低压油藏储层保护钻井液研究与应用

董宏伟 ，高 洁 ，赵 雷

（1.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安 710016；2.川庆钻探工程有限公司工程技术研究院，陕西西安 710016）

低压油藏储层保护钻井液研究与应用

董宏伟1，2，高 洁1，2，赵 雷1，2

（1.低渗透油气田勘探开发国家工程实验室，陕西西安 710016；2.川庆钻探工程有限公司工程技术研究院，陕西西安 710016）

陇东油田某些区块延安组物性较好，但产量较低，其主要的渗流通道是储层中的微裂缝，目前该区块使用的钻井液技术并不能很好的起到保护该储层的作用。为了达到有效保护长庆油田陇东地区延安组的目的，开展了新型储层保护钻井液技术的研究，采用了屏蔽暂堵技术，并结合油层保护剂PWTBA-Ⅱ，井壁表面形成封堵带薄且致密，能有效的暂堵储层，减少钻井液对储层的伤害。室内实验显示，钻井液体系的流变性、稳定性均较好，对储层的平均伤害率为10.61%。在陇东油田的31口井进行了成功的应用，试油结果表明实验井的日产油量明显高于非实验井的日产油量，取得了良好的应用效果。

陇东油区；低压油藏；储层保护；钻井液

陇东油区油藏属于典型低渗、低压、低产“三低”油藏[1，2]，压裂酸化作为低渗油田开发过程中一项有效的增产措施，在油田措施稳产、减缓递减中起着非常重要的作用。但是随着新区块不断地发现、新的开发层系的增加、开发时间的逐步延长，越来越多的储层呈现地层压力低、投产后低产或投产后产量递减速度快的特点，于是如何降低钻进中钻井液污染，如何解除油层堵塞机理日趋复杂问题，以及如何解除油藏自身地质特征的限制，进而提高储层开发效率，显得日趋重要。针对这一问题，提出陇东油区延安组提高单井产量技术研究，旨在通过对储层地质特点进行分析研究，找出该储层低压低产的主要原因，建立改造思路，提高措施效果，实现低压储层的高效开发，针对储层特点，开展了油井定向井、水平井保护储层钻完井液技术研究，通过室内技术攻关和现场应用，在陇东油区取得了良好的效果。

1 储层伤害因素分析

研究表明[3]，A井区平均孔隙度16.69%，空气渗透率 326.24×10-3μm2，含水饱和度 46.5%，碳酸盐 6.2%。分析认为主要油层延10油藏在砂体的主体带物性较好，向两侧逐渐变差。B井区延9油藏埋深较浅，平均油层中深1 265.6 m；油层整体物性较好，平均孔隙度16.2%，渗透率 18.6 mD，声速 241.7 μs/m，局部存在高渗带。平均有效孔隙度13.83%，空气渗透率119.95×10-3μm2。

根据X衍射黏土成分分析结果，研究区黏土成分包括高岭石、蒙脱石和伊利石，且高岭石含量最高（见表1），显示出储层存在水敏和速敏特征，无酸敏特征。因此在油层改造与注水过程中要预防液体对储层的伤害。

根据储层保护实验要求，取陇东油区延9、延10组岩心，依据石油天然气行业标准SY/T5358-2002《储层敏感性流动实验评价方法》，在室内进行了速敏、水敏、盐敏、酸敏、碱敏、应力敏感性等一系列储层损害评价实验[4]，得出储层敏感性实验数据（见表2）。

从表中可以看出，两个区块敏感性相同点表现基本为中偏弱，只有A区表现无酸敏。B区酸敏表现为中偏弱，但伤害率较低。分析原因主要是岩石孔隙中胶结物为方解石。其他敏感性均为中偏弱。数据说明微粒运移、水敏效应、水锁效应是储层损害的主要原因，而压力敏感效应又加剧了损害程度及克服的难度。这些主要损害因素都与液相特别是水相紧密相关。水的侵入是引起该气层严重损害的主要诱因。

表1 黏土矿物成分统计表

表2 储层敏感性实验数据

表3 提黏剂选择实验

表4 不同G301加量的性能测试

2 保护储层钻井液技术研究

2.1 钻井液室内实验

2.1.1 主要处理剂筛选

2.1.1.1 提黏剂 选择G339作为体系主要的提黏剂，G339浓度在0.1%～0.5%范围内改变，评价其流变性能，确定G339的加量，结果（见表3）。

从表3实验数据看出，加入0.2%G339，表观黏度 AV：23 mPa·s，塑性黏度 PV：15 mPa·s，动切力 YP：8 Pa，动速比达到0.53，随着其浓度的逐渐增加，动速比反而降低，其原因主要是G339对塑性黏度的贡献大于对动切力的贡献所致。

2.1.1.2 降失水剂 降失水剂G301通过竞争吸附、鳌合、屏蔽高价离子、疏水效应及吸附增溶等作用，能够显著降低失水，从而达到保护储层目的（见表4）。

从表4实验数据看出，随着G301用量在0%～2%的范围内逐渐加大，中压失水逐渐从13 mL降至6 mL，达到降低失水的目的。

2.1.1.3 暂堵剂 根据前面研究得到的陇东油区延安组特征，即研究区延长组储层中存在的微裂缝形状多样，广泛发育于岩石碎屑集合体内部，在矿物碎屑内部和填隙物内也发育有微裂缝。微裂缝长度不一，在10 μm～150 μm范围内，平均裂缝长度为91.74 μm。因此，研究陇东油区延安组选用新型暂堵剂G302（其颗粒粒径分布见图1），G302是一种可酸溶的球形颗粒，其粒度分布范围主要在38 μm～63 μm，99.65%的颗粒粒径在63 μm以内，能很好的与储层孔喉匹配，达到了既可封堵裂缝，又可封堵孔喉的目的。

2.1.2 体系配方研究 室内对低伤害成膜封堵钻井液展开系列实验研究，通过对处理剂的筛选和评价，最终确定配方，并对体系配方基本性能做了评价，结果（见表 5）。

图1 暂堵剂粒径分布图

表5 钻井液体系基本性能参数

2.1.3 体系岩心伤害评价 利用美国岩心TEMCO公司FDS-800-10000型多功能岩心驱替实验仪，考察钻井液对地层的伤害情况。选取B井区延9组两块岩心，室内配制低伤害成膜封堵钻井液，渗透率测试结果及相应测试条件（见表6）。

从表6中可以明显看出，B井区延9组的两块岩心，经过低伤害成膜封堵钻井液体系高温高压伤害后，最高渗透率恢复率达91.07%，平均伤害率为10.46%，属于低伤害钻井液。

另外，从现场取回正在使用的低伤害成膜封堵钻井液样品，选取A井区三块岩心，进行了静态岩心伤害实验评价，伤害条件是：在模拟井底温度60℃和围压5.5 MPa，内压3.5 MPa条件下伤害2 h。实验结果（见表7）。

从表7可以看出，现场钻井液评价A井区的1#、2#和3#三块岩心，渗透率恢复率值分别是85.47%、79.86%和88.13%，伤害率分别是14.53%、20.14%和11.87%。平均伤害率为15.51%，属于低伤害范围。

3 现场应用及效果

研发的低伤害成膜封堵钻井液体系在B井区和A井区分别实验应用，现场共完成实验井31口，通过使用G339与G301复合，成功的将中压失水控制在6 mL左右，泥饼质量更好，加入的储层保护剂PWTBA-Ⅱ，使得该体系对储层的伤害率更低，利于储层保护。试油结果分析如下。

3.1 B井区定向井实验井与非实验井试油结果分析

从图2可以看出，实验井平均日产油为10.2 m3，非实验井平均日产油6.57 m3，实验井与非实验井相比，日产油量平均提高55.25%，储层保护效果明显，取得很好的效果。

3.2 A井区定向井实验井与非实验井试油结果分析

从图3可以看出，实验井平均日产油为18.71 m3，非试验井平均日产油11.91 m3，实验井与非实验井相比，平均日产油提高57.09%，结果再次充分说明了所进行的储层保护效果显著。

表6 岩心渗透率数据及相应测试条件

注：（1）伤害压差 3.5 MPa，伤害时间 150 min，温度 60 ℃；（2）ko1为伤害前的原油渗透率；（3）ko2为伤害后的原油渗透率

表7 现场钻井液对岩心伤害结果

图2 B井区实验井与非实验井日产油对比数据图

图3 A井区实验井与非实验井日产油对比数据图

3.3 A井区水平井实验井与非实验井试油结果分析

图4 A井区实验水平井与非实验水平井日产油对比数据图

由图4可知，A井区实验的2口水平井的平均日产油为41.7 m3，邻井非实验水平井平均日产油27.3 m3，单井日产油量平均提高52.75%，说明体系对水平井的储层保护效果显著。

4 认识与结论

（1）陇东油区延安组敏感性评价实验结果表明微粒运移、水敏效应、水锁效应是储层损害的主要原因，而压力敏感效应又加剧了损害程度及克服的难度。这些主要损害因素都与液相特别是水相紧密相关。水的侵入是引起该气层严重损害的主要诱因。

（2）根据储层损害特点，研究的低伤害成膜封堵钻井液体系，具有抑制性强、失水小、屏蔽暂堵等特点。通过模拟地层条件测试钻井液对岩心伤害，结果表明该体系能有效降低现场钻井液对岩心的伤害，平均伤害率为15.51%，属于低伤害。

（3）试油结果表明，实验井的日产油量明显高于非实验井的日产油量，说明所进行的储层保护效果显著，所研发的钻井液体系应该大量应用推广。

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Mud fluid of research and application of reservoir protection in low-pressure reservoirs

DONG Hongwei1，2，GAO Jie1，2，ZHAO Lei1，2
（1.National Engineering Laboratory for Exploration and Development of Low-Permeability Oilamp;Gas Fields，Xi'an Shanxi 710016，China；2.Engineering Technology Institute of Chuanqing Drilling Engineering Co.，Ltd.，Xi'an Shanxi 710016，China）

There are good reservoir properties in Yan'an formation of some blocks in Longdong oilfield,but the production is too low,and the main flow channel of reservoir is micro fracture,so the drilling fluid system in this block is not very good to play the role of reservoir protection.In order to achieve effective protection of Yan'an formation in Longdong oilfield,a low-damage film-forming drilling fluid system with the reservoir protection agent PWTBAII was studied,which have some properties such as plug-temporary,low damage,good stability and rheological properties.Laboratory tests show that the average damage rate is 10.61%.It has been successfully applied in 31 wells in Longdong oilfield.And the daily oil production of the well which using low-damage film-forming drilling fluid system is obviously higher than that of the former well.

Longdong oilfield；low-pressure reservoirs；reservoir protection；mud fluid

TE254.1

A

1673-5285（2017）11-0038-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.11.009

2017-10-25

董宏伟，男（1979-），工程师，硕士，2007年毕业于中国科学院研究生院，现在川庆钻探工程有限公司工程技术研究院从事钻完井液技术研究工作，邮箱：donghw_gcy@cnpc.com.cn。