小拐探井保护油气层初探.pdf

第 4巷第 1 朗1 9 9 7年 3月 后 油 佑 井 工 程 小拐探井保护油气层初探 蕾 仲 蕾 ，一辛者蕾开勘探公司研究室地质师，现主篑从事埴质研兜工作． r 奉 文 对 小 拐 断 块 2 x 储 层 特 性 进 行 分 析 7 擅要 并对谊 巨块 的钻 井液完井澶进行 了改造和 现场 实验 ． 提 出 了自己的一些看 法，以供 广走同仁共 同探 讨解班 引 言 准噶尔盆地西北缘小拐断块的 ， 储层是新疆油田重点勘探 中．钻井完井液不可避免地要与产层接触．使产层受到不同程度的损害，其渗透率会下降． 严重时会影响油气层的及时发现和正确评价．在过去的十几年中，小拐断块上也钻探 了一 些井，由于当时条件和技术水平的限制，在该断块上一直未有新的突破．直到 1 9 9 5年在拐 5和老井拐 1 4 7井采取 了一些新的保护油气层的技术措施后，这两口井才获得 了高产 油气 流．因此，研究探井保护油气层技术，对勘探开发新探 区是迫切需要的，也是十分重要的． 储层情况 1．地质氍况 小拐油田夏子街组油藏位于准噶尔盆地西北缘红车断裂下盘、昌吉凹陷西北斜坡小拐 断块内．夏子街组圈闭面积为 3 9 6 k m ，闭合度 2 1 O O m．研究表明，小拐油田夏子街组基本 构造形态为一个近东倾的单斜，地层倾角 l 0 一 l 5 ． 地层层序 自上而下为 白垩系吐谷鲁组 K t 2 、侏罗系西山窑组 J 2 三工河组 J - 。 、八道 湾组 J 】 ，三迭系自碱滩组 、克上组 T z k 、克下组 T z 、二迭系乌尔禾组 P 夏子 街组 和佳术河蛆 P u ． 二迭系夏子街组为一套断崖扇扇 顶 扇中砾岩、砂岩和泥岩互相沉积，璜部遭受不 同程度剥蚀，与上 覆地层二迭系乌尔禾组呈角度不整台接触． 1 9 9 4年在小拐部署并实施的一口预探井拐 5井于 l 1月 l 1日开钻． 1 9 9 5年 1月 2 0日 完钻，完钻井深 3 5 2 3 m ． t 9 9 5年 3月 7日射开迭系夏子街组夏二段 3 4 4 83 4 2 8 m，喜 获 日产油 6 0 ． S i t 、气 8 8 9 4 m ’ 的高产工业油气流． 2．储层岩性 、● - 性 油藏储层岩性主要为杂色、绿藏 色砾岩和砂砾 岩，其次为杂色砾状砂岩及细砂岩．矿 物成分主要为石英、长石，碎屑成分主要为凝灰岩 、安 山岩，其次为硅化岩 花岗岩．颗 维普资讯 3 8 罗凯声等小 捐探井保 护油 气层 初探 粒呈次圆及次棱角状，分选差．胶结类型以孔隙接触式为主，胶结物主要为片沸石和 浊沸石．泥质台量约为 4 ％，泥质成分主要为伊／ 蒙混层粘土矿物，含量达 5 9 ％ ～ 9 0 ％，平 均为 7 7 ％其次为伊利石和绿泥石． 据铸体薄片、扫描电镜、荧 光薄片等资料统计，该 油藏储集空间主要为微裂缝和粒 问 溶孔，其次为界面孔．微裂缝、界面孔，既是储 集油气 的空闽，又是油气渗流 的通道． 粒问溶孔、碎 屑颗粒 矿物和岩 屑 之 问的杂基 繁脱石、伊 利石、绿泥石等 溶解后形成 的孔隙，其形状不规则，太小不 一，连通性差 从剖面上看，孔隙度的变化范围为 5 I 1 ％～】 2 _3 9 ％，平均为 7 ， 8 ％；渗透率的变化范围 为 0 ． 0 9 x 1 0一 一O ． 1 5 p ． m ，平均为 1 ． 4 9 1 0一 u m ． 据测试 分析 ，该储层 为 L 隙一一 裂缝双重介质 且储层孔 隙裂缝发育均 匀，裂缝为小 缝和微细缝 ，而且是主要的导流通道． 由于该油藏油气储量丰富， 地层压力系数低 1 ． ． 9 4 ， 钻井完井液体系若不能与储层相适 应，则会对储层造成伤害．为此，我们在现有资料的基础上，针对这种特殊的双重介质储 层开展了储层伤害评价． 室 内研究 1 一小拐 P A储层潜在掼骞因蠢 1 水敏性 小拐 P n储层粘土矿物 XR D 分析结果见表 1． 裹 1 小甥 P2 x蕾层粘土矿■ X R D分椭暴 井 号 井 段 岩 性 牯土矿钧古量 ％ U S I K C S混层 比 拐 5 3 2 1 4 5 33 2 1 8 4 5 褐色泥岩 6 1 5 5 5 井 3 3 3 2 3 9 蛔砂岩 7 0 1 6 1 4 拐 9井 3 6 0 1 ． 0 8 3 泖5 8 槔藏冕岩 5 3 6 2 5 1 6 5 0 拐 1 O 1 3 4 8 1 0 中砂岩 7 9 1 4 7 井 3 5 4 9 5 O一3 5 5 1 ． 3 棕揭混岩 6 0 1 4 2 6 6 o 拐 f 0 2 3 3 4 5 7 5 中砾碧 8 4 7 9 井 3 6 7 03 4 中 粗砾岩 7 0 1 8 1 4 拐 1 4 7井 2 9 4 24 02 9 1 5 棕褐泥岩 9 1 4 5 8 5 从 表 1可以看出， 储层伊t 蒙混层 牯土矿物古量高， 达 9 1 ％，而且混层中蘩脱石的古 量也较高，而蒙脱石居于水豉性较强的矿物 ．因此， P 储层潜在的水敏性较强，易造成水 敏损害． 2 固相及液相侵八 当钻井完井液固相粒子与岩石孔喉不匹配时，固相和滤液都可以侵A地层造威损害． 由铸体薄片分析可知．小拐 P 2 。 储层 L 隙类型主要是粒同孔、粒内孔及微裂缝，其中微裂缝 居多．由 F MI 测井得知拐 1 0 ]井在 3 2 4 6 ．5 ～3 7 5 4 ． 6 m 段垂直自然裂缝宽度达到 O ．6 8 维普资讯 第 4譬第 t 期1 9 9 7年 3月 J 五抽 钻 井 工 程 O ． 9 6 mm ，平均为 0 ． 7 8 m m拐 1 0 2井在 3 l 8 9 m处垂直裂缝宽为 0 ． ． 5 2 mm，在 3 7 2 3 m处宽 为 0 ． 1 8 7 mm．这充分说明，小拐 储层为裂缝_ 孑 L 隙双重介质储层．因为 。 储层的孔 隙喉道直径大部分小于 l 8 p ．m ，所以固相对孔隙的侵入可忽略，但其对裂缝的作用相当重 要．因此，固相和液相均容易侵入 储层造成损害． 3 速敏性 由于高剪切速率或压力波动而使地层微粒脱落和运移，微粒滞留在孔道中造成损害． 裂缝表面的微粒或上述微粒，在流体作用下会向裂缝深处运移．因此， 。 储层也存在着速 敢． 4 碱 敏性 砂砾岩中的自生矿物大部分是在 P H值为 49的范围内形成，而当 P H值大于 9时， 不仅任何牯 土矿物可被溶解，长石、石英等较稳定的矿物也能被溶解，形成 新的矿物或沉 淀．因此， P 储层存在着碱 敢性． 5 酸敏性 由碎屑薄片分析可知， 储层沸石含量为 2 ％一9 ．5 ％，其中以片沸石和浊沸石为主， 成分为 C a O A I 2 0 】 n S i 0 2 n H 2 O ，沸石易被酸溶解，析出的 C a z 离子与氢氟酸 HF 作用可生 成二次沉 淀 C a ,F ，而且浊沸石遇酸 生成胶状物质堵塞油层．此外， P ， 储层 中的碎屑主要由 凝灰岩组成，由于它形成的特定环境，凝灰岩 质 中火山玻璃质的成分较多，而这种物质又 很容 易蚀变为沸石类矿物． 同时，该储层中的安山岩、玄武岩等也均含有玻璃质，它们对 酸均较敏感． 2．觋场钻井完井藏摄害评偷 1 评价方法 所用岩心为拐 1 0 1 井 P 2 储层的天然岩心；所用钻井完井液与拐 1 0 1 井油层段使用的相 同，其基本配方为 5 ％ 一6 ％坂土 O ． 2 ％8 0 A5 l2 ％一3 ％C MC 中 0 ． 1 ％一 O ． 2 ％NP N 2 ％ 一3 ％s top 0 、 2 ％ 一0 _ 3 ％xY - 2 74 ％K C1 O ． 5 ％Na 2 C q 其性能 F V为 7 5 s ， F L为 1 2 m l 、 P H值为 9 ． 该试验按总公 司污染评价岩心流动的试验程序在温度为 8 5℃，压差为 3 _ 5 MP a、速度 梯度为 2 - 5 m／ s，时间为 2 h的条件下进行． 2 试验结果与分析 评价试验结果见表 2． 岩 心 孔 豫度 进率f 9 ． 8 7 “ 1 O I Il m2 撮鲁辜 探度‘ m 】 长度 c m 直径c a n 【 ％ 【 剖 撮謇前 撮謇君 3 5 23 ． 1 8 2 ． 9 8 2 _ 4 目 3．36 O1 1 O_删 O．0 01 8 7 “ ．5 3 63 a ． ∞ 3 ． 2 2 2 ． ● 鲁 3． 3 9 1笠 1 33 3 6 2 584 3 9 5．6 由表2可看到，钻井完井液对P “ 储层的掼害程度严重，分析其主要原因有以下几点 D 坂土颗粒损害．尽管 P 储层属于特低孔特低渗油层 其孔喉半径平均为 O ． 5 8 mm 左 右 ，但由于高度分敞的坂土颗粒粒径较小，它仍可进入储层产生损害．尤其是对该储层的 维普资讯 4 0 罗凯声等小拐探井保护油气层 初探 裂缝，固相侵堵塞损害更不能忽视． ②水敏损害．由于 P z 储层中 l ， S混层牯土矿物平均含量 高达 7 7 ％，很容易造成牯土晶 格膨胀和分散 运移．此外，储层中还含有水化黑、白云母，也是造成水敏损害的因素． 虽然钻井完井液中有 K ’ 存在．有一定的抑制水化作用．但不能完全避免水敏损害的发生． 钻井完井液中有机 高分子处理剂的吸附． 由于钻井完井液中古有大量有机高分子处理 剂，如 8 0 A8 1 、 C MC和 NP N等．这些高分子聚合物髓滤液一葱进入储层中．在孔喉表 面 或裂缝开 口处吸附，减小孔喉的有效直径或裂缝开口宽度 ，从而产生损害． 3．改造后的油溶暂堵翌钻井完井藏评价 由于原拐 1 0 1井浆对储层的授害严重，因而我们经实验分析筛选出了与储层孔隙和裂 缝相配伍的油溶性 暂堵嗣对其进行 了改造，即把这种油溶性暂堵剂加入到原拐 1 0 1井的井 浆 中，使之改造成暂堵型的钻井 完井液．之后．我们又对改造后的油溶暂堵型钻井完井液 进行静、动态污染评价，其结果见表 3． 囊 3 招 1 0 1 并钻井完井液改造后的评情结果 行豪方式 岩 心 油 K o 咎遗率 ％] 蝙号 长度f c m 直径 c m 睫窿 { u m 2 恢复值 报害值 静态 1 3 0 2 4 9 3 5 5 0 ． 0 6 2， 7 x 1 O 7 4 3 2 57 2 31 2 4 9 3 5 49 ． 7 7 3 5 5 x 1 O 1 2 1 0 动态 3 3 O 2 4 9 3 5 5 07 5 5 ． 0 3 1 0 ．4 7 0 _6 2 0 ． 4 从袁 3中可以明显地看出，原井浆经加入油溶性暂堵 剂改造后，无论是动，静态污染， 其渗透率恢复值都大大提高，即损害率大大降低，动静污染损害值均低于 3 0 ％．煤油返排 髓着时间的延长，渗透率恢 复值还有上 升的趋势．同时，我们还进行了暂堵深度研究。把 经改造后的钻井完井液污染的岩心面截去 O 5 c m左右，再测其渗透率恢复值， 结果 比截去前 还有所提高．这说明改造后的钻井完井液暂堵深度较浅 在 0 5 c m 内 ，通过射孔或返排可 以解堵． 现场试验 用油溶性暂堵剂改造的钻井完井液在室 内评价较好，能否适用于现场，则有待于现场 试验．经研究决定在拐 1 0 6井上避行该项试验． 拐 】 0 6井是一口评价井，主要作用是确定二迭系夏子街组的含油面积，取得油藏参数． 该井位于克拉玛依市小拐镇偏西约 1 3 k m处，距拐 5井 3 8 2 5 m．设计井深 4 2 4 0 m． 1 9 9 6 年 4月 2 8日开钻， 3月 6日完钻． 为 了能更好地保护和发现油气层．我们对该井二迭系地层的钻井完井液进行 了油溶性 暂堵剂的改造以达到屏蔽暂堵保护油气层 目的的现场试验 该井所用钻井完井液为聚台物 体系 ．该试验在三开段 3 3 9 6 m 时开始．在改造前，为保证钻井完井液性能 良好．先要进 行预处理．即利用振 动筛 、除砂器、除泥器尽量降低其坂土古量和其它目相粒子．以提高 油溶性暂堵荆‘ mY 的相对含量． 首先，在处理 后的钻井 完井液中加入 0 ． 0 2 ％的 OP - 1 0 ．循环均 匀后再加入 2 ％ 一 维普资讯 第 4卷第 l 搠l 9 9 7年 3月 ； 田箔 开 工 程 4【 2 ． 5 ％J HY 按 1～2个循环 周加完 ． 加入前的钻井完井液性能是 密度1 ．2 0 g ／ c m 3 ； F V 3 7 s ； A P I 失水5 ． 5 m l ； G 1 0 s ／ G1 0 rai n 2 ． 5 ／ 4 P a Cs O _ 3 ％；P H 8；P V 2 1 mP a - s YP 5 ． 5 P a n 0 7 3； k 1 ． 7 3 加入后其性 能是 密度1 ． 1 6 g ， c 11 3 ； F V 3 5 s ； AP I 失水5 ml ； G1 0 s ／ G1 0 rai n 1 ． 5 ， 4 ． 5 P a Cs O - 3 ％；P H 8PV 1 8 mP a - s YP 7 P a n 0 ． 6 4 k 3 ． 0 1 本井在钻井 中油气显示 良好，在二迭系共取心 7筒，其中有 4筒有油气显示． 同时在 取 出的岩心中．发现在 裂缝面 内有 油溶性暂堵剂的充填物．另外，以往在该 区块的钻井 中 的渗漏现象在加入 了油溶性 暂堵剂屏蔽后消失，这说 明油溶性暂堵剂具有防漏、堵漏功能． 目前，本井正在试油中．对佳木河组试油的水层测试未发现污染，这叉充分说明油溶性屏 蔽暂堵剂具有一定的使用价值。而且在本井起到 了较好的保护油气层的作用． 认识与问题 1．认识 D 在新探区钻探的第一 口探井上，就要开展保护油气层 的研究工作． 应从了解地质情况入手，研究与钻探速度同步进行， 弄清储层钧性、潜在的损害因素 等，制定出保护措施。 油溶性暂堵剂能在井壁附近形成有效暂堵环， 阻止钻井完井液中的有害固相和滤液侵 入油层，起到对油层的保护作用，而且该 屏蔽环可 自然油溶解除，恢 复油井产能． 0油溶性暂堵剂经现场试验说明， 不仅能起到保护油层 的作用，还有防漏、 堵漏 的功能。 2 ． 闩题 ①对于新探 区，由于不清楚其地质情况、储层物性、潜在的损害 因素等很难制定 出有针 对性 的保护方案，这一问题 还有待于进一步研究解决． 在现场试验 中发现。表面恬性剂 OP - 1 0和油溶性 暂堵剂对气测录井和岩屑录井均有影 响，从而影响了地质资料的准确性。 目前还没有明确 的探井保护层的现场评价方法， 无法确切地判断储层是否真正发生 了 污染． 致谢西南石油学院和江瑷石油学院培予的大力支持 童硝■挂蕾军 维普资讯