水平井儲層保護(hù)技術(shù)

1、井眼結(jié)構(gòu)不同井眼結(jié)構(gòu)不同存在多個分支井眼連接處存在多個分支井眼連接處增大油藏的裸露面積，提高泄油效率增大油藏的裸露面積，提高泄油效率改善油流動態(tài)剖面，降低錐進(jìn)效應(yīng)，提高重力泄油效果改善油流動態(tài)剖面，降低錐進(jìn)效應(yīng)，提高重力泄油效果縱向調(diào)整油藏的開采縱向調(diào)整油藏的開采 可以應(yīng)用于多種油氣藏的經(jīng)濟(jì)開采可以應(yīng)用于多種油氣藏的經(jīng)濟(jì)開采。油藏工程減少無效井段，減少鉆井設(shè)備的搬遷；節(jié)約套管、泥漿減少無效井段，減少鉆井設(shè)備的搬遷；節(jié)約套管、泥漿費(fèi)用；充分利用海上平臺井口槽，降低了平臺建造費(fèi)用費(fèi)用；充分利用海上平臺井口槽，降低了平臺建造費(fèi)用鉆鉆井井由于地面井口的減少，相應(yīng)的土地使用面積、地面管匯由于地面井口的減

2、少，相應(yīng)的土地使用面積、地面管匯建設(shè)、油井管理等費(fèi)用也大大降低，增加了經(jīng)濟(jì)效益建設(shè)、油井管理等費(fèi)用也大大降低，增加了經(jīng)濟(jì)效益地地面面地質(zhì)導(dǎo)向：地質(zhì)導(dǎo)向：用近鉆頭地質(zhì)、工程參數(shù)測量和隨鉆控制手段來保證實用近鉆頭地質(zhì)、工程參數(shù)測量和隨鉆控制手段來保證實 際井眼穿過儲層并取得最佳位置。際井眼穿過儲層并取得最佳位置。幾何導(dǎo)向：幾何導(dǎo)向：對鉆井井眼負(fù)責(zé)，使實鉆軌道盡量靠近設(shè)計軌道，以對鉆井井眼負(fù)責(zé)，使實鉆軌道盡量靠近設(shè)計軌道，以 保證準(zhǔn)確鉆入設(shè)計靶區(qū)（由于地質(zhì)不確定性帶來誤保證準(zhǔn)確鉆入設(shè)計靶區(qū)（由于地質(zhì)不確定性帶來誤 差，原設(shè)計的靶區(qū)不一定是儲層）差，原設(shè)計的靶區(qū)不一定是儲層）旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向：旋轉(zhuǎn)導(dǎo)向：以井下

3、旋轉(zhuǎn)工作方式的閉環(huán)自控執(zhí)行工具為導(dǎo)向工以井下旋轉(zhuǎn)工作方式的閉環(huán)自控執(zhí)行工具為導(dǎo)向工 具，以具，以MWDMWD或或LWDLWD為傳輸通道和地面信息處理軟件為傳輸通道和地面信息處理軟件 系統(tǒng)組成的鉆井工具系統(tǒng)，可帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)，井系統(tǒng)組成的鉆井工具系統(tǒng)，可帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)，井 眼軌跡光滑。眼軌跡光滑?；瑒佣ㄏ颍夯瑒佣ㄏ颍恒@頭滑動前行，不產(chǎn)生扭矩，可增斜也可降斜。鉆頭滑動前行，不產(chǎn)生扭矩，可增斜也可降斜。油氣層損害概念油氣層損害概念 油氣層損害是指油井完井及生產(chǎn)階段，油氣層損害是指油井完井及生產(chǎn)階段，在在 儲層中造成的減少油氣藏產(chǎn)能或降低注氣、注儲層中造成的減少油氣藏產(chǎn)能或降低注氣、注液效果的各種阻礙。液

4、效果的各種阻礙。油氣層滲流空間油氣層滲流空間- -概念概念 儲層巖石中未被礦物顆粒、膠結(jié)物或其它固體物質(zhì)占儲層巖石中未被礦物顆粒、膠結(jié)物或其它固體物質(zhì)占據(jù)的空間稱為滲流空間或孔隙空間，滲流空間由據(jù)的空間稱為滲流空間或孔隙空間，滲流空間由孔隙孔隙和和喉喉道道構(gòu)成。構(gòu)成?？紫叮汗羌茴w粒包圍著的較大空間孔隙：骨架顆粒包圍著的較大空間 孔隙大小反映儲集能力孔隙大小反映儲集能力喉道：兩個較大空間的收縮部分喉道：兩個較大空間的收縮部分 喉道大小和形狀控制滲透能力喉道大小和形狀控制滲透能力滲流空間反映了儲層的滲流空間反映了儲層的儲集性儲集性和和滲透性滲透性孔隙孔隙喉道喉道膠結(jié)物膠結(jié)物骨架顆粒骨架顆粒 內(nèi)因內(nèi)

5、因+ +外因外因 有效滲透率下降有效滲透率下降 內(nèi)因：內(nèi)因：油氣層潛在損害因素油氣層潛在損害因素 油氣藏類型油氣藏類型 油氣層敏感性礦物油氣層敏感性礦物 油氣層儲滲空間特性油氣層儲滲空間特性 油氣層巖石表面性質(zhì)油氣層巖石表面性質(zhì) 油氣層流體性質(zhì)油氣層流體性質(zhì)油氣層損害實質(zhì)油氣層損害實質(zhì)外因：外因：引起油氣層損害的條件引起油氣層損害的條件 工作液的性質(zhì)工作液的性質(zhì) 生產(chǎn)或作業(yè)壓差生產(chǎn)或作業(yè)壓差 溫度溫度 生產(chǎn)或作業(yè)時間生產(chǎn)或作業(yè)時間 環(huán)空返速環(huán)空返速有效滲透率下降：有效滲透率下降： 滲流空間縮小滲流空間縮小 絕對滲透率降低絕對滲透率降低 流動阻力增加流動阻力增加 相對滲透率降低相對滲透率降低油氣

6、層損害實質(zhì)油氣層損害實質(zhì)1.1.縮小或堵塞滲流空間的損害縮小或堵塞滲流空間的損害 外界固相顆粒侵入堵塞外界固相顆粒侵入堵塞( (固相損害固相損害) ) 儲層微粒水化膨脹儲層微粒水化膨脹/ /分散分散( (水敏損害水敏損害) ) 微粒運(yùn)移微粒運(yùn)移( (速敏損害速敏損害) ) 出砂出砂 無機(jī)沉淀無機(jī)沉淀( (包括二次沉淀包括二次沉淀) ) 有機(jī)沉淀有機(jī)沉淀 應(yīng)力敏感壓縮巖石應(yīng)力敏感壓縮巖石 細(xì)菌堵塞細(xì)菌堵塞 射孔壓實射孔壓實 油氣層損害類型油氣層損害類型2.2.增加流動阻力的損害增加流動阻力的損害毛細(xì)管力引起油氣層損害類型油氣層損害類型油氣藏類型油氣藏類型- -與儲層損害關(guān)系與儲層損害關(guān)系（1)1

7、)高滲透和裂縫性油氣藏易發(fā)生較嚴(yán)重的固相堵塞高滲透和裂縫性油氣藏易發(fā)生較嚴(yán)重的固相堵塞損害，不易發(fā)生水鎖損害損害，不易發(fā)生水鎖損害原因：流動通道較大，固相顆粒可侵入很深，液相侵入易于返排原因：流動通道較大，固相顆?？汕秩牒苌?，液相侵入易于返排（2)2)稠油油藏和高滲透油藏易產(chǎn)生出砂損害稠油油藏和高滲透油藏易產(chǎn)生出砂損害原因：這兩類油藏一般膠結(jié)不好，受流體流動沖擊易散架原因：這兩類油藏一般膠結(jié)不好，受流體流動沖擊易散架（3)3)低滲和特低滲油氣藏易發(fā)生較嚴(yán)重的水鎖和水敏低滲和特低滲油氣藏易發(fā)生較嚴(yán)重的水鎖和水敏損害，不會發(fā)生嚴(yán)重的固相堵塞損害損害，不會發(fā)生嚴(yán)重的固相堵塞損害原因：這兩類油氣藏一般

8、孔喉小，泥質(zhì)含量高，固相不易進(jìn)入，液相進(jìn)入難原因：這兩類油氣藏一般孔喉小，泥質(zhì)含量高，固相不易進(jìn)入，液相進(jìn)入難以返排和易引起粘土膨脹以返排和易引起粘土膨脹(4)(4)低滲透的氣藏比低滲透的油藏水鎖損害更嚴(yán)重低滲透的氣藏比低滲透的油藏水鎖損害更嚴(yán)重 原因：水取代氣比水取代油更容易，水可進(jìn)入更小的氣藏原因：水取代氣比水取代油更容易，水可進(jìn)入更小的氣藏 孔道，返排過程中氣又難以驅(qū)走小孔道中的水孔道，返排過程中氣又難以驅(qū)走小孔道中的水(5)(5)高粘油藏易發(fā)生有機(jī)沉淀堵塞損害高粘油藏易發(fā)生有機(jī)沉淀堵塞損害原因：高粘原油含較高的蠟質(zhì)、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，溫度、壓原因：高粘原油含較高的蠟質(zhì)、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)，溫度、

9、壓 力變化易析出這些物質(zhì)力變化易析出這些物質(zhì)(6)(6)多數(shù)砂巖油藏都存在程度不同的速敏和水敏損害多數(shù)砂巖油藏都存在程度不同的速敏和水敏損害原因：幾乎所有砂巖油藏都含有一定的地層微粒和水敏原因：幾乎所有砂巖油藏都含有一定的地層微粒和水敏 粘土礦物粘土礦物油氣藏類型油氣藏類型-與儲層損害關(guān)系與儲層損害關(guān)系油氣層損害特點(diǎn)油氣層損害特點(diǎn)u普遍存在性：普遍存在性：存在于各個生產(chǎn)和作業(yè)環(huán)節(jié)存在于各個生產(chǎn)和作業(yè)環(huán)節(jié) 存在于油井的整個壽命周期存在于油井的整個壽命周期u原因多樣性：原因多樣性： 同一生產(chǎn)或作業(yè)過程同一生產(chǎn)或作業(yè)過程, ,存在多種損害存在多種損害u相互聯(lián)系性：相互聯(lián)系性： 一種損害可加重或引起另

10、一種損害一種損害可加重或引起另一種損害u具有動態(tài)性：具有動態(tài)性：一種損害發(fā)生后會引起內(nèi)因變化一種損害發(fā)生后會引起內(nèi)因變化 隨生產(chǎn)的進(jìn)行隨生產(chǎn)的進(jìn)行, ,內(nèi)因不斷變化內(nèi)因不斷變化 內(nèi)因變化內(nèi)因變化, ,損害機(jī)理變化損害機(jī)理變化u不可逆性：不可逆性：油氣層發(fā)生損害后油氣層發(fā)生損害后, ,要完全解除損害很難要完全解除損害很難井壁穩(wěn)定井壁穩(wěn)定井徑規(guī)則井徑規(guī)則潤滑性好潤滑性好攜巖能力強(qiáng)攜巖能力強(qiáng)巖屑與鉆井液中的有用固相相互不摻雜巖屑與鉆井液中的有用固相相互不摻雜保護(hù)儲層與石油品質(zhì)保護(hù)儲層與石油品質(zhì)水平井鉆井液特殊要求水平井鉆井液特殊要求鉆井新技術(shù)對鉆井液的要求鉆井新技術(shù)對鉆井液的要求安全安全保護(hù)儲層保護(hù)

11、儲層/ /環(huán)境環(huán)境/ /石油品質(zhì)石油品質(zhì)快速快速隨鉆檢測隨鉆檢測經(jīng)濟(jì)經(jīng)濟(jì)新認(rèn)識新認(rèn)識基本性質(zhì)基本性質(zhì)分散分散/ /抑制抑制適宜的化學(xué)環(huán)境適宜的化學(xué)環(huán)境優(yōu)化鉆井液的必要保證優(yōu)化鉆井液的必要保證鉆井液的化學(xué)動力學(xué)鉆井液的化學(xué)動力學(xué)井壁穩(wěn)定井壁穩(wěn)定化學(xué)化學(xué)/ /力學(xué)耦合力學(xué)耦合井壁穩(wěn)定井壁穩(wěn)定 例：傳統(tǒng) 水基+KCl 防塌僅在單純蒙脫石地層效果顯著僅在單純蒙脫石地層效果顯著 可以用可以用在伊在伊/ /蒙或高蒙或高/ /蒙混層中蒙混層中+ KCl+ KCl 井壁失穩(wěn)井壁失穩(wěn) 慎用！慎用！單純高嶺土單純高嶺土+ KCl+ KCl 井壁失穩(wěn)井壁失穩(wěn) 不能用不能用! !分析： 膨脹性粘土膨脹性粘土：蒙脫石蒙

12、脫石 粘土粘土 膨脹性粘土膨脹性粘土：伊利石、高嶺石伊利石、高嶺石1 1、蒙脫石：幻燈片、蒙脫石：幻燈片 4545 晶層兩面全部由氧組成，晶層兩面全部由氧組成，晶層間通過分子力作用，聯(lián)晶層間通過分子力作用，聯(lián)接松散，水易進(jìn)入接松散，水易進(jìn)入；存在大量晶格取代，在晶體表面結(jié)合存在大量晶格取代，在晶體表面結(jié)合大量可交換陽離子，水進(jìn)入后，這些陽離子容易水解，形大量可交換陽離子，水進(jìn)入后，這些陽離子容易水解，形成擴(kuò)散雙電層，成擴(kuò)散雙電層，使粘土帶負(fù)電而相互排斥，表現(xiàn)出粘土膨使粘土帶負(fù)電而相互排斥，表現(xiàn)出粘土膨脹，脹，與水接觸后容易引起頁巖的膨脹和分散。與水接觸后容易引起頁巖的膨脹和分散。加入加入KCl

13、 KCl 后，后，K+K+能中和粘土負(fù)電使粘土片僅僅連在一起，起到抑制頁巖能中和粘土負(fù)電使粘土片僅僅連在一起，起到抑制頁巖膨脹的作用膨脹的作用。 2 2、伊利石：幻燈片、伊利石：幻燈片 4545 結(jié)構(gòu)同蒙脫石結(jié)構(gòu)同蒙脫石，但晶格取代主要發(fā)生在硅氧四面體中，但晶格取代主要發(fā)生在硅氧四面體中，晶格取代后，在晶體表面為平衡電價而結(jié)合的可交換陽離晶格取代后，在晶體表面為平衡電價而結(jié)合的可交換陽離子主要為鉀離子。子主要為鉀離子。由于鉀離子直徑與硅氧四面體中的六方由于鉀離子直徑與硅氧四面體中的六方網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)切圓直徑相近，網(wǎng)格結(jié)構(gòu)內(nèi)切圓直徑相近，使它易進(jìn)入六方網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中而使它易進(jìn)入六方網(wǎng)格結(jié)構(gòu)中而不易被釋放

14、，所以晶格結(jié)構(gòu)結(jié)合緊密，水不易進(jìn)入其中，不易被釋放，所以晶格結(jié)構(gòu)結(jié)合緊密，水不易進(jìn)入其中，屬于非膨脹性粘土，屬于非膨脹性粘土，與水接觸后可引起粘土剝落，引起地與水接觸后可引起粘土剝落，引起地層不穩(wěn)。層不穩(wěn)。 3 3、高嶺石：幻燈片、高嶺石：幻燈片 4545 晶層一面全部由氧組成，另一面全部由羥基組成，晶層一面全部由氧組成，另一面全部由羥基組成，晶晶格間通過氫鍵緊密連接，水不易進(jìn)入格間通過氫鍵緊密連接，水不易進(jìn)入；存在很少的晶格??；存在很少的晶格取代，代，表面有很少的可交換陽離子表面有很少的可交換陽離子, ,不易形成擴(kuò)散雙電子層，不易形成擴(kuò)散雙電子層，屬于非膨脹性粘土，屬于非膨脹性粘土，與水接觸

15、后可引起粘土剝落，引起地與水接觸后可引起粘土剝落，引起地層不穩(wěn)層不穩(wěn)；加入加入KCl KCl ，起不到抑制作用。，起不到抑制作用。保護(hù)油氣層鉆井完井液類型保護(hù)油氣層鉆井完井液類型 一、水基鉆井液體系一、水基鉆井液體系l 1 1、改性鉆井完井液、改性鉆井完井液l 2 2、低膨潤土聚合物鉆井完井液、低膨潤土聚合物鉆井完井液l 3 3、無膨潤土聚合物暫堵型鉆井完井液、無膨潤土聚合物暫堵型鉆井完井液l 4 4、水包油型鉆井完井液、水包油型鉆井完井液l 5 5、無固相清潔鹽水鉆井完井液、無固相清潔鹽水鉆井完井液l 6 6、陽離子聚合物鉆井完井液、陽離子聚合物鉆井完井液l 7 7、屏蔽暫堵型鉆井完井液、屏蔽暫堵型鉆井完井液 二、油基鉆井完井液二、油基鉆井完井液n 1 1、純油基鉆井完井液、純油基鉆井完井液n 2 2、油包水乳化鉆井完井液、油包水乳化鉆井完井液n 3 3、抗高溫高密度油包水鉆井完井液、抗高溫高密度油包水鉆井完井液n 4 4、低膠質(zhì)油包水鉆井完井液、低膠質(zhì)油包水鉆井完井液n 5 5、低毒無熒光油包水鉆井完井液、低毒無熒光油包水鉆井完井液保護(hù)油氣層鉆井完井液類型保護(hù)油氣層鉆井完井液類型 三、氣體型鉆井完井流體三、氣體型鉆井完井流體p 1 1、氣體鉆井完井流體、氣體鉆井完井流體p 2 2、