石油钻探完井屏蔽暂堵技术

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

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