石油鉆探完井液技術(shù)

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1、碩士2002級現(xiàn)代完井工程石油鉆探完井液技術(shù)1概述鉆開油氣層的完井液實際上就是鉆開油氣層的工作液，它必須是保證井下安全和鉆井工作順利進行的前提下，具有保護油氣層功能。因此，它實際上是鉆井液技術(shù)與油氣層保護技術(shù)的綜合應(yīng)用技術(shù)，即保護油氣層的鉆井完井液技術(shù)。2鉆開生產(chǎn)層是鉆井工作的最后一步，也是油井完成的第一道工程工序。是鉆井工作中直接影響一口井生產(chǎn)能力的關(guān)鍵一環(huán)。鉆開生產(chǎn)層必須做到：保持好油氣層、防止事故性井噴發(fā)生。即對鉆井液的要求是：既要壓住儲層不發(fā)生溢流或井噴，又不污染堵塞油層降低滲透率，保證石油和天然氣流入井底的通道暢通。3作為鉆井液它必須具有以下功能：控制地層

2、流體壓力，保證正常鉆井。具有滿足鉆井工程必須的流變性穩(wěn)定井壁。要求鉆井完井液的密度、抑制性、濾失造壁性和封堵能力等能滿足所鉆地層要求，保持井壁穩(wěn)定。改善造壁性能，提高泥餅質(zhì)量，穩(wěn)定井壁，防止壓差卡鉆其它鉆井液所必須具備的功能。4另一方面，它又必須能較好的防止對所鉆油氣層的損害：不同類型的油氣層遇到不同類型的完井液都有不同的損害。其損害情況隨油氣層特性和完井液性質(zhì)不同而不同。因此，根據(jù)不同的油藏，認(rèn)清其損害機理，找出其損害原因，篩選與之相適應(yīng)的完井液體系和確定相應(yīng)的應(yīng)用工藝，是保護油氣層完井液技術(shù)的核心內(nèi)容。5基本要求：鉆井液中的固相含量及固相粒子的級配；鉆井液對粘土

3、水化作用的抑制能力；鉆井液液相與地層流體的配伍性；各種鉆井液處理劑對油層的損害。6鉆開生產(chǎn)層一、油氣層損害的機理造成油氣層損害的原因，主要是與油氣層直接接觸的鉆井液濾液和固相微粒，在壓差作用下侵入油氣層孔隙喉道，降低孔隙的滲透率，影響地層的產(chǎn)能。可見，損害的主要因素是濾液和固相微粒。因此，鉆井液的損害可分為：水侵和泥侵。水侵：在鉆井液液柱壓力作用下，鉆井液中的水向地層滲透進入巖石孔隙中現(xiàn)象。泥侵：在鉆井液液柱壓力作用下，鉆井液中的固相顆粒向地層滲透進入巖石孔隙中現(xiàn)象。7鉆井液濾液對地層的損害(水侵)鉆井液濾液對地層的損害作用主要有4個方面：(1)使油層中粘土成分膨脹

4、造成油流通道縮小，而降低出油能力。油砂顆粒上的粘土質(zhì)薄層油氣流通道變窄，甚至封閉遇水膨脹8(2)破壞孔隙內(nèi)油流的連續(xù)性：☆使單相油流動變成油水兩相流動，增加了流動阻力。☆當(dāng)水相增加而使水變成連續(xù)相時，會帶走孔道壁的松散微粒，并在適當(dāng)位置發(fā)生堆積，堵塞流動孔隙，降低滲透率。9(3)產(chǎn)生水鎖效應(yīng)，增加油流阻力水鎖效應(yīng)：油層孔隙內(nèi)，隨水飽和度增加，孔隙對油的相對滲透率下降，而水的相對滲透率則隨之增加的現(xiàn)象?？紫?水飽和度20%?80%水相對滲透率20%?80%油相對滲透率80%?20%10濾液中的某些離子或化合物，與地層中的一些物質(zhì)成分發(fā)生作用，生成固體或絮狀沉淀物

5、而堵塞地層孔隙。CO3-2+Ca+2??CaCO3?CO3-2+Mg+2??MgCO3?SO4-2+Ca+2??CaSO4?SO4-2+Mg+2??MgSO4?(4)在地層孔隙內(nèi)產(chǎn)生沉淀物11泥漿內(nèi)固相顆粒直接侵入產(chǎn)層(泥侵)原因：(1)侵入的固相顆粒堵塞地層孔隙。(2)減少地層孔隙的有效直徑(與粘土膨脹相似)。泥侵深度依鉆井液性能、孔隙尺寸大小及壓差大小等因素而異。特點：形成“內(nèi)泥餅”，造成永久性損害。12二、地層損害程度分析1、平均滲透率由穩(wěn)定徑向流達(dá)西公式和任意半徑處徑向流流量相等，可求得：rarwKeKare132、損害比DR未被損害地層對油有效滲透率Ke與

6、損害后對油的有效滲透率Ka之比。KaKDRe=14損害比與地層損害程度的關(guān)系如下：損害比地層損害成度DR<1.0無損害1.05.0嚴(yán)重?fù)p害153、表皮效應(yīng)S：將損害帶對井產(chǎn)量的影響集中考慮為井壁附近的一薄層。S?0表示產(chǎn)層有損害S?0井壁附近滲透率高于地層內(nèi)S=0表示滲透率無變化164、其它指標(biāo)開采比：損害系數(shù)：完井系數(shù)：1KoKDRPR==17三、防止和減少生產(chǎn)層損害的方法(1)針對油氣層特點、采用合理的完井方法，以減少鉆井液對油氣層的浸泡時間；(2)合理選擇鉆井液密度、控制壓差；(3)采用平衡、欠平衡或低壓鉆井

7、方法；如：充氣鉆井、泡沫鉆井、空氣鉆井、天然氣鉆井。(4)在完井鉆井液中加入橋堵劑或暫堵劑，以減少固相顆粒的侵入及其侵入深度；18橋堵劑顆粒尺寸的選擇原則：a、橋堵劑中最高百分比的顆粒尺寸要等于或稍大于地層最高百分比孔隙尺寸的1/3。b、該尺寸橋堵劑至少要占總固相含量的5％。研究表明：該原則下，固相顆粒的侵入深度小于25cm，完井射孔可射穿損害帶。19(5)提高鉆井液礦化度，增加鉆井液中二價離子的濃度，使粘土不至于分散和脹裂；鉆開生產(chǎn)層時，最好使用與地層含鹽量相同的鉆井液，如不可能，則應(yīng)慢慢降低，不能一下子就改用含鹽量差別很大的鉆井液。20(6)使用低固相或無固