钻井液液相侵入损害模型研究与储层损害评价

赵向阳 唐波

摘  要：在钻井作业过程中，液相在正压差和毛细管力的作用下极易进入储层且难以返排，造成大量液相滞留，导致严重的液相侵入损害，大幅度降低油气井产能。文章在前人研究基础上，考虑流固耦合，建立了一种新的钻井液液相侵入损害模型和储层损害评价方法，并进行了算例验证，结果与实验数据基本一致。本模型和评价方法的建立实现了不同钻井方式下储层伤害程度的定量预测。

关键词：液相浸入;储层损害;适应性评价

中图分类号：TE319        文献标志码：A         文章編号：2095-2945（2020）01-0088-03

Abstract： In the process of drilling and completion， under the action of positive pressure difference and capillary force， the liquid phase is very easy to enter the reservoir and difficult to return， resulting in a large number of liquid phase retention， resulting in serious liquid phase invasion damage and greatly reducing the productivity of oil and gas wells. In this paper， on the basis of previous studies and considering fluid-solid coupling， a new drilling fluid liquid phase invasion damage model and reservoir damage evaluation method are established and verified by an example， and the results are basically consistent with the experimental data. The establishment of this model and evaluation method realizes the quantitative prediction of reservoir damage degree under different drilling methods.

Keywords： liquid immersion; reservoir damage; adaptability evaluation

1 概述

当油气层被钻开后，钻井液是最早与油气层接触的外部流体。由于井中的液柱压力通常大于储层孔隙压力，因此在此压差下，钻井液中的液相将渗透到油气层中从而使储层受到损害。对于钻井作业过程中液相侵入行为的理论研究，大量文献报道了钻井液滤液滤失速率的模型，这些模型大多未考虑流固耦合作用[1-4]。在进行室内储层伤害评估实验时，大多数文献报道的仅是根据钻井液破坏渗入岩心后其渗透率的变化量来判别其伤害程度[5-6]，这还不够全面，还必须确定油气层的伤害程度。表皮系数既反映了岩石渗透率的伤害，也反映了油气层的损害程度。因此，其成为了评价储层损害的重要参数。

迄今为止，怎样测定和计算钻井液侵入深度一直没有得到很好的解决，本文在室内实验的基础上建立了一种新的液相侵入损害模型，推导了不同情况下表皮系数的计算公式，为全面评价储层损害提供了理论依据。

2 液相侵入损害模型

钻井液的固相和液相在正压差的作用下渗入储层占据了储层孔喉，储层中的原有流体被排出。固相在储层中的渗透深度有限，因此仅考虑液相的侵入。显然，液相浸入深度与滤矢量和储层的孔隙度有关。

3 评价流程

钻井液液相侵入储层损害评价流程如下：

（1）根据储层物性、孔喉大小、敏感性矿物组分、含量等关键参数，运用模糊判别或神经网络方法，建立储层敏感性预测模型。

（2）针对孔隙型储集层，建立钻井液液相侵入深度计算模型。

（3）建立在欠平衡钻井条件下，不同类型储层应力敏感性损害预测模型。

（4）针对不同类型储层和不同钻井方式，依据以上各种储层伤害定量评价模型，建立储层损害对产能的影响评价模型。

4 评价实例

4.1 评价区块基本情况

以XF油田YC组为例，该地层厚约1300m，储层平均孔隙度11.23%，储层平均渗透率1.13×10-3μm2，平均面孔率1.68%。总体为低孔中孔、低渗、特低渗超低渗储层。

4.2 评价结果

4.2.1 敏感性分析

评价输入参数如表1所示，敏感性评价结果如图1所示，可知该区块的水敏中等偏弱，盐敏、速敏、酸敏和碱敏都是偏弱，与实验数据一致。

4.2.2 水锁预测

采用相捕集法对水锁进行预测，输入区块空气渗透率2.63mD，原始水饱和度0.17，评价结果如图2所示，计算的相捕集系数为0.48，会发生较为严重的水锁。