曲堤油田曲九館三單元鉆井油氣層保護(hù)技術(shù)研究

彭群麗

(魯明濟(jì)北公司,山東濟(jì)南 251404)

曲堤油田曲九館三單元鉆井油氣層保護(hù)技術(shù)研究

彭群麗

(魯明濟(jì)北公司,山東濟(jì)南 251404)

油氣層損害機(jī)理是指油氣層損害的產(chǎn)生原因以及伴隨損害而發(fā)生的物理、化學(xué)變化過(guò)程。對(duì)于不同的油氣層，其儲(chǔ)集特征和導(dǎo)致?lián)p害的外部環(huán)境均有較大差別，因此可能發(fā)生的損害機(jī)理也不盡相同。對(duì)于某一目的層，要想指定出一個(gè)有效的保護(hù)油氣層的技術(shù)方案，必須先將其損害機(jī)理認(rèn)識(shí)清楚。

油氣層損害 油氣層保護(hù)現(xiàn)狀

1 曲九館三單元油藏地質(zhì)特征及開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

1.1 油藏地質(zhì)特征

曲九館三單元位于曲堤鼻狀構(gòu)造帶的中部，受曲堤II、III號(hào)斷層控制形成的北東—南西向的狹長(zhǎng)地壘式斷塊，油藏埋深1200米，含油面積4.1平方千米，地質(zhì)儲(chǔ)量572萬(wàn)噸，其中1砂組地質(zhì)儲(chǔ)量99萬(wàn)噸，2砂組地質(zhì)儲(chǔ)量473萬(wàn)噸。

從曲9塊巖心分析結(jié)果看，館三段儲(chǔ)層孔隙度23-33%，滲透率20-975×10-3μm2，為中孔中高滲儲(chǔ)層。縱向上滲透分布不均衡，層間滲透率級(jí)差最大63，最小5.5，變異系數(shù)為1.1。地層膠結(jié)疏松，粘土礦物含量高達(dá)19%-23.6%。儲(chǔ)層強(qiáng)水敏，鹽敏、堿敏，速敏不明顯。儲(chǔ)層在一定程度上是喜酸的。

曲9館三段地面原油密度0.9316-0.972g/cm3，地面原油粘度303-1047mPa.s，變化趨勢(shì)表現(xiàn)為由北向南,由構(gòu)造低部位到高部位逐漸減?。缓?.06-0.26%，凝固點(diǎn)10-25度；地層水礦化度10708mg/l-22762mg/l，氯離子濃度6513-8721mg/l，水型CaCl2。

根據(jù)早期油井的測(cè)壓資料，原始地層壓力11.3MPa，壓力系數(shù)為0.99；地層溫度為55℃，地溫梯度為3.2℃/100m，屬于常溫常壓系統(tǒng)。

1.2 油藏開(kāi)發(fā)現(xiàn)狀

截止到2014年4月，該塊目前油井60口，開(kāi)井56口，日液水平1086.4t，日油水平191.7t，綜合含水82.4%。水井26口，開(kāi)井?dāng)?shù)22口，目前日注807方，日注采比0.74，累計(jì)注采比0.5。目前單元的采油速度1.27%，采出程度23.2%。

2 油氣層損害機(jī)理研究

油氣層損害機(jī)理是指油氣層損害的產(chǎn)生原因以及伴隨損害而發(fā)生的物理、化學(xué)變化過(guò)程。

2.1 油氣層的潛在損害因素

油氣層潛在損害因素是指導(dǎo)致滲透率降低的油氣層內(nèi)在因素。它包括以下方面：(1)油氣層儲(chǔ)滲空間；(2)油氣層的敏感性礦物；(3)油藏巖石的潤(rùn)濕性；(4)油氣層流體性質(zhì)。

2.2 工作液與油氣層流體不配伍造成的損害

(1)無(wú)機(jī)垢堵塞。如果外來(lái)流體與油氣層流體各含有不相配伍的離子，便會(huì)在一定條件下形成無(wú)機(jī)垢。在鉆井、完井、修井和油氣開(kāi)采等各作業(yè)環(huán)節(jié)中，都可能遇到無(wú)機(jī)垢堵塞問(wèn)題。(2)有機(jī)垢堵塞。當(dāng)外來(lái)流體與油氣層的原油不配伍時(shí)，可導(dǎo)致形成有機(jī)垢而堵塞油氣孔道。(3)細(xì)菌堵塞。在各作業(yè)環(huán)節(jié)或油氣開(kāi)采過(guò)程中，地層中原油的細(xì)菌或隨外來(lái)流體一起侵入的細(xì)菌在遇到適宜，的生長(zhǎng)環(huán)境時(shí)，便會(huì)迅速繁殖，所產(chǎn)生的菌落和粘液可堵塞油氣孔道而對(duì)油氣層造成損害。

3 曲九館三單元鉆井油氣層保護(hù)現(xiàn)狀

3.1 保護(hù)油氣層鉆井液體系優(yōu)選

曲九館三段沉積類型為辮狀河沉積，地層膠結(jié)疏松，粘土礦物含量高達(dá)19%-23.6%。由于該區(qū)塊產(chǎn)層為強(qiáng)水敏地層，易吸水膨漲分散；鉆井液濾液與儲(chǔ)層不配伍引大量鉆井液濾液進(jìn)入地層，造成儲(chǔ)集層水敏性損害。結(jié)合曲九館三塊地層的特點(diǎn)，為了滿足保護(hù)油氣層的要求，本區(qū)塊鉆井液體系應(yīng)具備以下特征：(1)具有良好的攜巖性；(2)具有良好的潤(rùn)滑性；(3)防塌抑制性；(4)利于提高鉆井速度，易于施工，費(fèi)用低，不污染環(huán)境。

針對(duì)曲九館三塊地層特點(diǎn)對(duì)鉆井液的要求，統(tǒng)計(jì)自2011年6月份至今所鉆的17口新井，均選擇了聚合醇鉆井液體系。

3.2 聚合醇鉆井液作用

聚合醇具有良好的保護(hù)儲(chǔ)層效果，滲透率恢復(fù)值在85%以上。主要原因是：(1)聚合醇能提高濾液的液相粘度，降低濾失量；(2)達(dá)到濁點(diǎn)溫度時(shí)，聚合醇具有封堵微孔隙的作用。(3)與鉀離子的協(xié)同作用，增強(qiáng)了對(duì)粘土的水化抑制能力。

3.3 施工過(guò)程鉆井液的調(diào)整配制

選擇曲9-75井說(shuō)明現(xiàn)場(chǎng)泥漿性能的調(diào)整過(guò)程。

(1)一開(kāi)(0-157m)：一開(kāi)井段地層屬于平原組，地層巖性主要為細(xì)砂巖，夾黃色軟泥巖，地層膠結(jié)疏松，機(jī)械鉆速快，地層不易造漿。一開(kāi)清水小循環(huán)鉆進(jìn)，鉆完設(shè)計(jì)井深后進(jìn)行充分的循環(huán)和洗井，在確認(rèn)井眼干凈后起鉆，配20方封井漿封井，封井漿中加入200kg CMC-HV，下套管和固井施工順利。(2)二開(kāi)(157-1260m)：二開(kāi)在上部地層采用大循環(huán)清水鉆進(jìn)，聚合物稀膠液絮凝大循環(huán)池內(nèi)巖屑。鉆至井深900米時(shí)改小循環(huán)，改小循環(huán)后補(bǔ)充PAM膠液和正電膠液，由于該地層不造漿，加入2噸土粉，提高泥漿的般土含量，同時(shí)加入燒堿，提高泥漿的PH值。加入防塌劑和降失水劑，控制泥漿的失水4ml以下，進(jìn)入油層前加入無(wú)水聚合醇，保護(hù)油氣層。

3.4 鉆井液性能評(píng)價(jià)

3.4.1 井徑擴(kuò)大率

對(duì)曲9-N29、曲9-75、曲9-X85、曲9-X87、曲9-X89井五口井采用聚合醇鉆井液體系均保持了很好的抑制效果，井徑擴(kuò)大率保持在合理范圍內(nèi)，井眼沒(méi)有垮塌現(xiàn)象的發(fā)生，五口井在鉆探過(guò)程中無(wú)卡鉆事故，測(cè)井儀器起下順利。

3.4.2 表皮系數(shù)法對(duì)保護(hù)效果評(píng)價(jià)

鉆井液中固相侵入造成污染：曲九館三段儲(chǔ)層為中孔中高滲儲(chǔ)層。鉆井過(guò)程中，在井壁未形成穩(wěn)定的泥餅前，當(dāng)井筒內(nèi)流體的液柱壓力大于油氣層空隙壓力時(shí)，外來(lái)流體中的固體顆粒就會(huì)隨液相一起進(jìn)入油氣層，其結(jié)果就會(huì)堵塞油氣層而引起損害。

4 下步工作方向及建議

4.1 降低壓差，實(shí)現(xiàn)近平衡壓力鉆井

壓差是造成油氣層損害的主要因素之一，因此，鉆井過(guò)程中應(yīng)該降低壓差，實(shí)現(xiàn)近平衡壓力鉆井，控制油氣層的壓差處于安全的最低。

4.2 減少浸泡時(shí)間

鉆井液固相或?yàn)V液在壓差作用下進(jìn)入油氣層的數(shù)量和深度及對(duì)油氣層損害的程度均隨鉆井液浸泡油氣層時(shí)間的增長(zhǎng)而增加，浸泡時(shí)間對(duì)油氣層損害程度的影響不可忽視。

4.3 確定合理的起下鉆速度

嚴(yán)格控制起下鉆速度，因?yàn)榭焖倨疸@會(huì)產(chǎn)生抽吸，使井筒局部壓力下降，破壞油層表面形成的橋堵，容易引起井涌或井噴；快速下鉆時(shí)會(huì)產(chǎn)生錘擊效應(yīng)，井筒局部壓力增大，促使泥漿侵入油層或壓漏油層。

[1]王昌軍,岳前聲,肖穩(wěn)發(fā) 等.聚合醇的儲(chǔ)層保護(hù)機(jī)理室內(nèi)研究[J].重慶石油高等?？茖W(xué)校學(xué)報(bào)，2001,3(4)：15～16.

[2]沈麗,柴金嶺.聚合醇鉆井液作用機(jī)理的研究進(jìn)展[J].山東科學(xué),2005,18(1)：18～23.

[3]鄢捷年.鉆井液工藝學(xué).中國(guó)石油大學(xué)出版社,2006,1(8)：380～387.