水平井油气层保护技术研究与应用.docx
《水平井油气层保护技术研究与应用.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《水平井油气层保护技术研究与应用.docx(25页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、水平井保护油层钻井完井液技术研究与应用编写人:黄达全钻井泥浆技术服务公司200412目录一、钻井完井液体系评价1二、油层保护方案研究6三、现场应用14四、应用效果19五、认识与建议24水平井开发的目的是为了提高油井单井产量,提高油藏采收率,降低开发成本,因此,水平井油层保护工作比普通开发井更为重要。油层保护是一项系统工程,它贯穿于油藏开发的全过程,钻井完井液是接触储层的第一种外来流体,钻井完井液所含有的固相和液相都会对储层产生损害,因此,水平井钻井完井液的油层保护是搞好水平井油层保护的重要环节。为了配合油田公司二00四年水平井开发搞好该项工作,钻井泥浆公司承担了“水平井钻井完井液油层保护”技术
2、的研究与应用工作。在油田公司的大力支持下,开展了钻井完井液体系的优选,结合大港油田的地层特点,开展了一系列室内评价实验,在大港油田水平井首次使用了KCL有机正电胶钻井液体系和无固相钻井完井液。针对不同完井方式,采用了不同油气层保护技术保护储层。根据每口水平井的储层物性、储层孔喉半径分布优选暂堵剂粒径配比方案。在现场应用中,严格按室内配方加入油层保护材料,通过现场井浆油层保护效果评价和完井后试油结果表明,该技术对油层保护效果好,达到了水平井开发的预期目的。一、钻井完井液体系评价按照大港油田公司水平井项目组的要求和部署,遵循“适用、成熟、具有推广价值”的原则,我们对水平井钻井液体系进行了针对性评价
3、。1、有机正电胶钻井液体系我油田于一九九四年使用正电胶钻井液成功地完成了官H2水平井的施工,正电胶钻井液是对油层损害最轻的钻井液体系之一,这是由正电胶钻井液的特殊的结构与流变学性质决定的。正电胶钻井液通过正负胶粒极化水分子形成复合体,在毛细管中呈整体流动,像一块“豆腐块”,很容易反排出来。它不同于其它钻井液体系,其它钻井液体系基本上是通过负电性稳定钻井液,钻井液在流动中,不同粒径的颗粒可进入不同大小的毛细管,直至卡死为止。这样反排起来就很困难,造成渗透率不好恢复。正电胶钻井液体系不仅具有保护油气层的特性,同时还具有井壁稳定的作用,两者相辅相成,主要体现在:近井壁处形成静止层;正电胶与水分子的亲
4、和力强,抑制了粘土的水化分散膨胀,从而使粘土成为惰性;改变钻井液的流变性能,满足井眼稳定、携岩的要求。尽管常规正电胶钻井液体系有很多优点,但与有机正电胶钻井液体系相比仍存在不足,主要表现在:无机正电胶电性不够高,且水溶油不溶;无机正电胶钻井液滤失量较大;可配伍的降滤失剂不多。且抗温能力差;无机正电胶钻井液对降粘剂特别敏感,粘度、切力一旦被破坏,再恢复其性能就特别困难。而有机正电胶具有更强的正电性,能被水润湿,且有油溶性,并易于与其他处理剂配伍,具有更强的页岩抑制性、稳定井壁和油层保护能力,因此,适合于水平井的勘探与开发。1)有机正电胶体系抗温稳定性评价通过大量处理剂匹配实验,确定钻井液体系基本
5、配方为:1.03 g/cm3浆+2%有机正电胶+2%GKHm+0.2%PMHA-+1%NH4-HPAN+2%SAS+2%FDTY-80+3%细目碳酸钙+0.5%KCl,并对该体系的抗温稳定性进行评价,评价结果见表1。评价结果表明体系抗温性能良好,有利于现场应用。抗温稳定性评价 表1g/cm3FVsFLml/mmPHGELPaAVmPa.sPVmPa.sYPPa备注1.03 g/cm3浆+2%有机正电胶+2%GKHm+0.2%PMHA-+1% NH4-HPAN +2%SAS +2%FDTY-80+3%细目碳酸钙+0.5%KCl1.05346.4/0.591.5/3.52818101.05356.
6、0/0.593/632221012016h滚动1.03 g/cm3浆+2%有机正电胶+2%GKHm+0.2%PMHA-+1% NH4-HPAN +2%SAS +2%FDTY-80+3%细目碳酸钙+0.5%KCl +石灰石粉1.20386.2/0.59.52/43422121.20416.0/0.59.53.5/6.538271112016h滚动2)抑制性评价采用港205井1681m做岩屑回收率实验,达到88.4%,该岩屑的清水回收率为26.1%,这表明:有机正电胶钻井液具有较强的抑制性。3)抗污染评价按优选出的钻井液配方配制实验用基浆,然后加入100目岩心粉,测量其常温和高温滚动后钻井液性能,
7、以评价钻井液抗钻屑污染能力,实验结果见表2。抗污染评价 表2g/cm3FVsFLml/mmPHGELPaAVmPa.sPVmPa.sYPPa动塑比备注1# :基浆1.05346.4/0.591.5/3.52818100.551#配方+5%岩芯粉1.09381#配方+10%岩芯粉1.12421/33521140.661.12451/43923160.698016h滚动2#: 1#配方+12%岩芯粉(水化16h)1.13451.5/7.54229130.451#配方+12%岩芯粉+0.5%HMP-(片碱调PH值)35101/33626100.38通过表2的评价结果分析,该体系不仅在较高的固相容限量
8、仍有较好的流变性能,同时有较好的稀释剂与其配伍,能保证水平井的现场施工的正常运行。4)保护油气层效果评价室内选用不同渗透率人造岩心,进行了渗透率恢复值评价,评价结果见表3。不同渗透率岩心进行恢复值评价 表3岩心号Ka10-3m2Ko10-3m2前最大突破压力 MPaKd10-3m2后最大突破压力 MPa恢复值%人造岩心1006.11110.50.0385.00.0876.92800.67147.800.05121.170.0981.98554.12106.230.0393.970.0588.46221.1198.340.0282.920.0484.32109.3245.780.0339.730
9、.0786.78实验条件:70 3.5MPa 200s-1 2h 2、无固相钻井液研究家H2位于沈家铺油田官1071断块,该井设计垂深2203.2m,目的层为孔二2油组上砂体,是一口双分支水平井,分支井眼采用裸眼完井,主井眼采用筛管完井,因此,油层保护是本井施工的重要工作之一。针对家H2分支水平井的完井方式和油田公司的要求,结合我公司近年来为各油田服务的多口水平井钻井液使用情况,决定家H2分支水平井三开钻井液为无固相钻井液体系。为了搞好该井施工,在室内对无固相钻井液进行钻井液配方优选、盐类加重剂优选、油层保护剂优选及评价研究。1)钻井液配方优选总结我公司多年钻井液研究与服务经验,初步确定无固相
10、钻井液的基本处理剂为提粘剂、降滤失剂、流型调节剂、抑制剂等,其实验结果见下表。无固相钻井液配方优选 表4密度g/cm3漏斗粘度 s失水/泥饼ml/mmPH值GELPaAVmPa.sPVmPa.sYPPa1#清水+0.4%PAC141+0.2%流型调节剂+2%降失水剂+3%SMP-+2%成膜剂+KCl1.153117.2/0.28.52/2.531.51912.51#+2%NFA-25(加温至75待凉后测)1.153020/0.28.52/5.532.52210.58013h滚动1.152318.8/0.281/1.522.5184.52#清水+0.4%PAC141+0.2%流型调节剂+2%降失
11、水剂+3%SMP-+2%JYW-1+KCl1.156021.6/0.28.52.5/341.52516.52#+2%NFA-25(加温至75待凉后测)1.153710.6/0.18.52.5/2.543.52914.58013h滚动1.153311.2/0.182/2.539.52712.5续表4密度g/cm3漏斗粘度 s失水/泥饼ml/mmPH值GELPaAVmPa.sPVmPa.sYPPa3#清水+0.5%PAC141+0.5%流型调节剂+0.6%PAC(HV)+3%SMP-+2%页岩稳定剂+2%KHm+2%JYW-1+KCl(加温至75待凉后测)1.17389.6/0.28.52.5/3
12、42.52517.54#清水+0.4%PAC141+0.4%流型调节剂+1.0%PAC(LV)+3%SMP-+2%页岩稳定剂+2%KHm+2%JYW-1+KCl(加温至75待凉后测)1.17269.6/0.28.51.5/2.5292185#清水+0.6%PAC141+0.4%XC(HV)+1.0%PAC(LV)+3%SMP-+2%页岩稳定剂+2%KHm+2%JYW-1+KCl(加温至75待凉后测)1.17329.6/0.28.52/43524116#清水+0.5%PAC141+0.6%XC(HV)+0.8%PAC(LV)+3%SMP-+2%页岩稳定剂+2%KHm+2%JYW-1+KCl(加温
13、至75待凉后测)1.17409.4/0.28.54.5/64426187#清水+0.5%PAC141+0.8%XC(HV)+0.8%PAC(LV)+3%SMP-+2%页岩稳定剂+2%KHm+2%JYW-1+KCl(加温至75待凉后测)1.17529.2/0.28.55/8.548.52721.5通过上述实验可以看出:综合考虑各项性能及成本来看,3#配方最为理想。2)盐类加重剂优选为了优质、安全、快速的钻好该水平井,要求使用无固相钻井液体系,结合家H2的实际情况我们决定对盐加重剂进行优选,实验所用盐为KCl、NaCl和Weigh2,实验结果见下表。盐类加重剂优选 表5密度g/cm3漏斗粘度 s失
14、水/泥饼ml/mmPH值GELPaAVmPa.sPVmPa.sYPPa1#清水+0.6%增粘剂+0.2%KPAM+2%NPAN+3%SMP-+1%FT-1+2%聚合醇+11%KCl+10%NaCl(钻采院提供的配方)1.122377/0.272.5/2.521.5147.58016h滚动1.1222143/0.272/2.5181262#清水+0.5%PAC141+0.5%流型调节剂+0.6%PAC(HV)+3%SMP-+2%页岩稳定剂+2%KHm+2%JYW-1+weigh21.13567.2/0.28.53/463.53825.58016h滚动1.13596.4/0.283/4.56033
15、273#清水+0.5%PAC141+0.5%流型调节剂+0.6%PAC(HV)+3%SMP-+2%页岩稳定剂+2%KHm+2%JYW-1+KCl1.13449.6/0.28.51.5/3.54827218016h滚动1.13438.8/0.282.5/4482523通过上述实验表明:1#配方失水大、粘度低,2#配方虽然失水最小,但成本高,而3#配方虽然失水较2#配方稍大一些,但综合考虑各项性能及成本来看,3#配方最为理想,盐类加重剂选择KCl。3)保护油气层效果评价官1071断块所钻的井在孔二段没有取心,因而没有储层岩心物性分析资料。根据测井解释结果,家H2相邻的家k39-27、家k39-25
16、和家k43-25等三口井孔二段油层和油水同层26个小层的物性:孔隙度为11.15%26.51%,平均18.44%;渗透率5.9427.110-3m2,平均105.7510-3m2。因此,我们选渗透率在40010-3m2左右的岩芯进行实验。我们根据前述试验优选出的钻井液配制实验用钻井液,然后分别加入不同生产厂家的油层保护剂进行相同条件下的油层保护对比实验。其常规性能见下表,两个配方所加的盐量相同。密度g/cm3漏斗粘度 s失水/泥饼ml/mmPH值GELPaAVmPa.sPVmPa.sYPPa清水+0.5%PAC141+0.5%流型调节剂+0.6%PAC(HV)+3%SMP-+2%页岩稳定剂+2
17、%KHm+2%JYW-1+KCl(加温至75待凉后测)1.14417.5/0.28.52.5/3.5472918清水+0.5%PAC141+0.5%流型调节剂+0.6%PAC(HV)+3%SMP-+2%页岩稳定剂+2%KHm+2%OCL-BST-+KCl(加温至75待凉后测)1.12328/0.29.51.5/2.5342113不同厂家的油层保护剂加入后的性能 表6(1)渗透率恢复值评价表7油层保护实验所钻井液是按以下配方配制的,清水+0.5%PAC141+0.5%流型调节剂+0.6%PAC(HV)+3%SMP-+2%页岩稳定剂+2%KHm+2%JYW-1+KCl。油保材料加入之后钻井液渗透率
18、评价实验 表7岩心号Ka10-3m2Ko10-3m2前最大突破压力MPaKd10-3m2后最大突破压力MPa恢复值%实验条件人造岩心64#429.7459.640.1646.860.3078.880表8油层保护实验所钻井液是按以下配方配制的,清水+0.5%PAC141+0.5%流型调节剂+0.6%PAC(HV)+3%SMP-+2%页岩稳定剂+2%KHm+2% OCL-BST-+KCl。油保材料加入之后钻井液渗透率评价实验 表8岩心号Ka10-3m2Ko10-3m2前最大突破压力MPaKd10-3m2后最大突破压力MPa恢复值%实验条件人造岩心67#417.6364.800.1654.000.2
19、083.0080(2)酸化解堵实验酸化解堵实验是先将已做过油层保护实验的岩芯再进行污染,然后用10%的盐酸浸泡三小时,再进行岩心渗透率恢复值的测量,以评价其酸溶后储层的污染状况。表9是用JYW-1作为油层保护剂,按优选配方配制实验用钻井液进行的酸化解堵实验。酸化解堵实验 表9岩心号Ka10-3m2Ko10-3m2前最大突破压力MPaKd10-3m2后最大突破压力MPa恢复值%实验条件人造岩心64#429.7459.640.1652.910.2688.780表10是用OCL-BST-作为油层保护剂,按优选配方配制实验用钻井液进行的酸化解堵实验。进行的酸化解堵实验。酸化解堵实验 表10岩心号Ka1
20、0-3m2Ko10-3m2前最大突破压力MPaKd10-3m2后最大突破压力MPa恢复值%实验条件人造岩心67#417.6364.800.1660.000.1892.6080通过对JYW-1和OCL-BST-这两种不同厂家的同种油层保护剂的渗透率恢复值评价实验以及酸化解堵实验,我们可以看出OCL-BST-这种油层保护剂的渗透率恢复值较JYW-1高,因此,OCL-BST-的保护油层效果较好,其酸化解堵效果也较JYW-1好,建议选用OCL-BST-作为家H2井油层保护剂。综合上述实验,家H2井三开井段无固相钻井液基本配方为:清水+0.5%PAC141+0.5%流型调节剂+0.6%PAC(HV)+3
21、%SMP-+2%页岩稳定剂+2%KHm+2% OCL-BST-+KCl。二、油层保护方案研究大港油田油藏属于典型的断块非均质砂岩油藏,各断块的储层物性差别非常大,同一断块不同层位的油层物性也各不相同,二00四年油田公司所部署的水平井分布不同的断块,除家H2分支水平井采用筛管完井外,其它水平井均为射孔完井。因此,家H2井采用无固相钻井完井液保护油层,其它水平井均采用广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术保护油层,针对不同区块的地层特性、井深、井温选择不同的钻井液体系,以期取得较好的保护油层效果。1、广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术简介屏蔽暂堵保护油气层钻井液技术(简称屏蔽暂堵技术)主要用来解决裸眼井段多压力层
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 水平 油气 保护 技术研究 应用
限制150内