防水锁聚合物钻井液在大庆油田低渗透储层的应用

丁 伟，王 娇，谢建波，滕 飞

(1.东北石油大学化学化工学院，黑龙江大庆 163318;2.中石油辽河油田分公司欢喜岭采油厂，辽宁盘锦 124000;3.东北石油大学石油工程学院，黑龙江大庆 163318)

大庆油田龙西地区扶杨油层录井显示较好，但实际产量并不高。龙西地区岩石的矿物主要成分为石英、长石和岩屑，储层岩石胶结物以灰质和泥质为主，含少量硅质。黏土矿物主要以伊/蒙混层、绿泥石和伊利石形式存在，这是导致水敏性较强的重要原因。储层孔隙度普遍小于10%，绝大多数样品的渗透率＜10×10－3μm2，为低孔低渗低压类型，油层孔渗条件差。由于孔道狭窄，毛细效应十分显著，当油(或气)水两相在岩石孔隙中渗流时，水滴在流经孔喉处时遇阻，导致油相或气相渗透率降低，极易造成水锁损害。防止地层水敏和水锁是钻井储层保护的关键［1］。本项目的目的是通过对储层伤害机理的分析，以及防水锁剂的优选和评价，开展钻井油层保护、储层评价等技术攻关与研究，形成低渗透油层保护技术。

1 龙西地区储层的水锁损害研究

龙西地区扶杨油层属于低渗透储层，由于孔道狭窄，毛细效应显著，渗流阻力增加导致油相渗透率降低，水锁损害严重。特别是当储层渗透率很低或原始含水饱和度低于外来液体浸入形成的束缚水饱和度时，水锁效应更加明显［2－3］。

以龙西地区塔284井的储层岩样为例，应用Bennion提出的建立在油藏平均渗透率和初始含水饱和度值之上的水锁损害定量评价方法，对储层可能出现的水锁效应进行评价［4］，结果见表1。平均水锁指数为0.56，表明如果水基流体被驱替或自吸入储层，有可能出现明显的水锁效应，造成较严重的水锁伤害［5］。

表1 大庆油田塔284井岩样水锁损害评价

2 防水锁剂的优选

2.1 防水锁剂的作用原理

防水锁剂的作用机理是降低油水界面张力，曲界面压差也相应降低，使水滴顺利通过，从而预防或解除水锁损害［6］。目前防止低渗储层水锁损害最有效的方法是使用适合的防水锁剂。

将ABSN(阴离子型)和OP－10(非离子型)两种表面活性剂作为首选的钻井液防水锁剂，采用滴重法测定溶液的表面张力，结果见表2。

表2 加入表面活性剂前后钻井液滤液的表面张力(室温20℃)

两种表面活性剂加入钻井液中后，均可有效降低滤液的表面张力，OP－10及ABSN两种表面活性剂降低滤液表面张力的能力相近。高温热滚后降低表面张力的能力有所减弱。

2.2 防水锁剂对钻井液性能的影响

在现用KCl聚合物钻井液中分别加入0.2%OP－10和0.2%ABSN，测试对其性能的影响，结果见表3。

在常温下加入防水锁剂对钻井液流变性能和滤失性能的影响不大，经120℃热滚后，其 API滤失量增幅较小。加入0.2%ABSN对钻井液的影响略大于OP－10，综合考虑优选出防水锁剂OP－10。

表3 加防水锁剂对KCl聚合物钻井液性能的影响

3 现场应用

龙西地区塔30井使用KCl聚合物钻井液施工，钻进过程中井壁稳定，携岩性强，取心顺利，起下钻各种作业都很正常，未发生与钻井液有关的复杂事故。二开平均井径扩大率为8.3%，固井质量优质，钻井液性能见表4。

表4 塔30井二开钻井液性能

使用已完钻的塔30井的储层岩心进行储层保护效果评价，具体情况见表5。优化配方的渗透率恢复值达88.14%，可以满足该地区储层保护的要求。

表5 保护储层钻井液体系矿场评价

4 结论

1)龙西地区储层强水敏、低渗透和特低渗透，防止地层水敏和水锁是钻井储层保护的关键，同时防止固相堵塞也是储层保护的重要工作。

2)完善了KCl聚合物暂堵型钻井液储层保护技术，对常用防水锁剂进行了评价。在KCl聚合物钻井液中加入0.4%OP－10后，能明显降低水锁损害，渗透率恢复值＞85%。

3)现场应用井径规则，施工顺利，测井一次成功，取得了很好的储层保护效果。

［1］徐同台，赵忠举，徐云英.国内外钻井液技术新进展及对21世纪的展望(I)［J］.钻井液与完井液，2000，17(6):30－37.

［2］范文永，舒勇，李礼，等.低渗透油气层水锁损害机理及低损害钻井液技术研究［J］.钻井液与完井液，2008，25(4):16－19.

［3］樊世忠，鄢捷年，周大晨.钻井液完井液及保护油气层技术［M］.东营:石油大学出版社，1996:33－36.

［4］张振华，鄢捷年.低渗透砂岩储集层水锁损害影响因素及预测方法研究［J］.石油勘探与开发，2000，27(3):75 －78.

［5］Bennion D B，Thomas F B.Formation damage processes reducing productivity of low permeability gas reservoirs［C］.SPE 60325 － MS，2000.

［6］郑延成，韩冬，王红庄.2种新型表面活性剂的物化性能研究［J］.长江大学学报:自然科学版，2008，5(3):27 －30.