1、油气层保护技术论文滨南油田论文：油气层保护技术在滨南油田应用研究摘 要：滨南油田的郑408区块、单6东区块油气层属水敏性极强及碱敏性较强的油气藏类型。开发过程中采用普通水基钻井液施工，储层受水敏及碱敏伤害严重，甚至有的井不出油，早期采用油基钻井液施工成本较高，且不利于环境保护。采用油气层保护技术与BPS-聚合物复合盐钻井液体系施工，工程顺利，取得了与用油基钻井液施工相当的效果，有效的保护了油气层。试油结果表明郑408区块应用12口井，平均单井日出油 7-8吨，单6东区块应用1 口井，日产油40吨，取得了较好的经济效益及社会效益。关键词：防止地层损害;强抑制钻井液完井液; 黑色正电胶;滨南油田滨
2、南油田的郑408区块、单六东区块油气层储层属水致性极强、碱敏性较强的油层藏类型。20世纪90 年代以前用普通水基钻井液在这两个区块钻探，单井出油量很低，甚至不出油；20世纪90 年代中期用油基钻井液所钻的井获得了较好的油层保护效果，但使用油基钻井液存在许多不利因素，如成本偏高，安全性差，施工难度大，环境污染等，其推广应用受到限制。针对这一问题胜利泥浆公司进行科研攻关，经过大量室内评价实验，研究出适用两区块油气层储层的水基钻井液完井液体系，现场应用获得与油基钻井液相当的效果。1 储层特点及其潜在的损害因素1.1 郑 408区块滨南油田的郑家区块位于东营凹陷北部陡坡带西段，油藏埋深13001380
3、m，含油层沙三上为含砾砂岩、砾状砂岩夹灰绿色砂质泥岩，平均粒度中值0.26mm ，上部以中性 亲油为主，下部以亲水为主，含油面积10.00km 2，储层粘土矿物含量见表1 。储层孔隙类型以粒间孔和微孔隙为主，并含有少量次生溶孔，储层平均孔隙度为25%29% ，平均渗透率909.210 3m2，含油饱和度63.7%，储层埋藏浅，胶结疏松，粘土矿物以易分散运移的高岭石和易膨胀的伊蒙混层为主，储层易发生水敏性伤害及碱敏伤害。1.2 单六东区块单六东区块为单家寺油田西区、东营凹陷与滨县突起之间的过渡带上，为滨县突起自北而南伸向东营凹陷，受前震旦系变质岩基底控制的鼻状构造；本区块主要含油层系为馆陶组下部
4、；油藏埋深为10801130m ，储层岩性为粉砂岩，细砂岩和含砾不等粒砂岩夹泥岩组成；含油面积4.8km 2，粒度中值0.2mm0.23mm，储层中粘土矿物相对含量伊蒙混层高达50%，孔隙度30%33%，渗透率34m 2，地层水矿化度1030015200mg/l，水型为 CaCL2型。钻井施工过程中，一方面钻井液中的部分固相颗粒被直接挤入地层，堵塞孔道，造成储层伤害，另一方面钻井液中的液相渗入地层与储层中的粘土矿物发生敏感效应，使粘土矿物水化膨胀，堵塞流通通道，造成对储层的伤害。2 油气层保护技术方案的实施2.1 油气层保护技术的研究根据储层特征及岩石矿物分析和已钻井资料研究表明：降低并改进钻
5、井液滤失量使之与地层流体相配伍，控制钻井液密度实施近水平压力钻井应为滨南油田郑408区块及单六东区块保护油气层的重要技术措施。（1）郑 408区块单六东区块油藏属常温常压系统，在施工过程中钻井液完井液应控制在1.051.08以内，实施近平衡压力钻井。（2）结合两区块地层岩性特征，通过大量室内评价实验，优选钻井液材料及配方，其功能具备： 钻井液具备极强的包被性能和抑制性能，防止造成储层粘土矿物水化膨胀及分散运移，堵塞油气层孔道； 所优选的处理剂具有较好的水溶性（淡水、咸水） ，而且处理剂之间有较好的相容性，不影响油藏中流体性能，与产层矿物具有良好的配伍性； 钻井液具有携带能力好，防塌造壁能力强性
6、能； 控制体系酸碱值在77.5范围内；经过一系列实验确定了适合于两区块储层的钻井液体系 BPS聚合物复合盐体系，主要配方为：3%4%搬土0.3%A0.3%B0.3%C 0.3%复合盐0.2%BPS注：A、B 为两种高分子聚合物；C 为一种中分子聚合物；BPS为黑色正电胶。2.2 技术方案现场实施（1）设计合理的钻井液性能，充分掌握已钻井的地层压力与钻井液使用情况，了解钻井施工参数，合理设计钻井液性能，保证入井钻井液材料全部合格，加入及时，处理到位。（2）加强固相控制。一方面聚合物含量加足，钻井液具备足够强的吸附包被功能，使小颗粒变成大颗粒，以利于固控设备清除。另一方面充分利用好井队所配固控设备
7、，力争在第一周内最大限度清除钻井液中劣质固相。（3）控制钻井液密度，实施近平衡压力钻井。由于地层造浆较为严重，在使用好固控设备的同时，现场需要根据情况及时补充足够的絮凝包被高分子聚合物，以抑制粘土的水化分散，根据井下实际情况加测钻井液密度，尽量使用低密度钻井液施工，以降低井底压差，若需加重仅用青石粉。（4）细化二开钻井液替换前后处理工作。分别用 BPS聚合物复合盐钻井液体系及油基钻井液体系对郑408区块储层岩芯作泥页岩滚动回收实验，8小时线性膨胀实验及在动态条件下岩心被污染前后渗透率变化，见表2。实验表明优选 BPS聚合物复合盐强抑制体系效果与油基钻井液体系相当。现场应用为：郑408区块的井用
8、普通钻井液钻到1200m（垂深）左右，单六东区块井用普通钻井液钻进到1005m 左右，然后起钻彻底清除地面循环系统积砂。现场准备足够量的 BPS聚合物复合盐强抑制泥浆，准备就绪后一次性将井眼内普通泥浆替换为强抑制泥浆钻井施工。钻井过程中随着井深增加，钻井液的消耗，要及时补充预配的强抑制泥浆，避免现场直接加入清水影响钻井液综合性能，同时使用好固相设备。（5）进入油层前加入（1 2）%超细碳酸钙及（12 ）%BPS黑色正电胶，对油气层实行屏蔽暂堵，同时有利于形成薄而致密的滤饼，保护好油气层。（6）进行随机抽样，作好分析化验工作，及时监测地层流体性能，确保钻井液性能符合设计要求。（7）应用效果。近几
9、年来应用 BPS聚合物复合盐钻井液完井液体系在胜利油田滨南采油厂的郑408区块及单家寺单六区块所施工的井，工程顺利，电测成功率100%，下套管一次成功，所钻部分井钻井液性能、岩心渗透率、恢复值及回收率见表3。应用该体系在郑408区块所钻的井平均日产油7-8吨，在单六东所钻试1井获得日产油量40吨，达到类似油基钻井液完井液施工效果，取得了可观的经济效益及社会效益。3 保护油气层机理探讨由电测井径知用强抑制体系所钻井井眼规则，井径扩大率较小，如郑4083 井井径扩大率为6% ，说明该钻井液体系具有较强的抑制能力，所钻出的井眼稳定。3.1 体系的 BPS聚合物复合盐强抑制作用钻井完井过程中，钻井液滤
10、液侵入储层是难避免的，由于体系中含有与储层相配伍的强抑制剂，因而滤液侵入储层后会防止粘土的水化膨胀及分散运移，从而达到防止或减少固相颗粒堵塞油气层的目的。3.2 黑色正电胶 BPS 保护油气层作用黑色正电胶 BPS 具有更高的正电性，能被水润湿，在钻井液中它一方面将水分子极化形成水化膜，BPS 胶粒通过静电吸引力同粘土紧紧地吸附在一起，另一方面 BPS 胶粒表面同粘土表面的羟基相互作用，从而使 BPS 具有强抑制性和优良的剪切稀释特性，室内研究发现3%BPS 黑胶抑制能力高于10%KCL 的抑制能力，并且具有较好的油溶性，因此具有较好的保护油气层的效果。应用 BPS 黑色正电胶钻井液井壁稳定，
11、可以避免或减少靠提钻井液密度来稳定井壁，从而减少了正压差，使钻井液滤液侵入储层深度减小达到保护油气层的目的。3.3 屏蔽暂堵功能该体系具有正电胶钻井液独特的流变性能，进入油层前再加入1%2%的超细碳酸钙，满足与储层孔喉大小的匹配，在近井壁处以超细碳酸钙为架桥粒子与以 BPS 胶粒为变形粒子联合作用在井壁周围形成屏蔽暂堵带，并形成良好的内滤饼，从而减少进入储层的颗粒量，达到屏蔽暂堵效果。4 结论（1）油气层保护技术在滨南油田两个水敏性区块应用，不仅有效的保护了油气层，而且工程顺利，安全环保。（2）应用 BPS聚合物复合盐强抑制钻井液完井液体系开发水敏性油气储层，达到了与油基钻井液相当的效果，前景广阔，值得大力推广。（3）加强现场监督机制，利于贯彻落实各种技术措施的实施。
