新型广谱"油膜"暂堵型钻井完井液体系研究与应用

在钻井过程中为达到保护油层的目的,通常根据油层的平均孔喉半径,在上部钻井液中加入合适粒经的暂堵剂,再配合胶体填充粒子等,将上部钻井液改造为对油层具有保护作用的钻井完井液;但往往在实际钻井中,油层孔喉半径分布范围较宽,导致改造后的钻井完井液仅对某井段具有较好的屏蔽暂堵效果,而对另外的井段起不到较好的保护油层作用.本研究针对油层非均质性强、孔径分布范围较大、油层孔径难以准确预知等特点,根据室内岩样污染评价结果,提出了采用广谱"油膜"暂堵剂GPJ进行广谱"油膜"暂堵,通过室内评价和现场应用表明,该钻井完井液体系不仅实现了对油层的广谱暂堵,而且保护油层效果更佳,可获得更大的日产油量.     

ASS－1屏蔽暂堵钻井完井液体系的实验研究

根据现场实际钻井过程,在实验室模拟ASS-1钻井完井液体系对储层岩芯进行动、静态伤害,岩芯渗透率平均恢复率可达到89%,经高压气体反向驱排之后恢复率可以提高到93%,滤饼的脱落压力小于1.0MPa,表明该体系只对储层产生轻微伤害,暂堵颗粒与储层孔隙直径相匹配,变形材料与暂堵剂、储层等配伍性良好,还可以通过储层自身压力实现解堵;岩芯从伤害端切除长约1cm后,岩芯渗透率的恢复率大幅度上升,平均可达137%,表明钻井液对岩芯的伤害深度在1cm以内;最后对岩芯不同部位通过电镜扫描,发现岩芯内部孔隙或喉道内没有任何固相颗粒侵入,进一步证明ASS-1体系的暂堵保护只发生在岩芯表面。研究认为,ASS-1钻井完井液体系选用适当粒度级别的碳酸钙作为暂堵剂是合理的,暂堵只是在井壁表面,达到了保护储层的目的,并且进一步拓宽了ASS-1体系的使用范围。     

屏蔽式暂堵技术在狮子沟油田的应用

针对柴达木盆地狮子沟构造地层特性及裂缝性油气藏易于受到损害的情况,结合地层水矿化度较高,易与外来流体发生物理化学反应形成沉积物,阻塞油气通道,因此采用高矿化度钻井液,最大限度地接近地层水性能,减少对油气层的污染。根据已完成的狮子沟E13油气层损害机理研究,制定了屏蔽式暂堵保护油气层技术措施,筛选了钻井液配方。经过在狮子沟油田狮25-1水平井的现场应用,表明屏蔽式暂堵技术既满足了水平井施工要求,又有较理想的保护油气层效果。     

自适应屏蔽暂堵钻井液技术

针对油层非均质性强及油层孔径难以准确预知等特点,采用自适应屏蔽暂堵剂ZPJ配制成自适应屏蔽暂堵钻井液,该钻井液能在无须明确预知孔喉直径的情况下,自适应封堵岩石表面较大范围的孔喉,对较宽孔径分布的油层具有很好的暂堵作用.室内评价结果表明,该钻井液的渗透率堵塞率接近100%,暂堵带强度大于9 MPa;反排渗透率恢复率超过90%,油层保护效果较好.     

欠平衡钻井完井液技术的应用探究

作为近几十年兴起的钻井技术一欠平衡钻井完井液技术,能够有效地提高勘探开发的效益,提高采收率、保护油气层、克服各种钻井复杂问题等。然而,在打开油气层后,如果钻井方式、钻井参数、钻井液性能参数等选择不当,将不同程度地对生产层产生一定的影响。本文主要通过对我国欠平衡钻井完井液技术进行探讨分析,并提出了自己的观点,希望对该技术的开发和改革具有重要现实意义。     

水溶性盐粒加重的钻井完井液

针对辽河油田曙一区油层的地质条件，对常用的钻井液处理剂进行了室内岩心渗透率损害实验和膨胀实验，优选出岩心渗透率损害小的处理剂，配制了水溶性粒粒加重的钻井完井液，并进行了现场试验。室内试验结果表明，稀释剂对渗透率不同的各种岩心的损害较小，而降失水剂对其损害较大。     

光散射法粒度测量技术在钻(完)井液屏蔽暂堵配方设计中的应用

为了使屏蔽暂堵钻(完)井液在井壁上形成渗透率接近零的泥饼,需要测量暂堵颗粒的粒度.介绍了光散射法粒度测量技术的原理、特点,并介绍了它在储层保护钻井液配方设计中的应用.与其他传统的粒度测量方法相比,它具有测量速度快、样品用量少、测量范围宽,无需用标准物进行标定等特点,是定量设计屏蔽暂堵钻(完)井液配方、优选暂堵颗粒的好方法,在石油行业及其它领域有着广阔的应用前景.利用该技术成功地为塔里木、青海、长庆等油田设计屏蔽暂堵型钻(完)井液配方.     

高渗砂岩油藏水平井储层保护钻井完井液

塔里木盆地三叠系储层为中孔中–高渗储层,孔隙结构呈强非均质性,潜在固相侵入、微粒运移、出砂、流体敏
感性损害严重,水平井完井投产后自喷、气举困难,甚至没有产量。原井浆粒度分析、动态损害评价实验表明,原井浆
对渗透率100 mD 以上的储层保护能力不佳,返排恢复率低于50%。根据屏蔽暂堵原理对原井浆进行改性,并开展了
改性浆粒度分析及动态损害评价;利用FEI Quanta 450 环境扫描电镜观察了原井浆及改性浆的滤饼结构,借助分形几
何理论分析了滤饼孔隙率、孔径和分形维数等结构参数。结果表明：改性钻井完井液能形成致密的滤饼,有效封堵储
层孔喉,返排恢复率达90% 以上。将改性配方应用到工区水平井钻井现场试验,投产后实现了开井高产自喷。     

鄂尔多斯盆地北部天然气钻井技术研究

鄂尔多斯盆地北部(简称鄂北)工区钻井技术已配套成龙，优选的井身结构经济效益明显；3KP钾基聚合物钻井液、TG无固相完井液可保证井内安全；低密度水泥浆技术已成功应用。     

自适应屏蔽暂堵钻井液技术

针对油层非均质性强及油层孔径难以准确预知等特点,采用自适应屏蔽暂堵剂ZPJ配制成自适应屏蔽暂堵钻井液,该钻井液能在无须明确预知孔喉直径的情况下,自适应封堵岩石表面较大范围的孔喉,对较宽孔径分布的油层具有很好的暂堵作用.室内评价结果表明,该钻井液的渗透率堵塞率接近100%,暂堵带强度大于9 MPa;反排渗透率恢复率超过90%,油层保护效果较好.     

分形几何理论在屏蔽暂堵剂优选中的应用

针对现有暂堵剂优选理论精确化、定量化程度不足的情况 ,在继承传统屏蔽暂堵剂优选理论的基础上引入分形几何理论 ,提出用分维数来定量描述储层岩心孔隙尺寸分布和暂堵剂粒度分布特征。以岩心孔隙尺寸分布与暂堵剂粒度分布分维数相近作为优选暂堵剂的原则 ,从而在继承传统理论的基础上建立起了屏蔽暂堵分形理论。利用此理论对新疆莫北地区储层岩心进行了暂堵剂优选和室内暂堵试验 ,取得了较好的效果 ,初步验证了理论的正确性。     

暂堵酸化试验研究

本文提供了一种暂堵剂酸化试验研究方法。对暂堵剂的油溶性、粒度分布及在酸液中的稳定性和暂堵剂与酸液的配伍性进行了试验分析,采用特殊设计的暂堵酸化试验仪器,分别研究了暂堵剂对岩芯的暂堵效率,在产出液中解堵效率,及不同渗透率岩芯的暂堵分流效率．模拟实际酸化过程的注酸顺序,进行了暂堵酸化试验研究。结果表明,采用DZ-1暂堵齐,其油溶性好,在酸液中表现为惰性,与酸液及添加剂配伍性好,并联岩芯酸化时能有效地暂堵分流,使低渗透岩芯吸酸量增大,均匀改善了各不同渗透性岩芯的最终渗透率,提高了酸化效果。结果分析表明,采用暂堵剂酸化技术可有效地解决渗透率差异较大的多层油藏均匀吸酸,均匀解堵问题,而无需进行其它分层措施,是一项值得推广的砂岩酸化新技术。     

裂缝型储层酸压暂堵材料实验研究

在裂缝型碳酸盐岩储层酸压中酸液滤失严重,导致酸蚀缝长较短,不能沟通远端储集体,以致达不到压后配产要求。控制酸液滤失是裂缝型储层酸压成功的一个关键因素,于是提出了在前置液、酸液中加入暂堵剂来实现暂堵降滤的方法。分别对100目粒径粉陶、粉砂、可降解纤维3种常用暂堵剂进行了室内实验评价,降滤失效果都较好。实验结果如下:加入粉陶后,岩心两端的压差能保持3~4 MPa压差约40 min,降滤失效果随着粉陶用量的增加而增加;覆膜粉砂能够维持在10 MPa差压以上约60 min,但是粉砂在高压下会封堵天然裂缝,对生产不利;10 mm纤维能保持2~4 MPa压差约40 min,驱替压差与粉陶较近,2 mm纤维能保持15 MPa压差约40 min,效果仅次于粉砂,纤维现场操作性较差。还对实验条件下的粉陶用量、纤维用量进行了优化,研究结果为裂缝型碳酸盐岩酸压中暂堵剂的选取提供理论依据,具有重要的现实意义。     

多级暂堵诱导分支缝开启规律

缝内多级暂堵是提高缝内净压力,激活侧向分支缝,增大侧向改造带宽,提升层内油气动用程度的有效手段之一。研究缝内多级暂堵转向规律对指导优化暂堵方案至关重要,其难点是建立缝内暂堵模拟方法。本文针对裂缝性超低渗储层,基于等效粘度方法,建立了缝内多级暂堵数值模型,系统研究了逼近角、应力差、暂堵次数对分支缝开启的影响规律,研究结果表明：①当水平应力差≥5 MPa且逼近角较大（≥60°）时,水力裂缝倾向于穿过天然裂缝,沿当前方向扩展,无法激活天然裂缝;②水平应力差≤5 MPa时且逼近角较小（≤30°）时,水力裂缝遇到天然裂缝后能够开启钝角分支;③缝内初次暂堵能够有效开启高逼近角下一级分支缝,缝内二次暂堵能够开启二级分支缝;④采用缝内多级暂堵能够提高单井最高日产油量至2倍,平均日产油量提升至3倍。本文研究成果对缝内多级暂堵压裂设计奠定了模型和方法基础。     

转向压裂暂堵剂的研究及应用进展

随着转向压裂技术的广泛应用,在该技术中起重要作用的暂堵剂也有很大的发展。然而解堵后暂堵剂难以完全溶于返排流体中,由此引起的地层伤害问题在暂堵剂的使用中一直难以消除,影响着储层的可持续开发。因此,结合暂堵剂的国内外研究现状,根据解堵方式的不同将暂堵剂分成酸溶性、水溶性和油溶性三类,对其应用、暂堵机理、优缺点、地层伤害情况及发展趋势等方面进行了综述。认为残渣量小、封堵强度高的水溶性暂堵剂是未来研究重点,其中具有自清洁性的可降解暂堵剂也是有潜力的发展方向。     

基于坐封受力模型的暂堵球封堵效果影响因素与参数优化

暂堵球在射孔孔眼及压裂裂缝中的坐封状态影响其封堵稳定性,暂堵球封堵效果决定暂堵转向压裂技术的成败。通过建立暂堵球坐封受力计算模型,研究了压裂液排量、密度、暂堵球及孔眼参数对暂堵球坐封受力状态及其封堵效率的影响,实验模拟了不同射孔参数、压裂排量及暂堵球/压裂液性能对封堵效果的影响。结果表明：暂堵球受拖拽力、脱离力及持球力随压裂液排量的增加而增大,暂堵球更易坐封;压裂液及暂堵球密度对暂堵球坐封封堵效率影响不大;暂堵球粒径大于孔眼直径时,暂堵球坐封封堵效率随粒径增加而增大,当暂堵球直径小于孔眼直径时,暂堵球不容易坐封;射孔孔眼数增加影响暂堵球坐封封堵效率。实验评价暂堵球最佳直径为9.0mm,最佳泵送排量＞4.0 m3/min,有助于提高暂堵球坐封成功率,增强暂堵压裂设计的可靠性。     

基于黏聚层单元的缝内暂堵压力演化规律的有限元数值研究

暂堵转向压裂技术是目前高效改造低渗透难动用油气藏的"杀手锏"技术,目前缺乏对缝内暂堵压力演化规律方面的研究.基于黏聚层单元理论模拟暂堵带,采用应力-渗流全耦合有限元模型,对暂堵转向压裂过程中暂堵带封堵长度、暂堵剂封堵强度、压裂液注入排量、暂堵带滤失系数等因素对缝内压力变化的影响规律进行了数值模拟研究,并通过灰色关联分析确定各因素对缝内压力影响能力的相对关系.结果表明:暂堵剂封堵长度达到5m后,暂堵带的承压能力将趋于稳定;随暂堵剂封堵强度的增大,增压幅度呈现先快速上升后逐渐放缓的趋势,缝内压力可提升超过15％,有助于缝内形成憋压;增大压裂液注入排量可缩短76.3％的升压时间,有效加快缝内压力提升速率;暂堵带滤失系数减小至某一小值后,缝内增压效果明显且趋于稳定;根据关联系数分析得出影响能力从大到小的排序为:排量>暂堵剂封堵长度>暂堵剂封堵强度>渗透系数.研究成果对指导缝内暂堵转向压裂设计具有重要意义.     

狮子沟构造带裂缝储层保护钻井液配方

针对青海油田英西裂缝性碳酸盐岩储层在钻井过程中存在的储层损害问题,开展了储层裂缝特征、储层岩石成分、储层岩石的分散性和膨胀性能分析,完成了储层固相颗粒损害、水锁损害以及敏感性损害的评价,明确了储层受到损害的主要因素.评价7种现场储层保护剂的酸溶率、油溶率、粒径范围,其中XY-2和NFA-25的可溶解性(酸溶率和油溶率)...