吉林油田可循环微泡沫钻井液技术研究与应用(总结)

吉林油田可循环微泡沫钻井液技术探讨与应用 编写人张新发 钻井工艺探讨院钻井液所 2011年10月08日 目 录 一、地质及工程概况1 二、钻井液技术难点1 三、技术对策3 四、 微泡沫钻井液体系室内探讨3 4.1 微泡沫钻井液体系配方探讨3 4.2微泡沫钻井液防塌抑制性能5 4.3 微泡沫钻井液防漏堵漏性能6 4.4 微泡沫钻井液抗温实力评价8 4.5 微泡沫钻井液储层爱护实力评价9 五、现场应用状况10 5.1微泡沫钻井液体系配方10 5.2现场发泡施工工艺10 5.3 微泡沫钻井液技术现场应用效果分析11 5.3.1 防漏堵漏效果分析11 5.3.2 微泡沫钻井液对井壁稳定性影响分析18 5.3.3 现场施工可行性分析19 5.3.4微泡沫钻井液体系现场施工留意事项20 六、结论20 附表微泡沫试验井发泡前后钻井液性能统计21 一、地质及工程概况 吉林油田乾安地区位于松辽盆地南部中心坳陷，该地区上部嫩江组大段泥页岩发育，下部姚家组、青山口组、泉头组地层裂缝发育，裂缝发育为高角度缝、垂直裂缝，裂缝宽度较小，大约0.3mm左右，多表现为闭合缝。该地区主力开发层位油层含油性主要受储层岩性、物性限制，形成岩性油藏和断层-岩性油藏，属于低孔、低渗储层。 表1.1 乾安地区储层物性及裂缝发育状况描述 区块 主力层位 孔隙度 渗透率 （10-3μm2） 深度 m 裂缝发育状况 大情字 高台子（青1） 11.8 3.5 2200-2380 乾安地区地层裂缝倾角较大，为高角度缝、垂直裂缝。裂缝宽度小，裂缝多表现为闭合缝。主要分布在大情字井地区和海坨子地区。 乾北 高台子（青3） 11.2 2.45 1700-2050 海坨子 扶余（泉4） 9.6 0.46 2050-2175 乾安地区生产井采纳二开制井身结构，一开套管下深约260m，二开裸眼段长约2000m。二开井段上部嫩江组由大段易水化泥页岩组成，长约600m，易水化坍塌；下部青山口组和泉头组裂缝发育，钻井过程中频繁发生漏失，延长钻井周期，增大钻井成本，给施工带来极大困难，储层发生漏失还会造成严峻的储层污染。 二、钻井液技术难点 （1）乾安地区地层裂缝网状发育，钻井过程中井漏事故频繁发生。其中，海坨子地区每年井漏发生率均在50以上，漏失量大，例如海51井漏失910方。井漏的发生，延长钻井周期，增大钻井成本，假如漏失发生在储层，还会造成严峻的储层损害。 表2.1 2009年乾安地区钻井漏失状况统计 区块 总井数 漏失井数 （所占比例） 储层漏失井数 （所占比例） 大情字 135 13 （9.63） 1 （0.74） 乾北 65 10 （15.38） 7 （10.77） 海坨子 56 28 （50） 7 （12.5） 表2.2 2010年乾安地区钻井漏失状况统计 区块 总井数 漏失井数 （所占比例） 储层漏失井数 （所占比例） 大情字 23 15 （65.22） 4 （17.39） 乾北 24 3 （12.5） 2 （8.33） 海坨子 85 55 （64.71） 17 （20） （2）乾安地区上部嫩江组易出现水化坍塌，下部青山口组易掉块垮塌。在应用现有钻井液施工过程中，假如井壁浸泡时间过长，钻井液密度偏低，就会引起井壁失稳、坍塌。 表2.3 嫩江组地层稳定性分析 项目 地层 膨胀率， 回收率， 分散性，s 水化性,s 坍塌性 1/y-b*10-3 嫩江组岩屑 样品数 5 8 5 5 11 范围 16.9336.14 1.030.14 2412133 2231130 1.5036.930 平均值 26.4 7.7 821 557 4.192 类型 高 低 中 中 水化坍塌 表2.4 青山口组岩屑稳定性分析 序号 所属 地层 回收率， 膨胀率， 分散性，s 水化性,s 坍塌性 1/y-b*10-3 1 青山口 72.1 0.69 148 531 29.41 2 青山口 83.2 0.05 365 689 8.16 3 青山口 90.3 0.03 194 816 9.16 4 青山口 79.7 0.53 389 824 5.87 平均值 81.325 0.325 274 715 13.15 所属类型 高 低 弱 中 跨塌坍塌 （3）二开制井身结构生产井二开裸眼段长，易塌易漏层位于同一裸眼段内，进一步增加了施工难度。 图2.1 乾安地区一般定向井井身结构示意图 三、技术对策 微泡沫钻井液技术可有效降低钻井液密度，且微泡沫自身具有独特的封堵实力，可有效预防井漏。针对吉林油田乾安地区钻井难点，开展可循环微泡沫钻井液技术探讨与应用，对于乾安地区钻井有效防漏、节约成本、爱护储层、提高油井产能具有重要的现实意义。 但若采纳乾安地区开发井现场井浆作为发泡基浆，存在以下不足 （1）现场井浆自身的抑制实力不能满意低密度微泡沫钻井液稳定井壁须要； （2）现场井浆发泡和稳泡实力有待进一步提高。 因此针对现场基本状况，需从以下方面开展探讨 （1）首先对基浆进行优化，增加其防塌抑制实力、发泡实力和稳泡实力； （2）优选发泡剂，开展微泡沫钻井液体系探讨。 四、 微泡沫钻井液体系室内探讨 4.1 微泡沫钻井液体系配方探讨 针对乾安地区钻井难点以及微泡沫钻井液体系特点，室内开展了可循环微泡沫钻井液体系配方探讨及性能评价。 （1）基浆的选择 大量试验证明，发泡剂在具有高分子聚合物的钻井液体系中发泡效果最好，因此选择聚合物钻井液体系作为发泡基浆。室内对乾安地区应用的聚合物钻井液体系配方进行了优化完善。 1）考虑乾安地区地层水矿化度高，储层水敏性强，故采纳盐水聚合物钻井液体系。 表4.1 乾安地区储层敏感性分析 区块 水敏损害 盐敏损害 速敏损害 酸敏损害 碱敏损害 地层水矿化度（mg/l） 海坨子区块 强 强 中偏强 强 中偏强 10808 大情字区块 中等 中等 弱 无到中等 弱 16000 乾北区块 弱 中等 弱 弱 中等偏弱 15000 2）考虑密度降低后增加地层不稳定性，进一步增加了体系的封堵抑制实力。 优化前配方为膨润土 Na2CO3 FA-367 NH4-PAN XY-27， 优化后配方为膨润土 Na2CO3 NH4-PAN KPA KCL KFH HQ-1 YK-H。 优化后的钻井液流变性更好，具有良好的封堵抑制实力，为泡