低渗透油藏水平井钻井中的储层保护分析

钱程

摘 要：采用水平井钻井技术对低渗透油藏进行开发可以达到很好的效果，可是在钻井过程中时常会对地下储层造成伤害，本文对成伤害的主要原因进行深入的分析，并提出多种储层保护手段。

关键词：低渗透油藏;储层保护;钻井技术

1低渗透油藏水平钻井对地下储层造成伤害的主要原因

对低渗透油藏进行钻井施工作业，由于较长时间的受到钻井液、完井液的浸泡和渗透，会对钻井壁附近的地下储层的油气孔隙造成堵塞，直接影响着钻井壁附近储层具备的渗流能力。大量的试验研究中发现，低渗透油藏水平井钻井对地下储层造成伤害的原因比较多，某些原因之间是相互关联和影响的，但也存在着次关系。

1.1固相颗粒的侵入

如果钻井井眼内的液柱压力远高于油气储层的孔隙压力，钻井液中的固相颗粒就会在压力的驱动之下进入到油气储层之中，在井眼四周或者地下储层的某位部位沉降下来，把油气流动的孔道尺寸减少，严重的情况下会把油气通道全部封堵。由于水平井钻井方式需要的时间比较长，从钻井到完井需要多种液体的配合，由于对地下储层的浸泡时间变长，很多固相颗粒便进入到地层孔隙当中。水平井的施工作业要求钻井液滤饼可以在很快的速度下迅速形成，可以把井壁有效的稳定住，达到防漏防卡的目的，可以减缓滤液和固相物质的侵入，从而对地层造成伤害，可是由于滤饼比较紧密，会对完井工具和油气储集层形成一定程度的封堵，所以，必须要保证在水平井钻井时的完井液以最快的速度生成滤饼，在完井工序之后应该及时处理好内外滤饼。

1.2液相的侵入

低渗透油藏的地下储层中含有的粘土物质比较多，钻井液进入以地下储层之后，粘土物质遇水产生膨胀，会对地层产生很严重的伤害。压差一致条件下，低渗透储层会比高、中渗透性的储层在钻井时产生的钻井液流失量要低，可是，在钻井液进行动态循环流动的情况下，很难生成致密的油饼来防止液相的侵入。当钻井液滤液和地下储层的匹配性能不好时，地下储层的粘土物质遇到水膨胀问题就会更加严重，从而对储层造成较大的伤害。

1.3水锁的损害

油、水物质通过地下储层的岩石孔隙进行流动时，水滴物质在流到油气通道的孔喉部位遇阻，从而形成毛管效应，低渗油藏以及特低渗油藏的地下储层孔隙通道的孔喉尺寸很小，在该种情况下很容易引起水锁损害。毛管效应产生的自吸，以及水相滞留造成的水相圈闭，低渗透油藏和特低渗透油藏具有的水湿性储层含水饱合程度不高，水分的自吸作用以及水锁效应十分显著。喉道尺寸越小，毛细管具备的压力就越高，自吸以及滞留效果就更加显著，油、水物质的界面张力值变大，侵入地层的流体粘度就会升高，水相圈闭造成的地层伤害就会更为严重。

1.4地下储层和外来流体物质不匹配

如果在水平井钻井施工中引进来的流体具备的化学成分和地层流体化学物质不能进行有效匹配时，会在油气储层的孔道进行化学反应，从而形成沉积物，产生乳化作用，促使地下的细菌大量繁殖，从而对地下储层的渗透性造成不利影响。无机沉淀物质主要有碳酸钙，硫酸钙、碳酸锶以及硫酸锶等，形成的有机沉淀主要为蜡质、胶质和沥青质等，在对地下储层的油、气孔道造成堵塞的同时，还会对地下储层的润湿性造成影响，使储层具备的渗透性能下降。

2低渗透油藏水平井钻井采用的储层保护手段

2.1欠平衡钻井技术

所谓的欠平衡钻井技术，也就是指在水平井钻井作业时，对钻井液柱的压力进行有效控制，使其具备的压力小于地下储层的压力值，可以上地下储层的流体进入到钻井井眼当中，通过钻井液的循环进入到地面，从而进行控制的钻井技术。欠平衡钻井技术可以有效的避免钻井液在循环过程中的漏失，防止出现压差卡钻的问题，阻止和减轻在水平井钻井作业过程中对地下储层的伤害。欠平衡钻井技术最早采用空气作为循环的介质，随着科学技术的不断进步，后来采用氮气、天然气和泡沫等质量较轻、密度较低的钻井液，上述介质主要应用于低压、低渗透的地下储层。

2.2气体钻井技术

气体钻井技术是以密度较低的冲洗介质作为主要技术特点的新型钻井技術，该技术具有很高的钻进速度，钻头的使用期限较长，可以有效降低钻井作业的成本，在产生严重的漏失的地下储层中也可以高效的钻进，可以在缺少水分的条件下完成钻井任务。地下储层的岩芯不会受到污染，可以有效的避免对地层造成伤害，如果采用冲击钻井，可以避免产生井斜现象。

2.2聚合物钻井完井液技术

采用含有聚合醇的钻井液技术，由于其具有很好的热稳定性能以及较好的抑制能力，没有较强的毒性，可以利用生物进行降解处理，对于自然生态环境的保护十分有利。聚合醇物质的浊点效应可以析出胶体颗粒，可以对地层进行暂进的封堵，在钻井施工时可以有效的保护低渗透地层不受到伤害。与此同时，聚合物钻井、完井液可以避免低渗透储层受到水锁伤害，可以应用到低渗透强水敏型的地下储层之中。当前，该钻井技术在冀东油田的得到广泛的应用。

2.4强抑制可降解完井液技术

该技术是以甲酸盐以及MEG作为主要成分的无固相完井液，该技术可以防止地下储层遇水产生膨胀，避免产生水敏伤害。具备很好的防塌陷能力，可以保证井壁具备很好的稳定性。还有着较好的悬浮稳定性，可以避免钻井屑的沉淀。具备很好的润滑性能，使摩擦系数有效降低，防止钻柱产生过大的摩擦阻力，避免产生各类卡钻事故。可以满足对于生态环保的要求，可以采用生物对其进行降解，避免对地下储层造成较大的伤害，在低渗透油藏进行水平井钻井施工中得到了推广和应用。

3建议

3.1加大对低渗漏油藏储层保护的研发力度

由于该类油藏普遍含有泥质和胶结物，，毛细管压力和含水饱合度比较高，具有较强的水敏性，孔喉尺寸较小，渗透能力不强，地质构造较为复杂，时常含有天然的裂缝。地下储层的伤害时常发生在钻井、固井和完井作业的每个环节当中，对受损后的地层进行伤害比较困难。钻井是储层动用的第一步，必须要在钻井作业加强对储层的保护。

3.2多种保护新技术的配合

压裂作业是对低渗透油藏进行开发的关键措施，对于不适用于压裂的地下储层应该利用欠平衡钻井技术、水平井技术或者分支井的方式，采用对储层有保护作用的钻井液和完井液，多种技术相互配合来对地下储层进行保护，也可以提高油气产量。

参考文献：

[1]巩芳军. 致密砂岩油藏水平井井身剖面优化设计[D].西安石油大学，2017.

[2]张文博. 低渗透油藏水平井开发地质条件研究[D].长安大学，2014.