苏北地区钻井液损害评价与研究.pdf

第 2 6卷 第 2期 2 0 0 9年 3月 钻 井 液 与 完 井 液 DRI LI I NG FLUI D COM P I E TI ON FI UI D Vo1 ． 2 6 NO． 2 M a r ．20 0 9 文章 编 号 1 0 0 1 5 6 2 0 2 0 0 9 0 2 0 0 7 2 0 3 苏北地 区钻 井液损 害评价与研究 任 以发 中石化华东分公 司规划设计研究 院， 江苏扬州 摘 要 苏北地 区阜 宁组储 层是低 孔 、 低渗 特低渗 油气藏， 储 层中的裂缝 、 微 裂缝 比较发育 ， 属于 比较复杂的 油 气层。分析 了苏北地 区草舍油田、 台兴油 田、 边城油 田和 腰滩 油 田的储 层物 性特征 ， 对储 层 的敏 感性进 行 了评 价。 物性参数纵 向变化较大 ， 储 层不均质性严重。苏北地 区常用的钻 井完井 液包括 改性正 电胶聚 合物 防塌钻 井液、 两 性离子聚合物 防塌钻井液和钾基聚合物 防塌钻 井液 。通 过用 不 同渗透 率 的样 品进行 伤害模 拟实验 并进 而算 出平 均渗透率恢复率 ， 评价 了不 同体 系对油气层的伤害情况 。室 内研 究结果 表 明， 腰滩 地 区阜 宁组储 层适合 使用 改性 正电胶 防塌钻 井液和两性离子聚合物防塌钻井液； 边城 油 田阜 宁组储 层适合 使用两 性离 子聚合 物防塌钻 井液 ； 草 舍 油 田 阜 宁 组储 县 适合 使 用 改 性 正 电 胶 聚 合 物 防 塌 钻 井 液 和 钾 基 聚 合 物 防 塌钻 井 液 。 关键 词 钻 井 完 井 液 ； 地 层 损 害 ； 苏 北 地 区 中 图 分 类 号 TE 2 5 8 文 献 标 识 码 A 苏北 地 区低 孔 、 低 渗一 特 低 渗储 层 较 多 ， 储 层 中 的裂缝 、 微 裂 缝 比较 发 育 ， 当 外 来 流 体 侵 入 储 集 层 后 ， 引起 了储 层 渗透率 下 降 ， 造 成 的储 层 伤害非 常严 重 ， 因此研 究钻 井液 对苏 北地 区储层 的损 害 ， 对油 气 层 的保 护 及油 田开发 具有 重要 的意 义u ] 。 l 油藏 地质特征 苏 北盆地 是 苏北一 南 黄海 盆地 的 陆上 部 分 ， 是 叠 置在 经过 印支 燕 山活 动 强 烈 改 造 的 下扬 子基 础 上 的新 生代 大型 近海 盆 地 ， 为 断 陷 向大 面积 坳 陷 发 展 的断坳 型盆地 ， 是 河 流 相 和湖 相 为 主 的 陆 源碎 屑 沉 积 。苏 北地 区油 田的共 同特 点 为 油 田规 模 小 ， 小 断 层发育 ， 边 底水 能量强 ， 水 淹快 。腰滩 油 田是 由北 东 向断层遮 挡 的向东 南倾 没 的 断 鼻构 造 ， 其 阜 宁 组 二 段 、 阜 宁组 一段 断 鼻上下 叠置 ， 平 面上 由 3个 高点 组 成 ， 由 匕 往南 依 次 为 北 部 高 点 、 中部 高 点 及 南 部 高 点 ， 构造上简称北断鼻、 中断鼻 、 南断鼻。边城油田 位于溱潼凹陷北部斜坡带 。边城油 田储层阜宁组三 段沉 积 时 ， 具有 东北 、 西北 方 向等 多物 源 。 2 储 层 特 征 汇 总 对 比 取长 度大 于 5 c m 的岩心 ， 洗油 ， 测渗 透率 、 孔 隙 度 、 含水饱 和度、 含油饱和度等基础数据 ， 并作 图进 行 对 比。对 照划 分标 准 ， 苏北 地 区储层 属 于 低孔 低 渗 、 特低 渗储层 见 表 1 。 储层 中含有黏 土 矿物 、 胶结 物 、 微裂 缝是 产生 敏 感 的 主要 原 因 ， 不 同 油 田有 不 同 的 敏 感 性 l 1 见 表 2 。对 苏北 草舍 油 田泰 州组 草 2 1井 的 岩样 进 行 分 析 ， 结 果黏 土 矿 物 中伊 利 石 含 量 为 2 O ， 绿 泥 石 含 量 为 6 8 ， 伊 ／ 蒙 混层 含量 为 1 2 ， 混层 比为 2 2 ， 是储 层具 有速 敏 、 盐 敏 、 酸敏 的 主要原 因。 台兴油 田 台 2井 阜三段 地 层胶 结 物 以方 解 石 为 主 ， 黏 土 矿 物 以高岭 石 为主 ， 次为绿 泥 石 、 伊 利 石和伊 蒙 混层 。腰 滩 油 田腰 3 B井 阜 二 段 地 层 的黏 土 矿 物 以高 岭 石 、 绿 泥石 、 伊 利石 及伊 蒙 混层 为 主 ， 胶 结 物 含量 为 3 ～ 2 5 ， 平均 含量 大 于 1 0 ， 成 分 主 要 为方 解 石 、 铁 白云石 ， 有 少量 硅质 ， 胶结 类 型 以孔 隙式为 主 。 岩 石 铸 体 资料 表 明 ， 该 地 区阜 宁组 孔 隙 分 布不 均 ， 面 孔 率 为 1 ～ 1 1 不 等 ， 以孔 径 大 于 4 ． 5 m 的孔 隙 为主 ， 其次 为孔 径 为 3 ． 0 ～ 4 ． 5／a m 的孔 隙 ， 孔径 小 于 3 ． 0 m 的孔 隙 极 少 ， 孔 隙类 型 以 次 生 溶 孔 为 主 ， 最 大孔 径 为 0 ． 1 8 8 mr n ， 最 小 孔 径 为 0 ． 0 0 1 mm， 喉道 半 径 均值 小 于 0 ． 0 0 4 mm， 配 位 数 为 1 、 2 、 3 、 4 ， 其 中 以 1 、 2为 主 ， 喉 道类 型 有可 变 断 面 收 缩 喉 道 、 片状 及 弯片状 喉 道 ， 连 通 性 为 中等 ～ 差 ， 少 数 为 较 好 ， 储 层评 价 为差 ～ 中等 ， 少数 为好 。 第一作者简介 任 以发 ， 高级 工程 师， 1 9 6 6年 生， 主 要从事 石油地 质实验 2 1 2 作。地址 江 苏省 扬州 市邗 沟路 5 o号 中石化 华 东 分 公 司 规 划 设 计 研 究 院 ； 邮政 编 码 3 0 0 4 5 l ； 电话 0 5 1 4 8 7 6 2 1 0 9 5 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2 6卷 第 2 期 任 以发 苏北地 区钻 井液损 害评价 与研 究 7 3 草舍泰州组 o ． 0 2 ～1 8 9 ． 4 8 1 7 ． 7 5 2 8 6 台兴阜一 段 1 ． 5 0 8 ～ 1 3 7 ． 7 4 3 2 ． 5 1 5 1 边城阜三段 0 ． 0 2 7 ～1 5 5 ． 6 9 1 1 ． 2 6 2 2 3 腰 滩阜 二段0 ． 0 2 ～ 7 6 ． 6 2 2 5 ． 1 4 2 8 阜一段O ． 0 2 ～ 1 6 ． 0 9 3 ． 2 1 8 3 表 2苏 北 地 区敏 感性 评 价 3 钻 井 液损 害评 价 与研 究 3 ． 1 钻 井液的激 光粒度 、 比表 面性能 分析 苏北 地 区钻 井液 的激 光粒 度 、 比表 面 实验 数据 见表 3 。由表 3看 出 ． 钻 井 液热 滚 前 后 的 黏 度 变 化 率不 同。 其 中． 两性 离 子 聚合 物 钻 井液 相 对 较好 ， 黏 度 上升率 只 有 4 ． o 8 ． 钻 井 液 中 的 固 体 颗 粒 分 散 少 ． 粒度 巾值 、 比表 面积 变化 不 大 ， 利 于安 全钻 井 和 保 护油气 层 ； 钾基 聚 合物 和 改性 正 电胶钻 井 液 相 对 较 差 ， 黏 度 上升率 分 别 为 1 7 ． 2 9 ％和 1 8 ． 6 6 ， 粒 度 中值 、 比表 面积变 化大 ， 不 利于保 护油 气层 。 一 。 3 ． 2 钻井液对储层损害模拟实验 3 ． 2． 1实验方法 与 内容 采用 S Y／ T 6 5 4 0 -- 2 0 0 2标 准 中介 绍 的方 法 。实 验 内容 采集 目的层 钻井液 样 品 ， 在 对其进 行基 本性 能 分析的 同时 ， 分 别选 取 渗透 率 高 、 中、 低 不 同 的岩 心样 品 样 品长度 大于 5 c m ， 进 行钻井 液 伤害模 拟 实验 ， 最 后算 出平 均 渗透率恢 复率 。 该方 法 的优 点是 实验 条件与 现场 比较 一致 ， 克 眼 了静 态实验 钻井 液不 循 环 ， 造 成泥 饼 过 厚 而使 实 验结 果误差较 大的缺 陷 ， 缩短 了实验 时问 ， 特别 是对 于特 低渗透储 层 ， 该方法 的优 势更 为明显 。 表 3 钻 井 液 激 光 粒 度 、 比表 面 实 验 数 据 注 热滚条件为 9 0 C、 1 6 h ； 钻井液 密度为 1 ． 2 O ～1 ． 3 5 g ／ c m。 。 3 ． 2 ． 2实验 数据 分析 与处理 苏北地 区储层 渗透 率恢 复值 统计 见表 4 。通过 总结 其变化 规律 ， 优选 出苏北腰 滩 、 边 城油 田钻井 液 配方 。对渗 透率恢 复值 达不 到 8 0 的 区块 ， 室 内试 验与 现场相结 合再 研究新 的钻 井液配 方 。 1 苏北地 区不 同油 田钻井 液损害后 岩心样 品渗 透率 平均恢 复值 。腰 1 6井 、 叶西 1 井使 用两性 离子 聚合 物钻井液 、 腰 1 O井使 用改性 正 电胶 聚合物 钻井 液渗透率恢复值的平均值都在 8 0 以上 ， 吕庄 2井 使 用两性 离子 聚合物 钻井 液 ， 其 渗透率恢 复值最 低 ， 对储层 伤害最 严重 。 2 两性离 子 聚合 物 钻井 液 在不 同 区块 的应 用 。 用 同一种 两性 离子 聚合 物钻 井 液对 岩 心进 行 伤 害 ， 台南 地 区和 草 舍 地 区岩 心 的 渗 透 率恢 复值 均 小 于 8 0 ， 边城 油 田岩 心 的渗 透 率 恢 复 值 均 大 于 8 0 。 用 金属 两性离 子聚合 物 防塌 钻井 液对苏 北地 区低渗 岩 心进行 伤害后 ， 除 了少 数岩 心 的 渗透 率恢 复 值 较 低 以外 ， 大 部 分 区 块 岩 心 的渗 透 率 恢 复 值 均 大 于 8 O ， 说 明此种 钻井液 满足 了钻井工 程 的需要 ， 对 油 气层 的伤 害率较 低 。 娜 5 9 4 r 1 2 4 7 6 7 4 1 1 3 2 ～ ～ ～ ． f ～ O 1 2 K O 狮 嚣 鼢 4 4 4 7 4 4 6 3 l O 1 3 3 l 2 7 0 8 6 4 7 5 7 r 0 8 l 7 2 5 7 6 4 9 2 9 ～ ～ ～ ～ ～ 9 8 9 1 4 ． 2 ． ． ． 1 2 7 5 6 6 3 ， 撇 孤 船 3 1 5 9 7 1 0‘ 9 一 l l O ～ ～ ～ ～ ～ ∞ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 4 钻 井 液 与 完 井 液 2 0 0 9年 3月 3 使 用 苏泰 2 8 9岩样 进 行 损 害评 价 分 析 表 明 ， 六 普腰 1 6井两性 离 子 聚 合物 防塌 钻 井 液 的渗 透 率 恢 复值均大于 8 o ； 使用中原钻井队提供 的钾基聚 合 物 防塌 钻 井 液 对岩 心 进 行 伤 害后 ， 3块 岩 心 的 渗 透率 恢复 值小 于 8 O ％， 2块 岩 心 的 渗透 率 恢 复 值 大 于 8 O 。相 比较 之 下 ， 六 普钻 井 队提 供 的两性 离 子 聚 合物 防塌 钻井 液效 果较好 。 用边 城 油 田阜 宁 组 岩心 样 品 ， 空 气渗 透 率 又 比 较 相 近 ， 六 普井 队 的两 性 离 子 聚 合 物 防塌 钻 井 液 透 率恢复值较稳定 ， 效果较好 ， 渗透率恢复值均能大于 8 O ， 钾基 聚合 物防塌 钻井 液渗 透率恢 复 值不稳 定 。 使 用 腰滩 油 田阜 宁组 的 岩样 ， 对于 腰 滩 地 区 的 储层来说 ， 六普钻井 队提供的改性正 电胶防塌钻井 液 和两性 离子 聚合 物 防 塌 钻 井 液均 适 用 于 该 地 区 ， 伤 害后 的渗透 率恢 复值 平均 值大 于 8 0 。 4 结 论 1 ．总结 了苏 北 油 田孔 隙度 、 渗 透 率 、 含 水 饱 和 度 、 敏 感性 等 的变 化 规 律 ， 这 些 参 数 的 纵 向变 化 较 大 ， 不均质 性严 重 。 2 ．腰 滩地 区 阜 宁 组 储 层 适 合 使 用 改性 正 电 胶 防塌钻 井液 和两 性 离 子 聚合 物 防塌 钻 井 液 ， 伤 害 后 的渗透 率恢 复 值 平 均 值 大 于 8 O 。边 城 油 田阜 宁 组 储 层适合 使 用两 性 离 子 聚 合 物 防 塌 钻井 液 ， 渗 透 率恢 复值 均 能 大 于 8 O 。草 舍 油 田阜 宁组 的储 层 适合使用改性正电胶聚合物防塌钻井液和钾基聚合 物 防 塌钻井 液 。 参 考 文 献 [ 1 ] 张绍槐 ， 罗平亚． 保护储集 层技 术． 北京 石油大学 出版 社 ， 1 9 9 3 E 2 3 樊世忠 ， 鄢捷 年 ， 周大晨 ， 等． 钻井 液 、 完井 液及 保护 油 气层技术[ M] ． 北京石油大学 出版社 ， l 9 9 6 E 3 2 李 克向． 保护油气 层钻 井完 井技术 [ M] ． 北京 石 油工 业 出 版 社 ， 1 9 9 3 收 稿 日期 2 0 0 8 1 2 2 5； HGF 0 9 0 2 N6 ； 编 辑 王 小娜 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m