低滲透油藏水平井鉆井中的儲層保護分析

錢程

摘 要：采用水平井鉆井技術對低滲透油藏進行開發可以達到很好的效果，可是在鉆井過程中時常會對地下儲層造成傷害，本文對成傷害的主要原因進行深入的分析，并提出多種儲層保護手段。

關鍵詞：低滲透油藏;儲層保護;鉆井技術

1低滲透油藏水平鉆井對地下儲層造成傷害的主要原因

對低滲透油藏進行鉆井施工作業，由于較長時間的受到鉆井液、完井液的浸泡和滲透，會對鉆井壁附近的地下儲層的油氣孔隙造成堵塞，直接影響著鉆井壁附近儲層具備的滲流能力。大量的試驗研究中發現，低滲透油藏水平井鉆井對地下儲層造成傷害的原因比較多，某些原因之間是相互關聯和影響的，但也存在著次關系。

1.1固相顆粒的侵入

如果鉆井井眼內的液柱壓力遠高于油氣儲層的孔隙壓力，鉆井液中的固相顆粒就會在壓力的驅動之下進入到油氣儲層之中，在井眼四周或者地下儲層的某位部位沉降下來，把油氣流動的孔道尺寸減少，嚴重的情況下會把油氣通道全部封堵。由于水平井鉆井方式需要的時間比較長，從鉆井到完井需要多種液體的配合，由于對地下儲層的浸泡時間變長，很多固相顆粒便進入到地層孔隙當中。水平井的施工作業要求鉆井液濾餅可以在很快的速度下迅速形成，可以把井壁有效的穩定住，達到防漏防卡的目的，可以減緩濾液和固相物質的侵入，從而對地層造成傷害，可是由于濾餅比較緊密，會對完井工具和油氣儲集層形成一定程度的封堵，所以，必須要保證在水平井鉆井時的完井液以最快的速度生成濾餅，在完井工序之后應該及時處理好內外濾餅。

1.2液相的侵入

低滲透油藏的地下儲層中含有的粘土物質比較多，鉆井液進入以地下儲層之后，粘土物質遇水產生膨脹，會對地層產生很嚴重的傷害。壓差一致條件下，低滲透儲層會比高、中滲透性的儲層在鉆井時產生的鉆井液流失量要低，可是，在鉆井液進行動態循環流動的情況下，很難生成致密的油餅來防止液相的侵入。當鉆井液濾液和地下儲層的匹配性能不好時，地下儲層的粘土物質遇到水膨脹問題就會更加嚴重，從而對儲層造成較大的傷害。

1.3水鎖的損害

油、水物質通過地下儲層的巖石孔隙進行流動時，水滴物質在流到油氣通道的孔喉部位遇阻，從而形成毛管效應，低滲油藏以及特低滲油藏的地下儲層孔隙通道的孔喉尺寸很小，在該種情況下很容易引起水鎖損害。毛管效應產生的自吸，以及水相滯留造成的水相圈閉，低滲透油藏和特低滲透油藏具有的水濕性儲層含水飽合程度不高，水分的自吸作用以及水鎖效應十分顯著。喉道尺寸越小，毛細管具備的壓力就越高，自吸以及滯留效果就更加顯著，油、水物質的界面張力值變大，侵入地層的流體粘度就會升高，水相圈閉造成的地層傷害就會更為嚴重。

1.4地下儲層和外來流體物質不匹配

如果在水平井鉆井施工中引進來的流體具備的化學成分和地層流體化學物質不能進行有效匹配時，會在油氣儲層的孔道進行化學反應，從而形成沉積物，產生乳化作用，促使地下的細菌大量繁殖，從而對地下儲層的滲透性造成不利影響。無機沉淀物質主要有碳酸鈣，硫酸鈣、碳酸鍶以及硫酸鍶等，形成的有機沉淀主要為蠟質、膠質和瀝青質等，在對地下儲層的油、氣孔道造成堵塞的同時，還會對地下儲層的潤濕性造成影響，使儲層具備的滲透性能下降。

2低滲透油藏水平井鉆井采用的儲層保護手段

2.1欠平衡鉆井技術

所謂的欠平衡鉆井技術，也就是指在水平井鉆井作業時，對鉆井液柱的壓力進行有效控制，使其具備的壓力小于地下儲層的壓力值，可以上地下儲層的流體進入到鉆井井眼當中，通過鉆井液的循環進入到地面，從而進行控制的鉆井技術。欠平衡鉆井技術可以有效的避免鉆井液在循環過程中的漏失，防止出現壓差卡鉆的問題，阻止和減輕在水平井鉆井作業過程中對地下儲層的傷害。欠平衡鉆井技術最早采用空氣作為循環的介質，隨著科學技術的不斷進步，后來采用氮氣、天然氣和泡沫等質量較輕、密度較低的鉆井液，上述介質主要應用于低壓、低滲透的地下儲層。

2.2氣體鉆井技術

氣體鉆井技術是以密度較低的沖洗介質作為主要技術特點的新型鉆井技術，該技術具有很高的鉆進速度，鉆頭的使用期限較長，可以有效降低鉆井作業的成本，在產生嚴重的漏失的地下儲層中也可以高效的鉆進，可以在缺少水分的條件下完成鉆井任務。地下儲層的巖芯不會受到污染，可以有效的避免對地層造成傷害，如果采用沖擊鉆井，可以避免產生井斜現象。

2.2聚合物鉆井完井液技術

采用含有聚合醇的鉆井液技術，由于其具有很好的熱穩定性能以及較好的抑制能力，沒有較強的毒性，可以利用生物進行降解處理，對于自然生態環境的保護十分有利。聚合醇物質的濁點效應可以析出膠體顆粒，可以對地層進行暫進的封堵，在鉆井施工時可以有效的保護低滲透地層不受到傷害。與此同時，聚合物鉆井、完井液可以避免低滲透儲層受到水鎖傷害，可以應用到低滲透強水敏型的地下儲層之中。當前，該鉆井技術在冀東油田的得到廣泛的應用。

2.4強抑制可降解完井液技術

該技術是以甲酸鹽以及MEG作為主要成分的無固相完井液，該技術可以防止地下儲層遇水產生膨脹，避免產生水敏傷害。具備很好的防塌陷能力，可以保證井壁具備很好的穩定性。還有著較好的懸浮穩定性，可以避免鉆井屑的沉淀。具備很好的潤滑性能，使摩擦系數有效降低，防止鉆柱產生過大的摩擦阻力，避免產生各類卡鉆事故。可以滿足對于生態環保的要求，可以采用生物對其進行降解，避免對地下儲層造成較大的傷害，在低滲透油藏進行水平井鉆井施工中得到了推廣和應用。

3建議

3.1加大對低滲漏油藏儲層保護的研發力度

由于該類油藏普遍含有泥質和膠結物，，毛細管壓力和含水飽合度比較高，具有較強的水敏性，孔喉尺寸較小，滲透能力不強，地質構造較為復雜，時常含有天然的裂縫。地下儲層的傷害時常發生在鉆井、固井和完井作業的每個環節當中，對受損后的地層進行傷害比較困難。鉆井是儲層動用的第一步，必須要在鉆井作業加強對儲層的保護。

3.2多種保護新技術的配合

壓裂作業是對低滲透油藏進行開發的關鍵措施，對于不適用于壓裂的地下儲層應該利用欠平衡鉆井技術、水平井技術或者分支井的方式，采用對儲層有保護作用的鉆井液和完井液，多種技術相互配合來對地下儲層進行保護，也可以提高油氣產量。

參考文獻：

[1]鞏芳軍. 致密砂巖油藏水平井井身剖面優化設計[D].西安石油大學，2017.

[2]張文博. 低滲透油藏水平井開發地質條件研究[D].長安大學，2014.