考虑裂缝宽度及压差的裂缝-孔隙型储层屏蔽暂堵实验研究

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1、考虑裂缝宽度及压差的裂缝-孔隙型储层屏蔽暂堵实验研究刘静*作者简介：刘静，1979年生，在读硕士生，主要从事开发地质及油气储层保护理论与技术研究。地址：(610500)成都市新都区西南石油学院油井完井技术中心。E-mail:watergasoil@163.com。电话:028-83033042康毅力刘大伟游利军高波（油气藏地质及开发工程国家重点实验室·西南石油学院）摘要：孔隙型储层的屏蔽暂堵技术研究应用较成熟，而裂缝－孔隙型储层的研究不够深入，未充分考虑裂缝宽度及正压差的影响，因此有必要研究不同缝宽及压差条件下的屏蔽环暂堵效果。本文对川东北区改性后的泥浆进行评价，以碳酸盐岩为实验

2、岩心，进行了裂缝宽度分别为10mm、20mm、50mm的岩样的屏蔽暂堵实验及同一岩样在正压差为1MPa、2MPa、3MPa和4MPa的屏蔽暂堵实验。研究结果表明，改性浆对裂缝宽度在10～50mm的岩样暂堵和返排效果好，强度高，并且和该泥浆粒度峰值相匹配的裂缝宽度为50mm左右的岩样，暂堵和返排效果最好。裂缝宽度在10mm左右的岩样，合理的正压差为2MPa。关键词：钻井完井液；屏蔽暂堵；裂缝宽度；正压差；渗透率恢复值13屏蔽暂堵技术最早是针对保护孔隙型储层而提出的，已成为我国钻井完井储层保护的一个重要技术领域，获得了广泛的应用。早期的认识主要基于对中—低渗孔隙型砂岩储层的保护研究与

3、实践，经过不断总结、完善，形成了一套可以适应不同物性范围储层的系列技术。2000年以后，裂缝性储层的保护技术有了新的突破。裂缝应力敏感性评价，裂缝宽度预测方法、裂缝屏蔽暂堵实验方法的深刻认识及完善，促进了对裂缝性储层保护的技术水平提高。裂缝性储层暂堵返排恢复率可以达到80%以上，暂堵强度超过20MPa。13世界上很多高产油藏的产量几乎都是从生产层的裂缝中开采出来的。虽然天然裂缝明显改善储层的渗流能力，然而一旦钻井完井液侵入裂缝深部，将产生严重的损害，完井测试效果却远低于预测产量。因此有必要对裂缝性油藏的评价方法和保护技术进行系统研究。焦棣（1994，1995）提出动态泥饼层最小过

4、平衡压力的概念，并指出低于临界渗透率时，动态泥饼就不能形成。马喜平和赵敏（1995）指出，在泥浆动失水中，泥饼孔隙度和渗透率随压差提高而下降，厚度增大。黄立新等（2001）提出内外泥饼越致密，就越能有效的阻止固相和液相的侵入。顾军等（2002，2003）研究水泥浆对裂缝-孔隙型储层的损害机理，确定了适应各种井深的水泥浆配方和裂缝暂堵剂。何健和康毅力等（2004）提出在返排过程中，存在一个突破压力Pd，只有超过突破压力时，返排才能进行。以川东北地区碳酸盐岩储层为例，研究区的主要孔隙类型为粒间溶孔、晶间溶孔和溶洞，水平缝较为常见，裂缝的宽度分布平均宽度范围为3mm～50mm。本文通过

5、实验方法，考虑不同裂缝宽度及压差的裂缝-孔隙型储层屏蔽暂堵，研究钻井液屏蔽暂堵的合理正压差及在不同裂缝宽度条件下的暂堵效果，为有效地应用屏蔽暂堵保护技术提供合理依据。1实验材料和仪器实验采用对原浆进行改性后的泥浆，改性后的泥浆体系的配方为：原浆+3～4%裂缝复合暂堵剂(150～200目)+1～2%细目碳酸钙(1250目)+1～2%细目碳酸钙(4000目)+3%变形粒子(EP-2，90～120oC)。平均粒径为D（v，0.1）=0.42mm，D（v，0.5）=13.98mm，D（v，0.9）=65.05mm。实验岩样为川东北区长兴组和飞仙关组碳酸盐岩岩心，岩样都为人工造缝，缝为平行

6、于岩样轴向的单条裂缝，缝内无充填物。所有岩样做实验前都抽真空饱和地层水48小时。所用泥浆的常规性能及岩样的物性参数见表1~2。实验采用CWCTacid－I型高温高压动态损害评价仪（示意图如图1），对不同裂缝宽度及压差的岩样进行屏蔽暂堵、返排13及屏蔽环强度实验。该评价仪的测量参数为：（1）温度：室温~200摄氏度±2；（2）围压：2MPa~50MPa±5%；（3）泥浆循环流量：0~20l/min；（4）柱塞状岩心：直径2.54cm，长度2~8cm；重复测量误差≤ ±5%。并且能模拟钻井完井作业时泥浆固相和液相对岩心进行动态综合损害情况。表1　泥浆常规性能R(g/cm3)T(s)p

7、HB(ml)K(mm)Q600Q300Q310``/Q310`AVPVYP1.5855101.80.3114642/5.557507表2实验岩样的物性参数13岩样号长度(cm)直径(cm)孔隙度(%)Kw1(10-3mm2)裂缝宽度（mm）1#5.72.5111.03.052102#5.4342.5311.0126.389203#5.2582.565.66367.551504#4.0202.55012.2751.59985#3.4202.51010.76.464136#5.142