无渗透钻井液在川东地区的应用-.pdf

2 0 1 1 年 第 5 卷 第5 期 天 然 气 技 术 与 经 济 Na t u r a l Ga s Te c h r m．o g y a n d E e o r t o my Vo 1 ． 5．N o． 5 0c t ．2 0 l l d o i 1 0 ． 3 9 6 9 ／j ． i s s n ． 2 0 9 5 1 1 3 2 ． 2 0 1 1 ． 0 5 ． 0 1 2 无 渗 透 钻 井 液 在 川 东 地 区 的 应 用 王睿王娟李巍 中国石 J l l 庆钻探工程公司钻采工程技术研究院，四川广汉6 1 8 3 0 0 摘要 在分析川东地区的储层特征基础上，提出了无渗透保护储层钻井液技术。通过室内实验对无渗透钻 井液各方面性能进行了评价，结果表明无渗透钻井液具有较好的流变性能、抑制性能、封堵性能和保护油气层 }生 能。无渗透钻井液技术在川东地区进行了3 口井的现场应用，证实了该钻井液技术现场工艺技术可行。 关键词 无渗透钻井液流变性能抑制性能封堵性能保护油气层 中图分类号T E 2 5 4 文献标识码B 文章编号2 0 9 5 1 1 3 2 2 0 1 1 0 5 0 0 4 4 0 3 O 引言 川东地区的主要油气层一般在飞仙关 、二叠 系、石炭系，储层主要为碳酸盐岩地层，其中嘉陵 江组地层裂缝 、溶洞较为发育 ，飞仙关鲕滩 、二叠 系生物礁 、石炭系储层主要以孔隙为主要的储流空 间，二叠系泥灰岩交替沉积，钻井中易发生裂缝性 漏失 ，碳酸盐岩储层的五敏伤害较小，正常钻井中 外来固体 、液体进人孔隙或裂缝后会造成储层伤 害，并且在孔隙发育的储层易发生压差卡钻，在裂 缝发育的储层易发生流体置换等问题。针对这些问 题 ，开展了对储层无伤害且保护油气层的无渗透钻 井液技术研究 ，“ 无渗透”的意思是无液相与固相侵 入损害。 l 无渗透钻井液 1 ． 1 无渗透钻井液体 系 无渗透钻井液体系是 目前研制开发的一种新型 钻井液体系，通过在常规钻井液中加入无渗透钻井 液处理剂转化而成。与以往的钻井液体系相比，该 体系利用表面化学原理，实现在很短时间内，钻井 液在岩石表面就形成一层具有一定强度的无渗透 膜 ，将钻井液和地层隔离开，不仅防止钻井液任何 组分的进入，同时阻止压力传递，它不受液柱压差 和浸泡时间的影响，既能很好地保护油气层 ，尤其 适合对地下情况不了解的探井 ，又可以保持井眼稳 定、提高地层承压能力和防止压差黏附卡钻 [11。 1 ． 2 工作机理 根据相关文献 知识 t l ，无渗透钻井液 的核心技 术是利用特殊聚合物处理剂 油溶或水溶 ，这些处 理剂具有极其广泛的H L B 值 ，能有效封堵储层。当 加入普通钻井液中，该聚合物形成可变形的聚集体 或膜 膜在溶液中是分子成组式的，形成球状、棒状 和片状 ，在井眼内液体的压力下，这些膜在泥饼和 井壁岩石表面浓集形成胶束，依靠聚合物胶束或胶 粒界面吸力及其可变形性 ，能 自适应封堵岩石表面 较大范围的孔喉 ，在泥饼 和井壁岩石表面形成致密 无渗透膜，在井壁的外围形成保护层，有效封堵不 同渗透性地层和微裂缝泥页岩地层 ，使钻井液及其 滤液完全隔离，不会渗透到地层中，从而实现近零 滤失钻井 ，有效保护油气层。 其工作机理如图1 所示，其中 1 表示成膜，2 表 示膜在溶液中成为可变形屏障，3 表示钻井液滤失的 早期阶段在岩石表面形成膜 口 】。 2 室内研究 2 ． 1 流变性能 针对 目前川东地区各构造不同的压力系数及地 层特征， 选择用密度为1 ．2 0 g ／ c m 和1 ． 6 0 g ／ c m 的无 收稿 日期 2 0 1 1 一O 6 一O 1 修订 日期 2 0 1 1 0 9一l 3 作者简介{ 嵛 1 9 8 2一 ， ， I 程岬，从事钻扑液及 漏披术研究 44／ N a t u r a l G a s T e c h n o l o g y a n d E c o n o m y 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 总第 2 9 期 天然气技术与经济 钻井工程 图 1 无渗透钻井液工作机理示意 图 渗透钻井液对其经过 1 2 0 C 热滚 1 6 h 后的流变性能进 行评价，其结果见表 1 。 从实验结果可以看出，不同密度的无渗透钻井 液在 1 2 0 ℃热滚 l 6 h 后都具有较好的流变性能。 2 ．2 抑制性能 用6 1 0目的经烘干的泥岩岩屑5 0 g 分别加入清 水和以上两个密度的无渗透钻井液3 5 0 m L 中，并在 1 2 0 C温度下滚 动 1 6 h 后 ，将 岩屑倒A． 4 0目筛 ，并 用水冲洗 l ra i n ，将筛余物烘干至恒重，实验结果见 表 2 。 表2 无渗透钻井液抑制性能实验数据表 配方 岩屑回收率 从实验结果可以看 出 ，无渗透钻井液 的岩屑 回 收率比清水高得多，说明该钻井液的抑制性能好。 2 ． 3 封堵性能 在高温高压釜体中，装入2 O 4 0 目经烘干的沙 子 1 0 0 g ，密度为 1 ．2 0 g ／ c m 的钻井液倒人沙子上 到刻度线 ，然后分别测定在 0 ． 6 9 、2 ． 0 、3 ． 5 MP a 的压 差条件下 3 0 m i n的滤失量 ，通过滤失量的大小评价 钻井液的封堵能力，实验结果见表3 。 表 1 无渗透钻井液流变性能实验数据表 配方 P／g c m A V ／mP a s P V／m P a s Y P／P a G 1 0 ／G 1 0 ／P a ／m L 日Ⅲ P／m L p H e e 、 ； 、 、 _ 、 e e e e g ＼ g l 、 3 _ 、 l 、 _t ＼ 口0 口目＼ ‘ ＼ 镕 l ＼ 口 g ＼ 口 上接第3 9 页 表3 五丛井计算产量与统一计量产量对比表 手段，用以分析判断气井的生产现状，指导气井管 理 ；利用单井产量及节流器的相关参数可计算井底 压力，指导单井配产；通过井组 阀组 、干管 集中 计量和临时开关井作业，可实现对单井产量的评价。 参考文献 [ 1 ]刘宝和． 中国石油勘探开发百科全书 开发卷 [ M] ． 北 京石油工业出版社，2 0 0 8 ． [ 2 ]王树立，赵会军． 输气管道设计与管理E M3 ． 北京 化学 工业出版社，2 0 0 6 ． 编辑 王 富平 天然气技术与经济 ／ 45 ％ ％％ 水 愕拷 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第5 卷 王睿，等无渗透钻井液在川东地区的应用 第5 期 表3 无渗透钻井液的封堵性能实验数据表 配方 不同压差条件下3 0 ra i n 的滤失量 ／mL O ． 6 9 MP a 2 ． 0 MP a 3 ． 5 MP a 注 方 1 为 未加无渗透材料的钻 井液 ；目 方 2 为无渗透钻井液。 从实验结果可以看出，钻井液中没有加无渗透 材料前 ，钻井液在沙床上全部滤失 ，表明其封堵性 能很差 ，加入后其滤失量大大降低 ，封堵性能得到 明显的改善。随着钻井液滤液进入地层的量减少 ， 因钻井液滤液进入储层而造成对地层的水敏、水 锁、处理剂的堵塞和吸附等损害的程度也得到控 制 ，钻井液 的这一特性 ，还可 以减轻地层 的水化膨 胀 ，达到防塌的 目的。 天东8 1 和池4 8 等3 口井上进行了现场应用 ，应用情 况见表 5 。 表5 无渗透钻井液在川东地区的应用情况表 通过3口井的现场试验 ，其中高密度聚磺钻井 液加入无渗透材料转化为无渗透保护储层钻井液时 性能波动较小，稳定性较高；无渗透钻井液具有较 好的流变性能和防渗漏效果；无渗透钻井液配制、 维护简单 ，聚磺钻井液转化为无渗透钻井液也很方 便；无渗透钻井液具有较好的保护油气层效果。 2 4 保护油气层性能 4 结论与建议 选用裂缝岩心对无渗透钻井液进行保护油气层 实验 ，实验结果见表4 。 表4 无渗透钻井液的保护油气层实验数据表 从实验结果可以看出，针对压力系数较高的川 东油气井所优选的无渗透钻井液具有较高的渗透率 恢复值，说明该钻井液具有较好的保护油气层性能。 3 现场应用 无渗透钻井液先后在川东地区的天东0 0 7 一 X 1 、 1 无渗透钻井液具有较好的流变性能、抑制性 能、封堵性能和保护油气层性能。 2 现场试验表明保护储层无渗透钻井液现场工 艺技术可行 ，并具有配制方法简单 、维护方便 、能 较好地保护储层的特点。 3 建议对无渗透钻井液进行推广应用，以进一 步验证其应用效果。 参考文献 [ 1 ]S a n t o s He l i o ．N o D a m a g e D r i l l i n g H o w t o A c h i a v e T h i s Ch a l l e n g i n g Go a l I ADC／S P E 7 7 1 8 9，2 0 0 2 ． [ 2 ]罗向东，陶卫民， 刘鹏，等． 无渗透无侵害钻井液及其渗 滤性能评价方法的探讨[ J ] ． 钻井液与完井液 。2 0 0 5 ，2 2 1 5 - 8 ． 编辑 卢栎羽 国家能源局研究建立天然气储备体系 近 日，国家能源局石油天然气处负责人在 “ 2 0 1 1 中国国际石油石化暨海洋工程技术大会”上透 露，国家能源局正与相关部门合作筹备建立天然气储备体系。该负责人介绍说，目前我国的天然气主 要是利用岩穴、废弃油气田进行储备，这种储备方式建设周期太长，不能快速大容量地储备天然气。 而管道储备天然气的容量就更加有限；另一方面，储备液化天然气的储罐对资金和技术的要求都很 高，建设成本太高。因此，未来我国将研究建立更加有效的天然气储备体系，使天然气的储量有一定 的保障。 目前，我国天然气占一次能源消费的} 匕 例不到5 ％，而世界平均的比例达2 4 ％。上述负责人表 示 ，未来我 国将继续加快国内天然气的勘探 开发 ，同时大力引进 国外天然气资源，力争使天然气在一 次能源消费的比例在2 0 2 0 年提高到l o ％。 资料来源中 国石油信息资源网 46 ／ N a t u r a l G a s T e c h n o l o g y a n d E c o n o my 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m