石油钻探完井屏蔽暂堵技术

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1、硕士2002级现代完井工程石油钻探完井屏蔽暂堵技术1一、概述保护油层系列技术是近二、三十年发展起来的。产生巨大的社会、经济效益，受到国内外重视。钻井完井过程中的油层保护技术是关键部分。“七五”已取得突出成果，基本形成了系列技术。“七五”后继续深入研究，取得了突破。研究采用提出思路，室内分析，现场试验，推广应用。2钻井完井过程中地层损害示意图31、钻井完井过程中油层保护的意义（1）造成损害的原因和地层损害类型国内外90％以上的井都是正压差打开油气层；泥浆的固相对地层孔喉的堵塞（可达100％）；泥浆、水泥浆的液

2、相（主要是水相〕损害（可达100％）。4（2）造成的严重后果产层渗透率下降10～100％；油气井产能减少10～100％；每口井恢复产能的投入增加几万～几十万元；使可供开发的油层失去工业生产价值。地层损害在中低渗透油气田特别突出，而我国70％以上的油藏都为中低渗透油气藏。52、“七五”后的技术现状经“七五”后，防止钻井完井过程的油层损害形成了成套的实用技术。（1）气体类钻井完井液（空气、雾、泡沫、充气液等）：负压差消除正压差，基本防止了固相和液相的损害。由于井壁稳定、产水、井下安全和成本等因素，其应用领域较窄，无法

3、普遍推广（即大部分井必须采用正压差）。6（2）油基类钻井完井液（正压差）消除了水相损害；但无法消除固相损害，并带来油相损害；由于成本、工艺、环保等原因，推广受限制。7（3）水基类钻井完井液（正压差）清洁盐水体系可消除固相损害，但无法消除水相损害（水锁、盐敏），提高浆体密度和控制失水困难、成本很高、工艺复杂，除研究和特殊井外，一般不采用。主要原因：油气层上部有有未被套管封隔的坍塌层，为保持该井段井眼的稳定，必须使钻井液具有较高的密度，这样钻开油层必然对油层产生一个较大的正压差；所钻油层本身就是坍塌层，钻井完井液必须具有

4、良好的防塌性能；深井深部油层高温作用等，是专用完井液难以解决的技术难题；钻遇多套含油层系，各层组之间是含粘土质的泥页岩夹层，这时专用完井液在使用中很难一直维持其原有组成和特性，仍将成为含有粘土粒子的钻井液体系，失去专用完井液的优势。8有固相无粘土钻井液体系在清洁盐水的基础上加入可溶性（酸溶、水溶、油溶）固相，可控制失水，而且固相损害可通过投产措施加以解除。但这类体系高温不稳定问题突出，而且存在一定程度的损害，成本更高。特点：体系由水相和可解除的固体粒子所构成；水相一般是与地层配伍的水溶液，显然不会是淡水，而是与地层相适

5、应的加有各种无机盐和抑制的溶液；固相部分（即暂堵剂）的作用除对体系加重外，是在井壁上形成后期可以降低去的内外泥饼，以减少失水，具有合理的级配，与油层孔喉相适应，实现在井壁表面上形成致密的外泥饼和在油层内的孔喉上架桥，并形成致密的内泥饼。这种固体粒子自身可以溶解于酸或溶解于油或溶解于水。以上两种体系必须在井下情况简单，或多下一层套管的条件下才能使用。9改性钻井液体系由于技术和经济的原因，大多数井采用这种体系。它是在原用钻井液的基础上加入与产层孔喉匹配的可溶性固相，同时调整液相对产层的抑制性和配伍性，尽可能减少地层损害，但不

6、能完全避免。改性途径：（1）调整无机离子种类与地层水的相似，并提高矿化度达地层的临界知值；（2）降低钻井液的固相含量；（3）根据孔喉直径，调整固相粒子级配（尽量减少1m的压微粒子数量）；（4）用酸溶或油溶的固相材料；（5）改善泥饼质量，降低钻井液高温高压失水；（6）选用对油气层损害小的处理剂。103、屏蔽式暂堵技术的提出及其创新技术思路（1）技术提出的背景“七五”前提出的技术无法完全解决钻井完井过程中油层保护问题；由于技术和经济原因，90％以上的井是在正压差被打开；固井水泥浆的损害无法避免；多套产层的保护无法实现；

7、现有的技术或技术路线不能作到对油层的完全保护，这是石油工程急需解决，又无法真正解决的技术难题。11（2）该技术的创新技术思路条件：泥浆中固相粒子不可消除，对地层正压差不可避免，对地层的损害堵塞客观存在。设想：利用固相微粒对油层孔喉的堵塞机理和规律，人为地在打开油层时，在油层井壁上快速、浅层、有效地形成一个损害堵塞带。快速：几分钟到十几分钟内形成；浅层：堵塞深度在十厘米以内；有效：损害堵塞带渗透率极低，甚至为零。结果：阻止泥浆对油层的继续损害，消除浸泡时间的影响，并消除水泥浆的损害12解除措施：由于损害带很薄，可通过射孔解除

8、。目的：损害带的渗透率随温度和压力的增加而进一步减小，从而把造成地层损害的两个无法消除的因素：正压差和固相粒子，转换成实现这一技术的必要条件和有利因素，从而从根本上（机理上）解决这个国内外一直未解决的技术难题。这个损害带的作用相当于阻止进一步损害的“屏蔽带”，故将此技术称为改性钻井液的屏蔽