大位移井动态损害评价仪和试验方法研究

2017-04-06张耀元张群马双政王冠翔周广巍

长江大学学报(自科版) 2017年3期

关键词：井液全自动岩心

张耀元,张群,马双政，王冠翔,周广巍

(中海油能源发展股份有限公司工程技术公司，广东湛江 524000)

大位移井动态损害评价仪和试验方法研究

张耀元,张群,马双政，王冠翔,周广巍

(中海油能源发展股份有限公司工程技术公司，广东湛江 524000)

国内关于钻(完)井液储层保护能力的评价方法仍以直井为主，现有的试验设备和评价方法不能达到真实模拟储层条件的要求。笔者利用CQDP-1高温高压动态损害评价仪模拟X盆地高温高压气藏钻(完)井过程，通过将高温高压钻(完)井液与储层岩心相互作用来评价钻(完)井液储层保护性能。该试验设备能够更真实地模拟储层情况，满足现场需求，从而为勘探开发的决策提供一种更科学、更准确、更全面的依据。

储层损害；动态损害评价仪；试验条件；大位移井

在直井中，储层内油气向井眼内渗流属于径向渗流，其渗流能力的大小主要取决于生产压力梯度和水平平面上的渗透率。当储层被钻(完)井液损害后，会引起渗透率降低而影响其渗流能力。在实验室内通常采用岩心受钻(完)井液污染前后径向渗透率的变化来评价钻(完)井液对储层的损害程度，但该方法不能模拟大位移井在储层钻进中的真实过程(如储层的各向异性、滤饼的破坏与重构、钻(完)井液的携砂等)。笔者利用CQDP-1全自动高温高压动态损害评价仪同时测定在直井段、水平段、斜井段的钻(完)井液对储层污染前后渗透率的变化，以评价不同井段处储层损害程度。

1 试验仪器

1.1 高温高压损害评价仪结构

对于大位移井来说，储层中的油气向井眼内渗流具有三维渗流特点，因而受到储层渗透率在各方向上的非均一性，即所谓各向异性的影响。当钻(完)井液损害水平井储层时，钻(完)井液向储层内部的渗透也呈三维渗透，从而导致储层渗透率在各方向的损害程度互不相同。

CQDP-1全自动高温高压动态损害评价仪，中间为工作液循环系统，主要由驱替模块、储液模块、工作液循环模块、围压加载模块、回压加载模块、温度环境模拟模块等组成(图1)。具有自动采集、控制和处理等功能，可以同时实现多种试验装置的功能，更加有效地评价储层损害。

其主要工作原理：由3个中间容器组成，且有3个岩心夹持器。当关闭钻(完)井液泵及相关阀门时，由精密ISCO驱替，可进行岩心损害前后渗透率的测试；而当打开钻(完)井液泵、流动管路及相关阀门时，可对液体罐中的钻(完)井液在实际储层条件下进行循环，从而对储层岩心进行动态污染损害。3个夹持器成T字形排列(图2)，能同时模式水平井段上下及侧面井壁情况，确保试验数据与现场一致。该设备能够在0～90°任何角度旋转，保证准确对斜井段、水平井段、直井段的岩心3种不同端面的受损害评价。

1.2 高温高压损害评价仪技术指标

①工作温度：室温～200℃，控温精度±1℃；②系统耐压：75MPa；③驱替压力：10000psi(1psi=6894.757Pa)；流速：0.00001～107mL/min；④模拟钻(完)井液流量：0～1.5m3/min；⑤回压阀耐压：0～75MPa；⑥岩心夹持器：∅25mm×150mm；⑦适用岩心规格：∅25mm×(30～100)mm；⑧电子天平的量程为2100mg，精度为10mg。

图1 CQDP-1全自动高温高压动态损害工艺流程

图2 夹持器成T字形排列

2 在储层损害评价中的应用

利用CQDP-1全自动高温高压动态损害评价仪测定岩心损害情况。试验选取X盆地高温高压储层的3块岩心，分别固定在岩心夹持器的3个方向。设备在0～90°旋转，充分保证斜井、水平井、直井的岩心3种不同端面受损害评价，评价结果见表1。该设备充分结合现场实际情况，采用闭路循环方式，真实地模拟地层温度、压力及环空钻(完)井液返速的条件下,在岩心端面形成剪切速率对地层岩心进行动态污染，采用烘箱和加热套同时加热，大大缩短了加温时间和恒温时间，减少污染试验时间。该仪器操作灵活方便,自动化程度高,实用性强。