歧口18-2油田调整井钻完井液及油气层保护技术.pdf

第 3 4卷 增刊 2 0 1 2年 9月 石 油 钻 采 工 艺 OI L DRI LLI NG PRODUCTI ON TECHNOLOGY Vo 1 ． 3 4 S u p ． S e p t ．2 01 2 文章编号1 0 0 0 ～7 3 9 32 0 1 2S O 一0 0 3 7 0 4 歧 口 1 8 ． 2油 田调整井钻完井液及油气层保护技术 何瑞 兵 范白 涛 刘 宝生 张 博 1 ． 中海石油 中国 有限公司天津分公司， 天津3 0 0 4 5 2 ；2 ． 中海油能源发展有限公司监督监理技术分公司， 天津3 0 0 4 5 2 引用格式何瑞兵， 范白涛， 刘宝生， 等． 歧 口1 8 ． 2 油田调整井钻完井液及油气层保护技树 J ] ． 石油钻采工艺， 2 0 1 2 ， 3 4 S 0 3 7 4 0． 摘要歧口 1 8 ． 2油田由于产能下降严重、 注采关系不平衡， 急需进行开发调整。针对该油田储层特征， 着重分析了开发井 可能存在的油气层伤害原因， 有针对性地提出了钻完井液方案和油气层保护技术， 并深入开展了室内评价实验。2 0 1 1 年采用防 水锁型水基钻 井液和 完井液及相应油气层保护技 术成功实施 了 3口井的钻 完井作业 ， 取得 了良好 的生产 效果 。 关键词歧口 1 8 2油田；储层特征；水锁性伤害；钻完井液；油气层保护 中图分类号T E 2 5 8 文献标识码A Dr i l l i ng a nd c o mpl e t i o n fl ui d a nd r e s e r v o i r pr o t e c t i o n t e c hno l o g i e s f o r a d j u s t i n g we l l i n QKI 8 - 2 Oi l fi e l d H E R u i b i n g ， F A N B a i t a 0 ， L I U B a 0 s h e n g ， Z H A N G B o 1 7 a n j i n Br a n c h o fC NOOC C h i n a L i mi t e d ， T i a n j i n 3 0 0 4 5 2 ， C h i n a ； 2 ． C NOOC En e r g y T e c h n o l o g y＆S e r v i c e s S u pe rvi s i o n＆ T e c h n o l o g y C o ．， T i a n j i n 3 0 0 4 5 2 ， C h i n a Ab s t r a c t De v e l o p i n g a d j u s t me n t w a s wa n t e d b a d l y i n Q K1 8 -- 2 O i l fi e l d b e c a u s e o f s e r i o u s d e c l i n e i n p r o d u c t i v i t y a n d i n j e c t i o n 。 - p r o d u c t i o n i mb a l a n c e ．Ai mi n g a t t h e c h a r a c t e r i s t i c s o f r e s e r v o i r , t h e p o t e n t i a l r e a s o n s f o r f o r ma t i o n d a ma g e i n d e v e l o p me n t we l l we r e s i g n i fi c a n t l y an a l y z e d ， a n d t h e n e w d r i l l i n g an d c o mp l e t i o n fl u i d a n d f o r m a t i o n p r o t e c t i o n t e c h n o l o g i e s we r e p r e s e n t for t arg e t u n d e r l o t s o f l a b o r a t o r y e v a l u a t i o n e x p e r i me n t s ． T h e n e wl y“ a n t i wa t e r - l o c k i n g d a ma g e ”WBM and c o mp l e t i o n fl u i d and t h e c o r r e s p o n d i n g r e s e r v o i r p r o t e c t i o n t e c h n o l o g y we r e a p p l i e d i n t o t h r e e a d j u s t me n t w e l l s i n 2 0 1 1 ， and w a s p r o v e n t o b e a g r e a t s u c c e s s ， wh i c h me ans t h e n e w t e c h n o l o g y h a v e o b t a i n e d a g o o d p r o d u c t i o n e f f e c t ． Ke y wo r d s Q K1 8 2 O i l fi e l d ； f o r ma t i o n c h a r a c t e r i s t i c s ； w a t e r - l o c k i n g d a ma g e ； d r i l l i n g a n d c o mp l e t i o n fl u i d ； f o r m a t i o n d a ma g e c o n t r o l 歧 口 1 8 - 2油田位于渤海西部海域， 西北距塘沽 约 4 3 k m， 构造位于渤海西部歧 口凹陷南侧 的歧南 断阶带上， 海四断层的下降盘， 为一断块构造。2 0 0 0 年 3月完钻的歧 口 1 8 2 ． 1 预探井 ， 在沙河街组沙二 段钻遇油层， 经 D S T测试获得高产油气流。2 0 0 4 年 该油 田投入开发 ， 储层段钻井采用重 晶石加重的油 基钻井液 ， 隐性酸完井液 ， 共钻 5口开发井。开发井 投产后产能下降快 ， 产能较低 ， 平均单井产量 2 0 3 0 m ／ d ， 采取补射孔 、 酸化和压裂等增产措施后效果仍 不理想， 至 2 0 1 0 年底只有 1 口井低效生产。为此提 出对该油 田进行开发调整作业 ， 完善注采井 网。为 提 高油田调整井 开发效果 ， 对其储层特征及 油气层 伤害机理进行深入分析， 开展了油气层保护和钻完 井液技术研究。 1 储层特征分析 对歧 口 1 8 ． 2油 田沙河街组储 层 1 3 7 块 样 品常 规物性分析结果进行统计 ， 多数样 品孔隙度分布在 2 2 ％～ 3 0 ％之 间， 渗透率分布范围 1 ～ 3 5 0 0 mD， 主要 集 中在 1 0 0 ～ 5 0 0 r n D。岩心分析数据表明， 4 5 ％ 的岩 心属于中孔中渗， 同时低孔低渗型岩心也占近4 0 ％， 而高孔高渗型岩心只占 1 5 ％左右。因此从其岩心 作者简介何瑞兵， 1 9 7 5 年生。 2 0 0 2 年毕业于西南石油学院研究生院油气井工程专业， 现从事钻井液和油气层保护技术研究与应用工作， 工程 师。电话 0 2 2 2 5 8 0 1 7 4 8 。E ma i l h e r b c n o o c ． c o m． c a 。 3 8 石油钻采x - L 2 0 1 2年 9月 第 3 4卷 增刊 的孔渗数据分析结果看该油田储层特征 以中低孔渗 型储层 为主。储层岩心主要孔喉直径较小 ， 分布在 1 - 4 0岬 范围内。 根据扫描电镜分析， 储集空间以次生粒间孔为 主 ， 约 占总有效孑 L 隙的 9 0 ％ 以上 ， 其次为粒 问、 粒 内 溶孔 。根据压汞资料 ， 毛管压力 曲线特征表现 为分 选中等， 中一偏粗歪度。排驱压力集中在 O ．0 1 ～ 0 ． 2 5 MP a ， 饱和度 中值压力介于 0 ． 0 7 ～ 1 4 ． 0 8 MP a ， 最大进 汞量一般大于 6 0 ％， 主要孔喉直径 分布在 1 ～ 4 0 p a n 范围内。依据王允诚陆源碎屑岩储层分类标准 1 9 8 1 年 ， 将该油田的主要储层分为 I、 Ⅱa 类型 I 类 储层岩性为含砾砂岩 、 中一细砂岩 ， 毛管压力曲线表 现为分选好， 粗歪度， 孔隙度大于2 3 ％， 渗透率大于 1 0 0 mD；I I a 类储层岩性为细一粉砂岩 ， 毛管压力 曲线表现为分选中等。地温梯度和压力系统正常。 经过 7年的开发 ， 1 井 区 P 4 井原始地层压力为 2 6 ． 5 8 MP a ， 2 0 0 8年 1 1 月 测 得 沙 二 段 储 层 压 力 为 2 2 ． 3 9 MP a ， 储层压力下降 4 ． 1 9 MP a ， 储层温度为 1 1 2 ． 7℃。 2井 区没有开发井 ， 地层保持原始压力 ， 沙二段储层 压力为 2 7 ． 4 7 MP a ， 地层温度为 1 0 0 ． 9 o C。 2 油气层损害机理分析 根据歧 口 1 8 2油 田沙河街组储层特征 ， 结合开 发井钻完井作业技术措施分析油气层损害因素 l I 。 j 。 1 该油田8 5 ％储层属于中低孔渗型储层， 因此 钻完井液滤液侵人孔喉后 ， 如果与油气的界面 ／ 表面 张力过大， 造成油气返排阻力增加 ， 即产生 “ 水锁” 性伤害 ， 影响油气产出。 2 该油田主要孔喉直径分布在 l ～ 4 0岬 ， 而重 晶石粒 度多 在 4 0 0 ～ 1 0 0 0目， 折 合粒 径 1 3 ～ 3 8 I． t m， 与储层孔喉大小相 当。而渤海油 田常用重 晶石 8 4 ％ 的颗粒粒径小于4 0 p ,m， 致使重晶石颗粒能够深入储 层孔隙喉道 中造成堵塞 ， 而完井时采用 的隐性酸完 井液无法解 除重 晶石堵塞 ， 从而对储层造成永久性 的伤害。 3 采用油基钻井液钻开储层 ， 但完井时采用水 基完井液 ， 存在完井液与油基钻井液滤液不配伍情 况， 完井时套管中的油基钻井液残余物很难被水基 完井液有效 清除， 射孔后容易沉积在井壁上后侵入 地层， 生成沉淀物质或原油稠化， 增加油气的返排 阻 力。 3 油气层保护技术 根据油气层损 害机理分析 ， 在调整钻 井阶段钻 完井 液类 型上选择渤海油 田最 常用 的水基 P E M 钻 井液和水基隐性 酸完井液作为评 价的基础 ， 针对该 油 田中低孔渗储层特征和储层压力下降的情况 ， 引 入井壁加固技术降低钻井液滤液的 “ 活度” ， 提高井 壁稳定能力， 通过降低钻完井液滤液界面张力防止 水锁性伤害， 提高水基钻完井液 滤液配伍性来提高 油气层保护效果 。 3 ． 1 防水锁剂的优选 在蒸馏水 中加入不 同类型的防水锁剂 ， 评价其 滤液表面张力和与煤油之间界面张力。表面张力采 用铂金环法 ， 室温 3 1℃ ；界面张力采用界面张力仪 评价 ， 室温 3 1 ℃ 见表 1 o 表 1 防水锁剂的优选结果 由表 1可看 出， 0 ． 5 ％ 的 U HI B和 l ％ 的 S A T R O 都具有很低的表／ 界面张力。其中U H I B呈碱性， 加 入 到钻井液 中对钻井液碱性没有影 响， 但加入 到酸 性完井液中将与氢离子发生反应， 降低隐性酸完井 液的进攻性， 适合作钻井液的防水锁剂。而 S A T R O 呈中性 ， 1 ％ 的加量即可将完井液与煤油的界面张力 降低至 6 m N ／ m， 适合酸性完井液， 既不影响完井液 酸碱性能， 还能降低完井液表 ／ 界面张力， 起到防水 锁 的 目的。在 常规 P E M 钻井 液配方 和常规 隐性 酸 完井液配方的基础上加人不 同量的防水锁剂 ， 评价 其滤液或基液界面张力 见表 2 。 表 2 防水锁剂的性能评价 配方 界 m 面 N 张 m 力 - I／ 配 方 界 煮 张 毒 m 。 m ‘ P E M 基浆 1 2 ． 4 隐性 酸基液 1 4 P E M 基浆 8 ．5 7 隐性酸基液 0 ． 5 ％UHI B 0 _ 3 ％S A TRO P ，基浆 6 ．6 0 隐性酸基液 ， 0 ． 8 ％UHI B 0 ． 6 ％ S A TR o P E 基浆 5 ．5 4 隐性酸基 液 ． 1 ％UHI B ⋯。 1 ％ S AT RO 。 注 实验采 用煤 油， 测试温度 3 1℃。 石油钻采工艺2 0 1 2年 9月 第 3 4卷 增刊 进行针对性调整 ， 进一步提高油气层保护效果 。 1 全部采用水基钻井液和水基完井液， 避免钻 井采用油基钻井液与水基完井液之间的不配伍 。 2 引入防水锁技术， 要求整个作业过程中水基 钻井液和水基完井液都应具有防水锁能力。 3 采用井壁加 固技术 ， 增强钻井液承压封堵性 能 不低于 7 MP a ， 降低 高压差下钻井液滤液 和固 相侵入深度， 减少钻井作业周期和储层浸泡时间， 有 利于油气快速返排 。 酸 陛完井液也能解除近井地带污染。 5 钻完井液体系统筹考虑 ， 完井液需要具有防 水锁性和储层进攻性 ， 能有效解除钻井液滤液和 固 相的侵入污染， 改造储层， 同时与钻井液滤液配伍性 好 ， 不引发新的油气层伤害 。 5 现场应用 歧 口 1 8 ． 2油 田本次开发调整共 3口井 ， P 5 井位 于储层 压力下 降的 1 井 区， P 3 S 1 和 P 7井位 于保持 4 采用石灰石粉加重， 即使有侵人， 完井时采用 原始地层压力的2 井区， 基本数据见表 7 。 表 7 歧 口1 8 ． 2油田开发调整井基本数据 除 P 3 S 1 井 从 02 4 4 ． 5 mm套 管 2 0 6 5 m侧 钻， 采用 O2 1 5 ． 9 mm井眼下 O1 7 7 ． 8 mm尾管完钻外 ， 其 余 2口井都采用二开 02 5 0 ． 8 mm井眼直接完钻， 下 O1 7 7 ． 8 mm套管固井 。侧钻和二开 0 2 5 0 ． 8 mm井眼 都采用石灰石粉加重的增强型 P E M 钻井液顺利钻 至完钻井深 ， 完钻密度 1 ． 3 0 e C e m ， 电测及下 O1 7 7 ． 8 1T l r f l 尾管顺利 ， 显示出增强型 P E M 钻井液较强的承 压封堵性能， 较油基钻井液作业更简单环保， 提高了 钻井作业效率 。 射孔完井采用防水锁 隐性酸完井液 ， 解 除近井 地带石灰石堵塞。3口井投产后油气产量都超过了 配产， 油气层保护效果显著， 表明采用的钻完井液体 系及油气层保护技术达到了预期 目的。 6结论 1 通过对歧口 1 8 ． 2 油田油气层伤害机理的深 入分析研究， 提出采用防水锁技术改进现有的钻完 井液体系， 形成了防水锁增强型 P E M钻井液和防水 锁隐性 酸完井液 ， 消除了油基钻井液与水基完井液 不配伍的弊端， 油气层保护效果显著。 2 采用石灰石粉代替重晶石加重， 有效地避免 了重晶石对该油田孔喉的永久性伤害， 且后续采用 防水锁隐性酸完井液能有效清除可能产生的石灰石 粉堵塞和沉淀。 3 井壁加固技术有效地提高了储层的承压封堵 能力和井壁稳定性， 减少了钻井作业周期和储层浸 泡时间 ， 有利于油气快速返排 ， 从而提高油气层保护 效果 。 4 以储层特征作为油气层保护技术研究和应用 的基础， 将钻井液与完井液研究紧密结合， 提高钻完 井液之间配伍性可以提高油气层保护效果， 对类似 油气田开发调整具有重要借鉴意义。 参考文献 [ 1 ] 樊世忠， 何纶 ． 国内外油气层保护技术的新发展 Ⅱ 一 工程技术措施 [ J ]． 石油钻探技术， 2 0 0 5 ， 3 3 2 1 - 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