水平井油气层保护技术

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1、水平井油气层保护技术中国石油大学(北京)石油天然气工程学院蒋官澄2009年3月13日与直井相比，水平井与油气层接触的时间和面积要大得多，油气层损害是影响油气井产能更重要的因素。并且水平井在计算表皮系数时必须考虑渗透率的各向异性指数，因此在研究方法和保护措施方面有许多不同之处。计算钻井液侵入储层深度的数学模型及其应用1计算钻井液中固相颗粒侵入储层深度的数学模型水平井储层损害机理水平井产能的影响因素主要内容水平井储层损害程度的室内评价方法水平井完井液技术水平井油气层损害矿场评价技术234578水平井氧化解堵技术6（一）水平井储层损害特点：1、水平井、大斜度井储

2、层损害时间长;2、钻井液完井液对储层的损害程度大;3、损害带半径可能占产层厚度的很大部分;4、侧向研磨造成的储层损害;5、垂直渗透率损害，即各向异性损害;6、储层裂缝和微裂缝的损害。一、水平井储层损害机理a．岩样矿物组成分析岩样矿物组成分析表岩样号岩性粘土矿物相对含量粘土矿物含量(％)高龄石绿泥石伊利石伊蒙混层混层比(K)(Ch)(I)(I/S)(％S)1234砂岩砂岩砂岩砂岩43.613.24.938.38043.026.96.723.46061.119.25.017.45541.426.16.526.0553.53.03.53.0可见，该断块的岩样主要

3、由非粘土矿物组成；在粘土矿物的组成中，高岭石的含量最大。可推测，该储层潜在的损害机理主要为微粒运移和粘土矿物水化膨胀。选择王官屯地区官905断块储层对水平井的储层损害机理进行了研究。包括：速敏性、水敏性和正反向流动实验等。（二）损害机理研究实例b．流速敏感性评价各岩样的ko和Vo测定数据表岩样号干重湿重φkωVc(g)(g)(％)(μｍ)(cm/s)1-1V2-2H3-1V3-2H4-1H4-3H4-6V47.535251.045114.160.019/48.60451.889413.750.0235≤1.34×10-429.354331.127612.0

4、460.0515≤1.44×10-437.30639.516811.780.119.12×10-436.282638.741713.500.0324.35×10-428.895430.805713.310.0212.53×10-431.549733.271010.860.017对于同一块岩心，总是水平方向的临界流速大于垂直方面的临界流速。该断块储层具有较低的临界流速，即储层的损害程度对流体流速相当敏感。4－1H岩样的正反流动图4-3V岩样的正反向流动图当流体流动方向刚从正向转为反向时，岩样渗透率产生了波动，这是由于在正向流动速度超过Vc时，造成微粒在孔隙喉

5、道中运移，解除或增加“桥堵”，使流体流过岩样时的渗透率突然改变。c．正反向流动实验图3-33-1V岩样的正反流动图可见，三个岩样存在微粒运移对储层的损害。d．水敏性评价经测定，4—6V岩样的水敏性指数Iw为：可见，对储层岩石矿物组成的分析和对储层岩样进行岩心流动实验的评价结果是吻合的。对于该地区的低渗块状砂岩储层来说，微粒运移和粘土矿物水化膨胀是引起储层损害的主要机理。Iw>0.9，故该储层属于水敏性极强的储层。在清除滤饼后，所有钻井液、完井液都遗留一层极细的剩余固相层，这是损害储集层的主要因素——研磨性损害。固相层一般厚50～200μm，覆盖在井壁表面。

6、钻井模拟器试验证明，污斑进入岩心深约1~4cm，使井壁表面厚约3mm地层的渗透率受到严重影响。固相层的影响程度取决于储集层原始渗透率和所含流体组成、相态特征。（三）损害规律能否用压降法来消除钻井引起的储集层损害，取决于其原始渗透率。下面渗透率范围，采用压降法消除损害是可能的：——含天然气岩心的原始渗透率不小于1×10-3μm2——含油岩心的原始渗透率不小于500×10-3μm2微粒运移、固相颗粒堵塞是主要损害方式。井下工具堵塞亦不容忽视，钻具—泥饼—岩面作用。液锁或水锁损害，对裂缝性致密气层尤为显著。损害带分布形态：理想均质地层，非均质储层。二、水平井产能

7、的影响因素为了充分发挥水平井钻井和开采技术的经济效益，有必要对储层厚度、水平段长度、非均质性、水平井的偏心距及地层损害等影响水平井产能的各种因素深入研究。1、水平井产能的计算关于水平井产能的计算，Borisov、Giger、Joshi以及Renard等曾分别给出了预测稳定流动状态下产能的各种计算方法，其计算公式分别为：BorisovGigerJoshiRenard等X＝2a/L（泄油面积为椭圆形）2、储层厚度对水平井产能的影响当我们在考察某油层是否可通过钻水平井来提高油气的产能时，不仅应考察油层本身的绝对厚度，更主要的应考察与直井相比，通过钻水平井可以获得

8、多大的产能增量。储层厚度对水平井产能的影响可通过稳定流产能公式进行