水平井钻井完井液侵入损害数值模拟研究进展.pdf

第 2 6卷 第 6期 2 0 0 9年 l 1月 钻 井 液 与 完 井 液 DRI LLI NG FLUI D ＆ COM P LETI ON FL UI D Vo1 ． 2 6 NO ．6 Nov e ．2 00 9 文章编号 1 0 0 1 5 6 2 0 2 0 0 9 0 6 0 0 6 9 0 5 水 平井钻 井完 井液侵入 损害数值模拟研 究进展 杨玉贵 康毅力 游利 军 李大奇 “ 油气 藏地 质及开发工程” 国家重点实验 室 西南石油 大学 ， 成都 摘 要 根据水平井钻井 完井液滤液侵入储层损害机 理 ， 从 相渗流模 型 、 多元参数 回 归模 型、 表 皮模 型、 油藏数 值模 拟技术和 固相侵入损害模 型几个 方面 ， 概述 了钻 井完井液滤液侵入和 固相颗粒侵入 损害数值模 拟技术 的研 究 进展 。指 出 了目前的研究主要集 中在 中渗 孔隙型和高渗孔 隙型储 层 中滤液侵入 数学模型 的建立及模 拟方 面， 而且 关 于内滤饼 形成和初始滤失期 间侵入储层 深部 的 固相颗粒对储层损 害程度 、 损 害分布和 生产返排 影响 的研 究还不 够充分 ， 还缺乏针对裂缝性致 密储 层钻井完井液侵入 动态损 害 的模 拟研 究； 强调水 平井侵 入损 害 的动态模拟在 充 分考虑到钻 井完井液的浸泡 时间、 储 层非均质性 、 钻 具偏 心运动和 重力作用 等 因素 的影响 的同时 ， 应该重视水 平井 裂缝性 、 致密储层 的动 态损害 的模 型研究 ， 特别是 固相颗 粒的侵入 ， 对滤液损害动 态及返排 恢复过 程的影 响的模 拟 研 究 。 关键词 水平井； 防止地层 损害 ； 钻 井完井液； 固相颗粒侵 入； 数 学模 型 ； 综述 中 图分 类 号 TE2 5 4 文 献 标 识 码 A 建立 钻井 完井 液侵 入储 层 的数 学模 型 能够 准确 定量描述水平井损 害动态特征 ， 为高效解 除钻井完 井液 损 害 的射 孔 、 酸化 和压 裂 等后续 作 业提 供依 据 。 一 般情况下 ， 在正压差作用下钻开储层 ， 钻井完井液 会 向周 围 的储 层 渗 滤 ， 在 井壁 上 形 成 一 层 滤 饼_ 1 。 ] ， 而且 滤 液对储 层 可动 烃类 的驱 替实 际 上是 一个 相渗 流 过程 _ 4 ] 。侵 入 过程 的传 统 研 究 方 法 是 基 于 一 种 阶跃模型， 滤液以活塞状驱替原始储层流体 ， 呈台阶 状侵入剖面 。然而， 在 实际侵入的过程 中， 饱 和度 、 电阻率等参数的变化是一个渐变过程 。研究表 明， 滤 液侵 入 主要 以驱 替 、 混 合 和 扩 散 3种 动 态 过 程 进 行 。 1 钻 井完井液滤液侵 入模 型 水平井钻井完井液储层损害数学模型的建立涉 及 了物质 平衡 、 相渗 流 理论 、 扩 散理论 和 深层 侵入 理 论 等 内容 。 目前滤 液 侵入 的模 拟研 究 主要 为 中渗 孔 隙型和高渗孔 隙型储 层滤液侵入损害 、 外滤饼形成 数学模型的完善和室 内实验与油藏数值模拟耦合的 优 化 。 1 ． 1 单相渗流模型 许 多储 层损 害模 型 都 是针 对 单 相 流 系统 ， 这 一 假设 一般 只适用 于 室 内岩 心 专项 实 验 的情 况 ， 实 际 的储 层 渗流 情况 比较 复 杂 。但 了解单 相 渗流模 型对 于进一步研究多相流系统具有借鉴意义。这类模型 多 是基 于直 井相 关 理 论 进 行 推 导 的 ， 忽 略 了钻井 完 井 液 中 固相 颗粒 的侵 入 和储 层 渗透率 各 向异性 对 损 害 动态 分 布 的影 响『 6 。 。 1 9 8 7年 Do n a l d s o n等 提 出 一 种 钻 井 完 井 液 与 储层流体混合情况下 ， 滤液侵入和对流一 扩散滤液传 输 的漏 失 活塞 模 型 。它 针 对 线 性 流 建 立 公 式 ， 采 用 经 验 确定 的 衰减 滤失 速 率 方 程 模 拟 滤 饼 效 应 ， 忽 略 了颗 粒侵 入 的 影 响 。1 9 9 4年 C i v a n等 对 该 模 型 适 用 于实 际 井 眼 径 向滤 液 侵 入 方 向进 行 了 改 进 j 。 2 0 0 4年马 向东等根据达西定律 和地层体积模型 ， 假 设 滤 饼厚 度 与侵 入 量 之 间 是 线性 关 系 ， 得 到 滤液 侵 入体 积 与 平 均 侵入 深 度 之 间 的关 系 。2 0 0 4年 Ma r t a i n s 等假 设 滤 饼 厚 度 由 固相 浓 度 及 侵 入 量 决 定 、 其渗透率是常数等 ， 根据压力平衡和滤饼体积守 恒推导出线性滤失量与时间的关系 基金项 目 四川 省杰 出青年 学科 带 头人 培 养 基金 项 目 O 7 Z Q0 2 6 1 1 3 ， 中国石 油 天 然 气集 团公 司应 用 基 础研 究 项 目 0 7 A2 0 4 0 2 和 国 家 重 大 油 气 专 项 课 题 2 0 0 8 Z XO 5 O 2 2 ～ 0 4 。 第一作者简 介 杨 玉贵， 1 9 8 3年 生， 在读硕士研 究生， 现在 主要 从事 储层保 护理论 与技 术研 究J - 作 。地 址 四川 省成都 市 新都 区西南石油大学油井完井技术 中心 ； 邮政编码 6 1 0 5 0 0 ； 电话 0 2 8 8 3 0 3 2 1 1 8 ； E ～ ma i l y y g s wp i 0 3 1 2 6 ． c o m。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 0 钻 井 液 与 完 井 液 2 0 0 9年 l 1月 径 向流 条件下 ， 侵入 半径 与时 间关 系 的方 程 -『 』 R inv ln R im1 S S 嘛 j f P 一。 一， ～ J K f R f 一 - - I R inv In p of JR inv In 式 中 ， △P为 驱替 压差 ； A、 h 分别 为 多孔 介 质 的面 积 、 厚度 ； 。 、 为油相 、 滤 液黏 度 ； K 、 K 分 别 为多 孔介 质 、 滤 饼 的渗透率 ； C 为 固相浓 度 ； 为 液相体 积 ； 为滤 饼孔 隙度 ； R R 分 别 为滤 饼 内 、 外 半 径 ； R ⋯ R 分 别 为 滤 液 侵 入 半 径 、 油 相 被 推 进 距 离 ； S ⋯ S 。 为残余 油 、 束 缚水 的饱 和度 。 2 0 0 7年 Wa l d ma n n等 扩 展 了 Ma r t a i n s的研 究 方法 ， 假设 滤液 在多子 L 介质 和滤 饼 中为 活塞 式 流动 、 多孔 介质 各 向 同性 等 ， 推 导 出取 心 完 井 液 侵入 岩 心 的解 析式[ 1 。 1 ． 2 两相 渗流模 型 许 多学 者 未采 用 活 塞 式 驱 替模 型 ， 选 择 两 相 渗 流理 论 和扩散 理论描 述钻井 完井 液 滤液 的 动态 侵入 特征 。一般 认 为水基 钻井完 井液 滤 液侵 入储 层 是典 型 的水驱 油过 程 ， 以油水 两 相 渗 流 理 论 和 离 子扩 散 方程 为基础 ， 假设 储层 中岩 石和 流体 均 可压 缩 ， 流体 渗流 遵循 D a r c y定 律 ， 考 虑 毛 细 管 压 力并 忽 略重 力 的影 响 ， 则 在径 向驱替 过 程 中油 水非 混 相驱 流 动 方 程及 滤液扩 散方 程如 下 “ ] 1 a KK a P ] 。 d L ‘ ‘ 十q w r r、H w { r， 一 l0 S 3 1 [ 、J - I- q 。 。 L‘ ■‘ __ 。 一 s。 P 一 P。一 P S。 S 一 1 _ 1． r r 3r k 一 翌 3t 4 5 6 式 中 ， P 。 、 P 、 P。 分 别 为 油 相 、 水 相 、 毛 管 压 力 ； S 。 、 S 为 油 、 水 饱 和 度 ； p o 、 为 油 、 水 相 黏度 ； K⋯ K 为油、 水相对渗透率 ； 』0 。 、 l0 为油、 水密度 ； K、 为储 层 渗透 率 、 孔 隙 度 ； q 。 、 q 为油 、 水 产 量 ； r为 储 层 中 距 井轴距 离 ； t 为 时 间 ； C 为地 层 混 合液 的矿 化 度 。 结 合 电阻率径 向变 化 的 特点 ， 根 据 上述 方 程 即可 求 出含水饱 和度 、 矿 化度 、 压力及 滤 液侵 入 深度 的径 向 分 布规 律 。 2 0 0 2年汪 伟英 等 用 对 流一 扩 散 和质 量 守 恒 相 关 理 论 ， 建 立 了侵 入 近井 带 滤 液 浓 度 随 径 向距 离变 化 的数学 模 型 。 一 。2 0 0 5年 P a r n a n u r a l 等模 拟研 究 了 水平井 两相 系 统 中钻 井 完 井 液 的 侵 入损 害 ， 使 用对 流一 扩散方程的数值解描述侵入 流体浓度分 布与侵 入半径口 。模型建立的基础是单 相径 向流、 非混相 驱替 、 没有 微粒 侵入 等 。2 0 0 7年 游 利军 等 引 入 标定 毛细 管 自吸 的 C i l 方 程 ， 建 立 了综 合 利 用 地 质 参 数 和工程 参数 的钻井 完 井 液 滤 液 侵 入 量 的数 学 模 型 ， 求解模 拟 了近井 带液 相饱 和度分 布口 。 1 ． 3 多元 参数 回归模 型 影 响钻 井完 井 液 侵 入 损 害 的 因素 主要 有 三类 储 层物 性 储 层压 力 、 渗透 率和 毛细 管压 力 等 、 钻井 完井 液性 能 密度 、 固相 颗 粒 含 量 及 级 配 、 滤 液 与储 层流体 配伍 性等 和施 工参 数 钻进 压 差 、 速率 、 钻 具 偏心度 和 浸泡 时 间 等 。这 些 因素 的综 合 影 响 使 侵 入损 害机 理变 得非 常复 杂 ， 理 论 模 型 的建 立 及 应用 受到一 定 限制 ， 故 众 多学者 都 引入 了概 率统 计 理论 ， 用多元 参数 回归 分析 方法 进行 了研究 。 1 9 9 2年蒋 官澄 等 、 2 0 0 3年王 松 等通 过对 实 验数 据进行 多元 非线 性 回归 处 理 ， 采 用 流 体 流 过 一定 长 度 岩样 所产 生 的压 耗 和 达 到 岩 样末 端 的 时 间 ， 建 立 了钻井 完井 液侵入 的压 力分 布模 型 和最 大侵 入 深度 模型 。2 0 0 2年周福建 和杨 贤友等根据大量实 验研究 结果 ， 建 立 了用 现 场 易 得 的钻 井 完井 液性 能 资料 、 储 层 资料及 工 况条 件 资 料 预 测 钻井 完 井 液 损 害储 层 深度模 型 。2 0 0 8年 Di n g等 用 RS M 法 建 立 回归模 型 ， 通过 实验 和 近 井 带 储 层 损 害模 型确 定 回归模 型 中的 系数 ， 评 价 不 确 定 参 数 对储 层 损 害 的 影 响 ， 研 究表 皮 因子 的随机 分 布 。用 目标 函数 表 征 各 网格块 中随 表皮变 化 的储层 损 害 Ⅵ J S 1 ， ⋯ ⋯ ， S 一 Q 一 q S ⋯ “， S M 。 i 一1 8 7 式 中 ，S 为沿 井单元 井 段表皮 系数 一1 ， 2 ， ⋯ ， M ； c 一 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2 6卷 第 6期 杨 玉贵 等 水平 井钻 井 完井 液侵入 损 害数 值模 拟研 究进 展 7 1 Q 为用 近 井 储 层 损 害 模 型 计 算 的 单 元 井 段 流 量 ； NP 为总井 段 数 ； q 为不 考 虑 损 害 时 用 近 井 流 动 模 拟 器计 算 的流量 。 用 多元 回归 模 型描述 钻井 完 井液 侵 入 损 害具 有 方法简单、 直观的特点， 但模型建立在大量实验数据 的统计 分析 基础 之上 ， 经 验性 和不 确 定 性较 强 ， 其 应 用 具有 很大 的局 限性 。 1 ． 4 表 皮 模型 根 据水 平井 钻 井 完 井 液 侵 入 储 层 的特 征 ， 主 要 考虑沿 井储 层损 害程 度 随浸 泡时 间 的不 同而 变化 的 特点 ， 研究 者假设 出近井 带 损害 区 域形 状 ， 用 表皮 方 程描 述损 害程 度 。1 9 9 3年 F r i c k等 假设 沿 井 损 害 区 域 为大头 端靠 近 水 平 井 段 跟 部 的 截 顶 椭 圆锥 体 ， 长 短轴之比等于各 向异性指数 ， 截顶椭圆锥体在渗 透率 各 向 同性 时 的横 截 面 呈 圆 形 ， 其 它 情 况 下 为 椭 圆形 。则 描述 水平 井损 害 的表皮 方程 为 l 2 S 。 r 一] 一 [ 一 ] 1 n l _ √ 号 [ 十 ] l l J 9 式 中 ， a s H , m a x 为椭 圆 最大 水 平 方 向 半轴 长 ． r l 为井 筒 半径 ； 忌 为损害渗透率 ； k为储层原始渗透率 。 2 0 0 2 年 F u r u i 等 改 进 了 上 述 模 型 ， 认 为截 顶 椭 圆锥体 长 短轴 之 比同 等 压 线 变 化 规 律 一 样 ， 随损 害 区域 扩大 而 不 断 增 大 [ 2 。2 0 0 3年 刘 晓旭 等 假 设 水 平井钻 井完井 液侵 入损 害形状 与 F r i c k模 型 的相 同 ， 采 用 卡特模 型 ， 根据 物质 守恒 方 程 得 到不 同井 段 位置 处滤 失量 、 等 效 损 害深 度 和 损 害 带 半径 ] 。表 皮模 型可 以很 好地 描述 近井 带 表皮 系 数 和损 害 渗 透 率的分布 ， 但不能展示 出滤液和 固相侵人 的具体 动 态特 征 ， 如滤 液侵 入深 度及 在井 周 的动 态 分 布特 征 ， 它 只是描 述综 合损 害 程度 的参 数 。 1 ． 5 油 藏数值 模 拟型 近些 年 ， 很多 学 者 引进 油 藏 数 值 模 拟方 法 研 究 钻井 完井 液侵 入 损 害 ， 借 助 仿 真 模 拟 软件 进 行 油 藏 尺度 内的损害模 拟。他们在关注损 害本身 的同时， 加强 了损 害对 后 期 返 排 效 果 的 研 究 ， 不 断优 化 实 验 模型和油藏数值模拟技术的耦合 ， 以得 到更可靠 的 损 害 对 产 能 影 响 的 规 律 。2 0 0 2年 和 2 0 0 3年 Di n g 等从 室 内水基 钻井 完井 液损 害 实验 得 到 滤液 侵 入 动 力 学参数 、 滤 饼性 能 、 滤液／ 油相 相对 渗 透 率 曲线 ， 结 合标准水驱理论进行滤液侵入模拟 ， 建立 了一个基 于椭 圆坐 标变 换 的 网格系 统 ， 提 出 了各 向异 性介 质 、 近井带 流动 数值 模 拟新 方 法_ 2 。 ] 。2 0 0 4年 wu和 T o r r e s Ve r d i n等用数值方法模 拟直井 、 水平井和大 斜 度 井 中滤液 侵 入 过 程 ， 针 对 水 平井 中钻 井 完 井 液 循 环 和 重力作 用 ， 认 为 滤 液侵 入 速 率 随 井 壁 角 度 变 化 而变化 。井 筒 被 分 成 2 8个 角 度 单 元 ， 每 个 单 元 的滤 失速 率如 下 1 r一 ／ 、 ] q a ， ￡ 一 s i n f 号l 一 J f q 1 0 式 中 ， 为井 段 单元 与 水平 段 底 部 方 向 的夹 角 ； t 为 时间； N为总单元数 ； q 为侵入速率； q c e ， ￡ 为角度 为 的井 段单 元 的侵 入速 率 ； q 为 1 8 0 。 和 9 O 。 井段 单 元 问 的速率 差 。 2 0 0 5年 s u r y a n a r a y a n a等 、 2 0 0 6年 R a ma l h o等 用径 向可调 的岩 心 尺度 的三 维模 拟 系 统获 得 滤失 侵 入 数据 及其 对 近 井 带 饱 和 度 与 压 力 的 影 响 ， 通 过 特 殊岩心实验得到束缚水饱和度下 的相对渗透率值及 固相侵入对渗透率恢复值 的影 响， 以此为基础建立 模型 ， 研究水平井侵入损害及其对返排 的影响口 。 2 0 0 7年 wu等模拟研究 了裂缝 性水平井钻井 完井 液 滤液 侵 入及 其 清 除 对 井 动 态 的 影 响 ， 它 将 钻 井 程 序 及滤 失 实验 数 据 融 人 多相 流 油 藏模 拟 器 ， 用 弹 性 两相流 方程 描述 侵入带 及油 藏 中流体 的流 动 。 2 0 0 8年杨 震 等考 虑 了重 力 以 及 渗 透 率 各 向异 性 的 影 响 ， 运 用 三维 有 限差 分 法 模 拟 了大 斜 度 井 井 筒 周 围压力 、 流体饱和度和电阻率 的分布情况 。结果 表明， 在斜井环境下 ， 当井眼与原始储层存在明显压 力差时， 重力对钻井完井液滤液侵入影 响不明显 ； 当 储层渗透率为各 向异性时 ， 钻井完井液侵入不仅受 储层水平渗透率影响 ， 同时受到储层垂 向渗透率 和 井 斜角 度 的影 响 。 2 钻 井完井液 固相颗粒损害模 型 当钻 井完 井液 固相 颗粒 以悬 浮 状 随 滤液 进入 储 层 孔 隙时 ， 由于 储 层 孔 隙 结 构 的不 均 匀 性 ， 孔 喉 形 状 、 大 小及 弯 曲程 度 的随机 变化 ， 迫 使 进 入孔 喉 的滤 液流动速度不停地改 变。同时 ， 由滤液携带进入储 层 孔 喉 的 固相 颗 粒 受 重 力 、 惯 性 力 以及 液 体 分 子 的 布朗运 动 等作 用 ， 不 断 地 碰撞 孔 壁 ， 动 量 不 断 损 失 ， 直 至被 孔壁 捕捉 而 黏贴 在孔 壁上 或 在 孔 喉 中沉 降下 来 ， 造 成对 储层 孔 喉 的 堵 塞 。 固相 颗 粒 被 储 层 孔 隙 捕 捉 而造 成堵 塞 的机理 主 要有 滤 除 、 惯性 作 用 、 扩 散 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 7 2 钻 井 液 与 完 井 液 2 0 0 9年 1 1月 作用、 沉淀作用和水力效应等 ． 2 8 ] 。 1 9 9 1 年张宁生 、 1 9 9 2年蒋官澄等在分析研究颗 粒及 滤液 侵入 孔 隙机 理 的 基 础 上 ， 对 颗 粒及 滤 液 在 静 态 、 动 态条件 下 侵 入储 层 而 使储 层 受 到损 害 的 问 题 建立 了数 学模 型[ 1 。 。1 9 9 3年 刘 应 学 等 考 虑 钻 开储 层 时黏土 水 化膨 胀 、 颗 粒 沉 积 与 释 放 等对 井 周 储层渗透率的影响， 假设储层均质各 向同性 、 流体不 可压缩 和滤饼 厚 度不 变 等 ， 建 立 一 套 评 价 钻井 完 井 液对 储层 损害程 度 的数学模 型 _ 7 ] 。 1 9 9 9年 C i v a n根据 体积 守恒 和 F o r c h h e i me r 惯 性 流动定 律建 立 了 一个 表 面 模 型 ， 吸 收 了 压缩 性 滤 饼 孔 隙度 和渗 透 率变 化 的经 验 关 系 ； 针 对 井筒 附近 的径 向流和裂 缝附 近的线 性流 的快 速滤 失 进行 了模 拟 ， 研究 了线性 、 径 向滤失 过程 中 的非达 西 流动 对滤 饼厚度和滤 液体积 的影 响 ] 。2 0 0 1年 S h a r ma和 S u r i 通 过理论 分析 和实验 的方 法研 究 了钻 井完 井液 中 固相 颗粒 的侵 入 损 害机 理 ， 提 出一 种 新 的 固 相颗 粒多组分滤失模型 ， 实现了对钻井完井液侵入损害 程度 的 预 测 和 固相 粒 度 分 布 状 况 的 优 化 设 计 。 该模型考虑了同一体系中不同级配的固相颗粒侵入 对滤失过程的影 响。2 0 0 6年范翔字等根据物质平 衡理论 ， 综合利用钻井、 储层物性和测井等参数实现 了滤液 侵入深 度 的计算 ， 引 入钻 井 完 井 液 颗 粒 进 入 系数 ， 建立 了定 量计 算 钻 井 完井 液 固相 侵 入 深 度 的 数学模 型l l3 。 j 。 3 存在 问题及 进一步研 究方 向 在钻井完 井 液 中 固相 颗 粒 侵 入 较 浅 时 ， 滤 液 的 侵入仍然会很深 ， 因此众多研究者都认为滤液侵入 是引 起近井带 损 害 的原 始机 理 ， 并 针 对 滤 液 侵 入 问 题进行 了大量 研究 。但 是这并 不是 说 固相 颗 粒侵 入 的影 响就可 以忽 略 。从 文献 中数 学模 型 的建 立过 程 发现 ， 针对 内滤 饼 和瞬 时 滤 失期 间侵 入 储 层 深 部 的 固相 颗粒对侵 入损 害及 返排 的影 响研 究不 够 。为 了 简化起见， 模型中一般都会假设无 固相颗粒侵入 ， 固 相颗粒只是沉积在井壁处形成外滤饼 ， 仅考虑 了外 滤饼对侵入损 害的影响， 忽略了内滤饼 和侵入深部 的固相颗粒的存在， 模拟滤液返排时， 假设外滤饼不 存在 或仅用 一个 系数表 示其 对产 能 的影 响 。但 是在 实 际的油气 井 投产 过 程 中， 外 滤 饼 可 以 很 容 易地 被 清除掉 ， 对井的产能影响也较小 ； 内滤饼则往往要通 过化 学或 生物 技术 进 行 解 除 ， 侵 入 深 部 的 固相颗 粒 则可能永远滞 留在储层之 内， 对储层造成 了永久性 的损害， 这 2者对储层渗透率 的损害和滤液返排渗 透率恢复的影响是 相当大的。因此 ， 数值模 拟过程 中应体 现 出 内滤 饼效应 和 瞬时滤 失 过程 中侵 入 储层 深部 的 固相 颗粒 的影 响 ， 兼 顾 内外滤 饼 形成 、 固相颗 粒 的深部侵 入 、 近 井 流体 侵 入 和 生 产 返 排 间 的相 互 作用 。 水 平井 钻井 完 井 储 层 损 害 ， 动 态 特 征有 别 于直 井的， 它应考虑到沿井储层浸泡时间的差别 、 钻具偏 心运 动对滤 饼 质量 的影 响 、 重 力 作 用 和 渗 透 率各 向 异性 等 因素对 侵 入 损 害 的影 响 。高 渗储 层 中 ， 重力 对滤液侵入分布的影 响不容忽视 ； 低渗特低渗储层 中 ， 储 层孔 喉非 常 细 小 ， 毛 细 管 压 力很 大 ， 由毛 细管 压力引起的 自吸作 用是非常显著 的， 它往往会导致 滤液更 深 的侵 入 ， 这 些 在建 立 数 学 模 型 的 过 程 中都 应 给予充 分考 虑 。 同 时 ， 特 低 渗 储 层 中常 伴 随 着 裂 缝发育， 钻井时井筒压力的波动和工作液的侵入都 会引发井周围裂缝处的渗流场发生改变。这必然使 裂缝中固相颗粒的侵入特征及沉积特征迥异于孔隙 型储 层 ， 而且 目前 的模 拟研 究 主要 集 中在 中、 高渗 孑 L 隙型储层 中的侵 入 损 害方 面 ， 对 于裂 缝 性 储 层 钻 井 完井液侵入损害数值模拟研究进行得很少， 亟待加 强研 究 。 4 结 束 语 1 ．滤失侵入 的动态模拟是一个 复杂的综合过 程 ， 它应 包括 内外 滤饼性 质估 测 、 滤液 侵 入 的多相 流 模型的建立和滤液返排过程模拟研究 等内容 。要充 分利 用深 层侵 入理 论 、 物 质守 恒 、 相 渗 流 理论 和 扩散 理论等建立一套与实际井况相符合的描述损害的数 学 模型 ， 并结 合计 算机模 拟 进行研 究 。 2 ．水 平井 固相 和滤 液 侵 入 损 害 数 学 模 拟 不 能 简单地照搬直井 的模型 ， 要充分考虑到水平井段渗 透 率各 向异性 、 沿 井不 同浸 泡时 间 、 重 力 作用 和 钻具 偏 心运 动等 因素对 侵入 损 害分 布的影 响 。 3 ．应 重视 水 平 井 裂 缝 性 致 密储 层 动 态 损 害 的 模型研究， 特别是固相颗粒侵入对滤液损害动态及 返 排恢 复过 程 的影 响 的模 拟研究 。 参 考 文 献 [ 1 ] 刘振武． 油气 层损 害及其 对石 油勘探 开发 效益 的影响 [ J ] ． 新疆石油地质 ， 1 9 8 7 ， 8 3 4 3 5 2 [ 2 ] D i n g Y， R e n a r d G ． Mo d e l i n g o f n e a r w e I l b o r e f o r ma t i o n d a ma g e f o r o p e n h o l e h o r i z o n t a l we l l s i n a n i s o t r o p i c 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 2 6卷 第 6期 杨玉贵等 水平井钻井完井液侵入损 害数值模拟研究进展 7 3 [ 3 9 me d i a[ R ] ． S PE 8 2 2 5 5 Di n g Y ，Lon ge r on D，Re na r d G ， e t a 1 ． M o de l i n g of b o t h n e a r we l l b o r e d a ma g e a n d n a t u r a l c l e a n u p o f h o r i u z o nt a l wel l s dr i l l e d wi t h wa t e r ba s e d d r i l l i n g f l ui ds L J ] ． S P E J o u r n a l ， 2 0 0 4 ， 9 3 2 5 2 2 6 4 [ 4 ] 张建华 ， 胡启 ， 刘 振华． 钻 井泥 浆滤液 侵入 储集 层 的理 论计算模 型E J ] ． 石油学报 ， 1 9 9 4 ， 1 5 4 7 3 7 8 [ 5 2 张松扬 ， 陈玉魁． 钻井液侵入机理 特征及影 响 因素研 究 [ J ] ． 勘探地球物理进展 ， 2 0 0 2 ， 2 56 2 7 3 1 [ 6 ] C i v a n F著 ， 杨凤丽译 ． 油 层伤害 原理 、 模 拟 、 评 价和防 治[ M] ． 北京 石油工业 出版社 ， 2 0 0 3 [ 7 ] 刘应学 ， 李 淑廉 ， 黄 鹤． 钻井 泥浆对 储层 损 害的理 论预 测模型E J ] ． 江汉石油学 院学报 ， 1 9 9 3 ， 1 5 1 6 8 7 7 [ 8 ] 马向东 ， 何云均 ， 武云龙． Z J D构造 E l f l 段含气砂 岩储层 钻井液侵入影响分析E J ] ． 西部探矿工程 ， 2 0 0 4 ， 2 6 2 6 4 [ 9 ] Ma r t i n s A L， Wa l d ma n n A T A， Ar a g a o A F L， e t a 1 ． Pr e d i c t i ng a nd mo ni t o r i n g f l ui d i nv a s i on i n e xpl or a t or y d r i l l i n g[ R] ． S P E 8 6 4 9 7 [ 1 o ]Wa l d ma n n A T A， L e a l R A F ， P i r e s I J ， e t a 1 ． Mi n i mi z i n g d r i l l i n g f l u i d i n v a s i o n i n c o r i n g o p e r a t i o n s[ R] ． SPE l 07 6l 8 [ 1 1 ]刘 向君 ， 陈福 煊． 泥浆滤液 径 向侵 入特征研 究 [ J ] ． 西南 石油学院学报 ， 1 9 9 5 ， 1 7 1 8 3 8 8 [ 1 2 ]谢关宝 ， 范宜仁 ， 吴海燕 ， 等。 储层泥浆侵人 深度预测方 法研究[ J ] ． 测井技术 ， 2 0 0 6 ， 3 O 3 2 4 0 2 4 2 [ 1 3 ] 汪伟英 ， 胡荣 ， 高 振龙． 确定 钻井液 侵入油 层伤 害 的数 值模拟计算方法 [ J ] ． 钻 井液与完井液 ， 2 0 0 2 ， 1 9 5 1 0 12 [ 1 4 ]P a r n a n u r a k S ， E n g l e r T W． Mo d e l i n g o f f l u i d f i l t r a t i o n a n d n e a r - w e l l b o r e d a ma g e a l o n g a h o r i z o n t a l we l l [ J ] ． J o u r n a l o f P e t r o l e u m S c i e n c e a n d E n g i n e e r i n g， 2 0 0 5 ， 4 6 5 1 4 9 1 6 0 E 1 5 ]游利军 ， 康毅力 ， 杨玉 贵 ， 等． 致密砂 岩气 藏钻井完 井液 滤液 自吸损 害计算 机模 拟[ J ] ． 钻 采工艺 ， 2 0 0 7 ， 3 0 5 7 4 77 [ 1 6 ] 蒋官澄 ， 鄢捷 年 ， 吴学 诗． 计 算钻 井液侵 入储层 深度 的 数学模型 [ J ] ． 钻井 液与完井液 ， 1 9 9 2 ， 9 6 1 2 1 9 [ 1 7 ]王松 ， 胡三清 ， 刘罡． 水平井钻 井液 、 完 井液损害油 气层 的数学模型E J ] ． 特种 油气藏 ， 2 0 0 3 ， 1 0 4 6 5 6 9 E l 8 ] 周福建 ， 杨贤友 ， 刘雨 晴， 等． 用现场资料 预测钻井液损 害储层深度 [ J ] ． 钻井 液与完井液 ， 2 0 0 0 ， 1 7 4 8 - 1 0 E 1 9 ]Di n g Y， R e n a r d G， He r z h a f t B ． Qu a n t i f i c a t i o n o f u n e e r t a i n t i e s f o r d r i l l i n g i n d u c e d f o r ma t i o n d a ma g e I- j ] ． S P E P r o d u c t i o n Op e r a t i o n， 2 0 0 8 ， 2 3 2 2 2 1 2 3 1 E 2 o ] F r i c k T P ， E c o n o mi d e s M J ． Ho r i z o n t a l w e l l d a ma g e c h a r a c t e r i z a t i o n a n d r e mo v a l[ J ] ． S P E P r o d u c t i o n ＆ F a c i l i t i e s ， 1 9 9 3 ， 8 1 1 5 2 2 [ 2 1 ]F u r u i K， Z h u D， Hi l l A D ． A r i g o r o u s f o r ma t i o n d a ma g e s ki n f a c t o r a nd r e s e r v oi r i nf l o w mod e l f or a h or i z o nt a l we l l E R] ． S P E 7 4 6 9 8 [ 2 2 2刘晓旭 ， 胡永 全 ， 赵金 洲． 水平 井伤 害 的分析 计算 [ J ] ． 石油 钻采工艺 ， 2 0 0 3 ， 2 5 6 4 7 5 0 [ 2 3 ]Wu J H， To r r e s Ve r d i n C， S e p e h r n o o r i K， e t a 1 ． Nu me r i c a l s i m u l a t i on o f mud - f i l t r a t e i n va s i o n i n de v i a t e d we l l s [ J ] ． S P E R e s e r v o i r E v a l u a t i o n E n g i n e e r i n g ， 2 0 0 4 ， 7 2 1 4 3 1 5 4 [ 2 4 2 S u r y a n a r a y a n a P V， Wu Z， R a ma l h o J ， e t a 1 ． Dy n a mi c mod e l i ng of i nv a s i on d a ma ge a nd i mpa c t on pr o duc t i o n i n h o r i z o n t a l we l l s [ R ] ． s PE 9 5 8 6 1 ， 2 0 0 5 1 o 9 - 1 o [ 2 5 ]R a ma l h o J ， wu Z ， Va i d y a R N， e t a 1 ． Q u a n t i f i c a t i o n o f o v e r b a l a n c e i n d u c e d i n v a s i v e d a ma g e a n d t h e e s t i ma t i o n o f e q u i v a l e n t s k i n e f f e c t o n p r o d u c t i o n [ R ． S P E ／ I ADC 1 0 4 4 6 7 ， 2 0 0 6 1 0 1 6 - 1 8 [ 2 6 ] Wu z， Va i d y a R N， S u r y a n a r y a n a P V． S i mu l a t i o n o f d y n a mi c f i l t r a t e l o s s d u r i n g t h e d r i l l i n g o f 3 h o r i