跳跃组分与悬浮组分二者截点在2.75-3.25φ附近，跳跃段斜率大比较陡，分选较好，以细砂岩为主。

(3)储层岩样的物性分析 根据取芯井岩样分析资料，储层为中高孔、中高-特高渗储层。对岩心做压汞实验，实验结果表明，该岩心的中值压力和排驱压力都较低，孔喉半径大，孔隙的连通性好，分选较好，粗歪度，渗透性好。

(4)储层敏感性分析 利用岩心进行实验确定了地层五敏特性，评价为强酸敏、中等偏弱水敏的储层。

(5)储层损害机理研究 ①储层为中高孔中高-特高渗透率油藏，容易受到固相颗粒伤害。②粘土矿物含量高，高岭石为粘土矿物的主要成分，高岭石多呈隐晶质、分散粉末状、疏松块状集合体，吸水性强，在外力作用下，层间会产生分散迁移(速敏)，损害储集层渗透率。③含有一定量膨胀性的伊蒙混层，当接触钻井液滤液以后，如果滤液的矿化度不足以抑制伊蒙混层膨胀的话，其体积会膨胀数倍，对油藏造成严重的损害。

3 储层保护技术及措施研究

3.1 储层伤害因素预防措施

①级配油保材料提高钻井液封堵性。使用碳酸钙为加重剂。优化复配不同粒径的碳酸钙提高对储层的屏蔽暂度作用[1-2]，设计结果表明，最佳的碳酸钙粒径比例为1000目：500目：100目＝15%：35%：50%，此时各种粒径的等效粒径与储层孔隙最为吻合，暂堵能力最强。②储层敏感性的保护措施。储层为中等偏弱水敏，需要加强钻井液对水敏性粘土矿物的抑制能力。推荐使用经济高效的粘土抑制剂KCl，提高钻井液对膨胀性粘土的包被抑制能力；储层为中等偏弱碱敏，在保证钻井液性能正常的情况下，降低钻井液pH值，建议pH值为8-9。

3.2 储层保护钻完井液体系优化

针对现用体系存在的问题，对现用体系进行了优化。

优化后的体系配方如下：土2% +8%KCl +0.15%NaOH + 0.3%Na2CO3+0.5%HV-CMC + 0.1%XC + 0.5%NAPN + 0.5%KPAM +1%YRD-Ⅱ + 0.2%ABSN(防水锁，低孔低渗储层使用)+ 1.5%SMP-1 + 2%褐煤 +级配CaCO3

4 储层保护效果评价及应用效果

通过实验对比优化前后钻井液体系的封堵能力和渗透率恢复值来说明体系的储层保护效果。

通过对比分析，现用体系加入储层保护剂YRD-Ⅱ后，钻井液体系对井壁屏蔽暂堵能力从0.44MPa提高到1.10MPa，封堵率从79.85%提高至88.94%；岩心的渗透率恢复值从74.62%提高至92.63%。YRD-Ⅱ具有较好的提高屏蔽暂堵能力效果，可减少钻进过程中事故发生率，同时能够较好的保护储层。优化后体系的储层保护性能得到进一步提高，井壁屏暂堵率提高至89.43%，岩心的渗透率恢复率提高至94.19%。经过成本核算，现用体系成本为599.84元/m3，优化后的体系成本为494.85元/m3。

5 结论及建议

(1)储层的主要潜在伤害因素主要为固相颗粒伤害和酸敏伤害。(2)通过级配CaCO3加重剂和加入储层保护剂YRD-Ⅱ提高钻井液体系的屏蔽暂堵能力，以CMC代替PAC，降低钻井液成本。(3)通过体系封堵性、渗透率恢复实验评价、经济效益评价及实际应用效果证明，优化后的体系储层保护效果最好，应继续推广应用。

[1]王先兵,易炳刚,欧阳伟,等.低渗透储层多级架桥暂堵储层保护技术[J].天然气工业.2013.07.

[2]李志勇,鄢捷年,沙东,等.大港油田保护储层暂堵剂优化设计新方法[J].天然气工业.20007.10.