大牛地气田无土相低伤害钻井完井液体系的研究与应用

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1、大牛地气田无土相低伤害钻井完井液体系的研究与应用王翔（中石化华北分公司工程技术研究院）摘要：大牛地气田钻井过程中发生损害的主要因素是水锁伤害以及钻井液固相侵入。为保护储层，优化出适于低孔低渗低压气藏的无土相低伤害钻井完井液体系。该钻井液可有效降低水锁伤害，具有较强的抑制性及润滑性，可消除固相污染；完井液可促进侵入地层滤液的返排，消除泥饼及乳化堵塞，具有优异的储集层保护效果，经DP6、DP9、DP11、DP12等大位移水平井验证，效果良好。关键词：大牛地气田无土相地层损害低孔低渗生物酶完井液水平井大牛地气田是中石化五大气源地之一和实现气化山东战略的物质基

2、础，位于陕西省榆林市和内蒙古鄂尔多斯市交界地区，区块面积为2003.714km2，构造位置处于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡北部东段气田内，具有良好的天然气成藏条件，资源丰富，达到了大型气田规模。大牛地气田自上而下发育盒3、盒2、盒1、山2、山1、太2、太1七套气层，压力系统属于低-正常压力、低孔、低渗，生产中表现出自然产能低或无自然产能。大牛地气田上古生界砂岩储层非均性较强，孔隙度值在1%～20%均有分布，渗透率从小于0.01mD到大于50mD均有分布。针对大牛地气田储层地质物性特征开展储层保护研究，优选低伤害-无伤害的钻井完井液体系对提高大牛地气田采收率具有

3、重要意义。一、大牛地气田地质特征1、物性特征下石盒子组、山西组、太原组储层为低孔低渗，其中盒3段储层物性相对最好，平均孔隙度10.27%、平均渗透率1.36mD；其次为盒2、太2段储层，盒2平均孔隙度为8.66%，平均渗透率0.73mD，太2平均孔隙度为8.58%，平均渗透率0.7mD；盒1、山2、山1段储层物性相对较差。盒3段储层孔隙度分布为双峰，集中在2~6%和10~14%区间内；渗透率分布不集中，扣除非储层样品，在0.8~1.6mD的区间内分布频率最高。2、孔隙、吼道、裂缝特征上古生界储层孔隙类型以粒间孔为主。下石盒子组、山西组和太原组孔隙特征基

4、本相同，平均孔隙半径27.48~38.42μm，属中孔隙，平均配位数低，分选差~中等，孔隙大小分布不均匀。上古生界各气层组平均喉道半径在0.31~0.44μm之间，相对变化幅度较小；最大连通喉道半径山1、盒1最高，盒2、盒3、山2次之，太2最低；中值半径盒3、盒2、太2在0-1μm以上，盒1、山2、山1仅0.05μm左右。3、储层敏感性特征大牛地气田敏感性评价结果表明（见表1）：储层敏感性总体为中等，其中应力敏感性、碱敏性和HF酸敏性较强，而储层速敏性、水敏性、盐敏性和HCl酸敏性为中等偏弱。表1大牛地气田储层敏感性层位气层组速敏水敏盐敏HCl敏HF敏

5、碱敏下石盒子组盒3弱～中弱弱弱强中～强盒2中弱～中中无强中盒1弱弱中中～弱强中山西组山2弱弱中～强弱强中山1弱弱弱～中弱弱～中强太原组太2中～弱中～弱中～弱弱弱中二、大牛地气田储层污染机理大牛地气田储层是典型的低孔低渗致密砂岩，储层损害机理主要为：①储层水锁损害；②储层应力敏感性损害；③储层裂缝微裂缝损害；④储层水敏盐敏损害等。1、水锁损害由于储层物性较差，滤液侵入后造成的敏感性损害和因滤液侵入后造成的水锁损害叠加后会给储层造成致命的损害，这种损害最终可能严重影响储层改造效果。储层孔隙度渗透率越小，储层孔喉越小，水锁效应就越严重。因此，大牛地气田储层水

6、锁损害的程度也将十分严重，是主要的储层伤害因素之一。2、入井流体损害对于低孔低渗砂岩气藏，钻井完井液中固相颗粒一般很难进入储层基质或储层微裂缝，因此主要是滤液侵入储层基质孔喉或微裂缝，会造成这类储层严重的伤害。钻井完井液中的一些处理剂会对地层微裂缝或基质产生一定的伤害，从而使微裂缝或储层基质孔喉变得更加细窄，流动阻力增大。大牛地气田储层裂缝不发育，存在较强的不均质性，钻井完井液的伤害主要表现在对储层基质的伤害。3、作业压力和时间损害在钻井过程中，钻井液密度越大，井底压力越大，钻井液滤失量就越大，造成储层的伤害也就越大；作业时间越长，储层受钻井液浸泡时间

7、就越长，对储层的伤害也将加大。三、无土相低伤害钻井完井液体系优选1、优选原则大牛地气田目的层具有低孔、低渗等特点，因此在钻井液选择上以稳定井壁和最大限度的减少对储集层的损害，保护气层为主。大牛地气田钻井完井液体系优选原则包括以下几点：（1）保护储层在安全的条件下，钻井液密度所造成的压力尽量接近地层孔隙压力，实现近平衡钻井；保持低固相，钻井液中的微粒含量越低越好；钻井液的抑制性较高，有效抑制地层泥页岩水化分散和吸水膨胀；钻井液滤失量低、PH值较低，减少钻井液滤液的侵入，从而减少水锁伤害。使用低固相优质快速钻井完井液体系，提高机械钻速，缩短钻完井周期，减少

8、气层浸泡时间。（2）保持井壁稳定钻井液的密度不宜低于易垮塌层的孔隙压力；在易塌层钻井，钻井液要