鉆井過程中油氣層保護研究

白健華，劉 軍，張洪楠

(中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452)

鉆井過程中油氣層保護研究

白健華，劉 軍，張洪楠

(中海石油（中國）有限公司天津分公司，天津 300452)

隨著油氣勘探技術(shù)的不斷發(fā)展，人們逐漸認識到在鉆井和固井過程中會對油氣層造成的傷害，這種傷害會直接影響油氣開采和評價，甚至影響油氣勘探的方向。因此做好鉆井過程中油氣層的保護工作，對提高勘探效率、增加油氣開采產(chǎn)量至關(guān)重要。本文就國內(nèi)外油氣層損害與保護技術(shù)的研究和應(yīng)用現(xiàn)狀進行綜述，并對新技術(shù)材料在鉆井過程中油氣層保護領(lǐng)域的應(yīng)用前景進行展望。

鉆井完井液；油氣層保護；屏蔽暫堵；納米材料

油氣井從鉆井開始，外來的流體在正壓的作用下，不斷侵入儲層，很容易對油氣層造成損害。正因為此，在過去的幾十年內(nèi)，人們不斷地研究外來固液相與儲層相互作用關(guān)系，以期找出能有效保護油氣層的關(guān)鍵技術(shù)和措施，從而提高油氣井生產(chǎn)能力。經(jīng)過幾十年的發(fā)展，人們對油氣層損害的認識有了進一步的提高，開發(fā)的鉆井油氣層保護技術(shù)也得到了發(fā)展改進和成功應(yīng)用。

1 油氣層保護的重要性

油氣開采勘探在鉆井過程中對儲層的損害可降低油氣的產(chǎn)量，影響勘探分析正確性，損害嚴重時甚至會誤診、對油氣儲量估算不準確甚至漏掉油氣層等現(xiàn)象的產(chǎn)生，直接影響油氣開采方案的合理制定。而通過不斷地試油、酸化、壓裂、解堵、修井等井下作業(yè)，直接導(dǎo)致油氣生產(chǎn)成本的提高，最終影響開采利用率。

勘探及鉆井開采過程中，油氣層保護工作的好壞將直接影響到能否及時發(fā)現(xiàn)新的油氣和對油氣儲量的正確估算。保護油氣層將有利于油氣井產(chǎn)量的提高，擴大油氣開采的經(jīng)濟效益。同時油氣田開發(fā)中，做好油氣層保護工作將直接影響油氣井的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)。因此有必要對油氣層的損害及保護進行深入的研究。

2 鉆井過程中造成油氣層損害原因及機理

在鉆井過程中，大多數(shù)情況是采用正壓差鉆井，既鉆井液液柱壓力高于地層孔隙壓力。在鉆開油氣層時，在該正壓差的作用下，鉆井液的固相侵入引起儲層阻塞，而鉆井液的液相則進入儲層巖石和層流體之間，應(yīng)液相與之不配伍從而破壞儲層原有的平衡，引起儲層的損害。

3 國內(nèi)外油氣層保護研究現(xiàn)狀

自20世紀50年代開始，國外開始著手研究油氣層損害機理及其保護技術(shù)，國內(nèi)也已從80年代開始進行較為系統(tǒng)的油氣層保護技術(shù)研究及應(yīng)用推廣工作，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，油氣層保護技術(shù)取得了較大進步，取得了驕人的業(yè)績和成果。

3.1 國外油氣層保護技術(shù)研究及應(yīng)用

近年來國外在油氣層保護方面展開研究，探索出了一些實施暫堵的新方法和新理論，總結(jié)起來主要有以下幾個方面：

1）低分子量聚合物形成的新型粘土穩(wěn)定劑：因一般油氣層都處于粘土層，而這些粘土礦物易造成油氣井堵塞。而防止這一損害的主要手段便是使用粘土穩(wěn)定劑。在國外粘土穩(wěn)定劑的選擇主要是陽離子有機聚合物。

2）特效酶多元體處理系統(tǒng)：在生產(chǎn)過程中，纖維素基、肌膠基及淀粉基殘余聚合物易造成儲層的損害，而能分解該類聚合物的特效酶的使用可有效消除這一損害；

3）超聲波：作為近年來新興的油氣層保護方法，該技術(shù)具有適用范圍廣、作用迅速、增產(chǎn)顯著和工藝簡單等優(yōu)點，適用于產(chǎn)量急劇下降的低產(chǎn)井、低能井或停產(chǎn)井。

4）采用細菌清蠟解堵措施：該方法選用分解蠟分子迅速的細菌，具有環(huán)保、高效等優(yōu)點，是近年來新興的儲層保護技術(shù)。

5）納米級儲層保護技術(shù)：該技術(shù)利用納米材料所具有的特殊性能，可在裂縫或孔隙間形成高質(zhì)量的密封膜，起到良好的堵漏效果，同時該納米膜可減少鉆井液對油氣層的污染。

3.2 國內(nèi)油氣層保護技術(shù)研究及應(yīng)用

隨著我國對油氣層保護技術(shù)研究的不斷深入，根據(jù)我國不同油田的地質(zhì)條件、壓力和鉆井設(shè)計的不同，我國油氣開采工作者研究出一些適用于我國油氣層保護的新方法，主要有：在鉆井過程中采用屏蔽暫堵技術(shù)保護油層、選用解堵劑、研制緩速酸、利用防膨劑、研制助排劑、抗乳化劑和鐵離子穩(wěn)定劑等等。在油氣層保護方面，采用屏蔽暫堵技術(shù)保護油層。在處理劑方面，研制了防膨劑、助排劑、抗乳化劑和鐵離子穩(wěn)定劑等具有自主知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品等，該技術(shù)的改進在油氣田中廣泛應(yīng)用，為油氣層的保護起到了積極作用。

4 小結(jié)

隨著世界石油資源需求不斷擴大和已探明石油地質(zhì)儲量被嚴重幵采，需要有足夠的油氣儲量，才能保證石油行業(yè)的長期可持續(xù)發(fā)展，因此如何使其油氣層免受或減少受外界的破壞，達到較高釆收率是緩解油氣資源緊張的一個重要措施。因此，以保護儲層為目的的油氣鉆井液技術(shù)的發(fā)展越來越重要。伴隨各種新型鉆井儲層保護技術(shù)的不斷開發(fā)，很多針對不同地層、不同壓力和不同鉆井設(shè)計的一系列鉆井液配方不斷涌現(xiàn)，這些技術(shù)在不斷地發(fā)展和進步，但難以滿足油氣勘探開采生產(chǎn)的需要。本文認為，納米材料等先進技術(shù)材料在油氣層保護領(lǐng)域的應(yīng)用，可顯著增加油氣產(chǎn)量、具有環(huán)保高效等優(yōu)點，具有廣闊的應(yīng)用前景，值得進一步研究。

[1] 金娜.臨盤地區(qū)低滲油藏鉆井過程中的油氣層保護技術(shù)研究[D].長江大學,2013.

[2] 李龍,孫金聲,劉勇,等.納米材料在鉆井完井流體和油氣層保護中的應(yīng)用研究進展[J].油田化學,2013,(1).139-144.

[3] 吳曉紅.吉林油田英臺地區(qū)油氣層保護技術(shù)研究[D].大慶石油學院,2007.

[4] 王智,曹秋芳.淺析油氣層保護的鉆井液及工藝技術(shù)研究[J].中國石油和化工標準與質(zhì)量,2013,(2)：69.

[5] 王先兵,陳大鈞,蔣寬,等.新型防漏堵漏劑TFD與油氣層保護技術(shù)[J].鉆井液與完井液,2011,(1)：20-23.

白健華（1978ˉ），工程師，本科，2000年畢業(yè)于甘肅工業(yè)大學機電一體化專業(yè)，現(xiàn)從事采油工藝技術(shù)研究工作。