低渗致密储层压裂液伤害机理实验设计

董凤龙（中油辽河油田公司勘探开发研究院，辽宁 盘锦124010）

1 研究必要性及意义

国内外开发实践表明，储层伤害评价、控制和补救是解决有效开发的重要课题之一。但对低渗碳酸盐岩油藏，未建立致密储层工作液（钻完井液、压裂液）伤害评价方法，工作液对储层伤害机理及伤害程度认识不清，储层保护措施难以确定。实验区块视碳酸盐岩油藏的主力区块，主要储集层为白云岩类，储层致密、敏感性矿物含量高，压裂后压裂液返排率和产能差异大，明确工作液对储层伤害机理对于致密储层高效开发具有重要意义。

针对致密油储层在开发过程中存在的问题，深入分析储层岩性、物性、孔隙结构、流体等特征，明确储层在钻完井、压裂过程中潜在伤害机理；建立致密油储层工作液伤害评价系统方法，明确工作液（钻完井液、压裂液）对储层伤害机理及伤害程度，提出储层保护措施建议，为致密油高效勘探开发工程设计提供依据。

2 压裂液伤害机理实验设计

2.1 低渗致密储层伤害地质因素研究

针对碳酸盐岩致密油层，在已有分析测试资料基础上，利用岩石薄片、场发射扫描电镜、氮气吸附、核磁共振等手段，系统分析研究区致密油层岩性、物性、孔隙结构、敏感性矿物及流体等特征，明确储层在钻完井、压裂过程中潜在伤害机理。

（1）储层岩性特征分析：利用大铸体薄片、X-衍射全岩分析，明确储层岩石类型和结构特征。

（2）储层物性特征分析；结合岩心分析和测井解释成果，明确研究区主力储层孔隙度、渗透率、饱和度等特征。

（3）储层敏感性矿物分析：利用X-衍射粘土矿物、场发射扫描电镜分析，明确储层中敏感性矿物含量、类型及其产状。

（4）储层孔隙结构特征分析：利用铸体薄片、氩离子抛光电镜、CT 扫描、核磁共振等方法，系统描述研究区致密油储层孔隙/裂缝类型、大小及其连通性。

（5）流体特征：明确储层原油、地层水性质，为室内模拟实验评价提供依据。

根据储层伤害地质因素综合分析，明确碳酸盐岩致密油储层在钻完井液、压裂过程中潜在伤害机理。

2.2 低渗致密储层工作液伤害评价方法建立

调研目前工作液伤害评价行业标准、实验方法，分析在致密储层评价的适应性，结合储层特征和工程特点，建立适合致密储层工作液伤害评价的系统实验方法。①储层伤害室内评价方法调研：系统调研储层伤害室内评价方法、行业标准、国家标准等，结合研究区储层特征，分析目前评价方法在研究区储层伤害实验评价的适用性。②储层工作液伤害评价方法建立：在系统调研分析已有储层伤害评价方法基础上，结合致密油储层特征和现场施工工艺流程特点，建立系统的致密油储层伤害评价方法。

2.3 钻完井液对储层伤害实验研究

利用致密油储层已钻井钻完井液体系，根据现场钻完井方式和工艺流程，系统评价钻完井液体系对致密油储层伤害程度和伤害机理。

（1）单一钻井液动态伤害实验评价：利用室内动态模拟实验装置，开展单一钻井液体系对致密油储层基块、微裂缝的伤害评价，明确钻井液对基块、裂缝的伤害程度和钻井液侵入深度。

（2）单一完井液伤害实验评价：利用室内动态模拟实验装置，开展单一完井液体系对致密油储层的伤害评价，明确完井液对储层的伤害程度。

（3）系列工作液动态模拟伤害实验评价：模拟现场工艺流程和工程参数（温度、压差等），根据实际作业过程中各种工作液先后接触岩心的顺序（地层水→钻井液→水泥浆滤液→完井液→射孔液等），进行动态损害实验评价，明确钻完井液体系对储层的伤害程度。

（4）钻完井液与地层流体性实验评价：对储层钻完井过程中必须接触的钻井液、水泥浆滤液、完井液、地层水等进行正交系列实验评价，明确钻完井液之间、钻完井液与地层流体的配伍性。

（5）钻完井液对储层伤害机理分析：利用环境扫描电镜、核磁共振等分析测试手段，分析钻完井液体系对储层伤害机理，明确对储层的重要伤害因素，为后期钻完井液储层保护设计提供依据。

2.4 压裂液对储层伤害实验研究

针对目前致密油储层所用压裂液体系，根据压裂工程作业特点，利用本次研究建立的储层压裂液伤害评价方法，系统评价压裂液体系对储层伤害程度和伤害机理，明确目前已压裂井压裂液体系对储层的主要伤害机理，为压裂液储层保护措施建议提供依据。

（1）压裂液破胶伤害实验评价：开展压裂液破胶时间及破胶效果实验评价，明确压裂液在地层条件下的破胶状况，利用ESM观察破胶前后压裂液分子形貌特征。

（2）压裂液水敏实验评价：利用压裂液配液流体，开展压裂液在储层条件下与矿物敏感性实验评价，明确压裂液体系水敏伤害程度。

（3）压裂液聚合物伤害实验评价：评价压裂液体系聚合物对储层伤害程度和伤害机理，利用实验前后压裂液分析形貌观察，明确压裂液在储层中吸附与滞留机理。

（4）压裂液水锁伤害实验评价：利用模拟驱替装置和核磁共振，评价压裂液体系水锁伤害程度，明确不同类型储层可动流体饱和度。

（5）压裂液与地层流体配伍性实验评价：针对不同比例混合的压裂液、地层水开展配伍性实验评价，明确压裂液与地层水配伍性。

（6）压裂液伤害机理综合分析：综合利用环境扫描电镜、核磁共振等分析测试手段，结合伤害实验评价结果，定性、定量分析不同因素对储层伤害的影响程度，明确压裂液对致密油储层主要伤害机理。

2.5 储层保护措施建议

综合储层伤害地质因素、钻完井液及压裂液对储层伤害机理研究成果，系统分析致密油碳酸盐岩储层在钻完井、压裂过程中主要伤害机理，针对后期钻完井液、压裂液设计提出储层保护措施建议。

3 结语

（1）低渗、特低渗油藏一般具有喉细小、富含敏感性矿物、裂缝发育、界面张力大等特点，对储层伤害异常敏感，又必须进行人工压裂改造方可有效动用。而在钻完井、压裂改造等过程中很易造成二次伤害，影响油井产量。因此，有必要开展入井流体伤害性评价，并采取相应保护措施。

（2）开展储层入井流体伤害性评价，首先要研究储层伤害的地质因素，开展综合分析，以明确储层在钻完井液、压裂过程中潜在伤害机理。

（3）不同类型致密储层其入井流体伤害机理存在差异，因此，相应伤害评价方法也有所不同，需要结合研究区储层特征，分析目前评价方法在研究区储层伤害实验评价的适用性，建立适合的工作液伤害评价的系统实验方法。

（4）评价过程中，需结合已钻井钻、完井及压裂液体系，根据现场钻完井方式和工艺流程以及压裂工程作业特点，系统评价入井液体系对致密油储层伤害程度和伤害机理。并综合储层伤害地质因素、钻完井液及压裂液对储层伤害机理，针对后期钻完井液、压裂液设计提出储层保护措施建议。