鉆井與完井工程教材第九章儲層保護.doc

第九章 儲層保護鉆井完井的目的是為油氣建立一條安全暢通的通道。在鉆井、完井井下作業(yè)及油氣田開采全過程中，造成儲層滲透率下降的現(xiàn)象通稱為儲層損害。而認識和診斷儲層損害原因及損害過程的各種手段、防止和解除儲層損害的各種技術(shù)措施則通稱為儲層保護技術(shù)。為什么儲層會發(fā)生損害呢？在儲層被鉆開之前，它的巖石、礦物和流體是在一定物理化學環(huán)境下處于一種物理化學的平衡狀態(tài)。在被鉆開后，鉆井、完井、修井、注水和增產(chǎn)等作業(yè)或生產(chǎn)過程都可能改變原來的環(huán)境條件，使平衡狀態(tài)發(fā)生改變，從而造成儲層滲透率的下降，油氣井產(chǎn)能降低，導致儲層損害（圖9-1）。未損害區(qū) 損害區(qū) 井筒 損害區(qū) 未損害區(qū) K Kd Kd K 未損害 KdK K-未損害區(qū)儲層滲透率；Kd-損害區(qū)儲層滲透率。圖9-1 井筒附近儲層損害示意圖所以，儲層損害是在外界條件影響下儲層內(nèi)部性質(zhì)發(fā)生變化造成的，凡是受外界條件影響而導致儲層滲透性降低的儲層內(nèi)在因素，均屬儲層潛在損害因素（內(nèi)因）。它包括儲層孔隙結(jié)構(gòu)，敏感性礦物、巖石表面性質(zhì)和地層流體性質(zhì)等。在施工作業(yè)時，任何能夠引起儲層微觀結(jié)構(gòu)或流體原始狀態(tài)發(fā)生改變，并使油氣井產(chǎn)能降低的外部作業(yè)條件，均為儲層損害的外因。它包括入井流體性質(zhì)、壓差、溫度和作業(yè)時間等可控因素。儲層保護的核心是有針對性地控制各種外因，使儲層的內(nèi)因不發(fā)生改變或改變小，從而達到保護儲層的目的。保護儲層技術(shù)是一項涉及多學科、多專業(yè)、多部門并貫穿整個油氣生產(chǎn)過程中的系統(tǒng)工程，是石油勘探開發(fā)過程中的重要技術(shù)措施之一。保護儲層工作的好壞直接關(guān)系到能否及時發(fā)現(xiàn)新的儲層、油氣田和對儲量的正確評價，直接關(guān)系到油氣井的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)，對油氣田的經(jīng)濟效益有舉足輕重的影響。因此，在油氣田開發(fā)生產(chǎn)的每一項作業(yè)中，尤其是鉆井完井過程中，必須認真做好儲層保護工作。第一節(jié) 儲層損害的室內(nèi)評價技術(shù)儲層損害的室內(nèi)評價是借助于各種儀器設(shè)備測定儲層巖石與外來工作液作用前后滲透率的變化，或者測定儲層物化環(huán)境發(fā)生變化前后滲透率的改變，來認識和評價儲層損害的一種重要手段。它是儲層巖心分析的一部分，其目的是弄清儲層潛在的損害因素和損害程度，并為損害機理分析提供依據(jù)，或者在施工之前比較準確地評價工作液對儲層的損害，這對于優(yōu)化后繼的各類作業(yè)措施和設(shè)計保護儲層系統(tǒng)工程技術(shù)方案，具有非常重要的意義。儲層損害的室內(nèi)評價主要包括兩個方面內(nèi)容；（1）儲層敏感性評價；（2）工作液對儲層的損害評價。為了正確地評價儲層損害，不能簡單地任選巖心來做實驗。用于實驗的巖心性質(zhì)必須能代表所要評價的儲層的性質(zhì)。實驗巖心的正確選擇要經(jīng)過以下兩個環(huán)節(jié)；（1）巖樣的準備。從井場取回的巖心，須先進行如下幾步準備工作；對井場或庫房中保存的巖心進行選??；實驗室?guī)r樣的接交；巖心檢測；巖樣鉆?。粠r樣的清洗（洗油、洗鹽）；巖樣烘干；測定各個巖樣的孔隙度f和氣體滲透率k，并求出每塊巖心的克氏滲透率K。（2）巖樣的選取。對已測K、f的各個巖樣作K-f關(guān)系圖，畫出回歸曲線，在曲線上找出要用的巖心樣品號碼。再根據(jù)測井和試井求出的K、f值，選出具有代表性的巖心備用，登記好每塊巖心的出處（油田、區(qū)塊、層位、井深）、號碼、長度、直徑、干重及K、f值。儲層損害的室內(nèi)評價實驗流程框圖如圖9-2。儲層巖心分析巖樣的準備和選取儲層敏感性評價工作液對儲層的損害評價速敏評價水敏評價鹽敏評價堿敏評價酸敏評價評價各類工作液對儲層的損害程度優(yōu)化設(shè)計儲層保護的技術(shù)方案和作業(yè)措施圖9-2 儲層損害的室內(nèi)評價實驗流程框圖1儲層敏感性評價儲層敏感性評價包括速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏等五敏實驗，具體實驗方法基本按“砂巖儲層巖心流動實驗評價程序”部頒標準執(zhí)行，其目的在于找出儲層發(fā)生敏感的條件和由敏感引起的儲層損害程度，為各類工作液的設(shè)計、儲層損害機理分析和制定系統(tǒng)的儲層保護技術(shù)方案提供科學依據(jù)。（1）速敏評價實驗1）速敏概念和實驗?zāi)康膬拥乃倜粜允侵冈阢@井、測試、試油、采油、增產(chǎn)作業(yè)、注水等作業(yè)或生產(chǎn)過程中，當流體在儲層中流動時，引起儲層中微粒運移并堵塞喉道造成儲層滲透率下降的現(xiàn)象。對于特定的儲層，由儲層中微粒運移造成的損害主要與儲層中流體的流動速度有關(guān)，因此速敏評價實驗之目的在于：找出由于流速作用導致微粒運移從而發(fā)生損害的臨界流速，以及找出由速度敏感引起的儲層損害程度；為以下的水敏、鹽敏、堿敏、酸敏四種實驗及其它的各種損害評價實驗確定合理的實驗流速提供依據(jù)。一般來說，由速敏實驗求出臨界流速后，可將其它各類評價實驗的實驗流速定為0.8倍臨界流速，因此速敏評價實驗必須要先于其它實驗；為確定合理的注采速度提供科學依據(jù)。實驗結(jié)果的應(yīng)用見表9-4，因此，速敏評價實驗是非常重要的。2）原理及作法以不同的注入速度向巖心中注入實驗流體（煤油或地層水），并測定各個注入速度下巖心的滲透率，從注入速度與滲透率的變化關(guān)系上，判斷儲層巖心對流速的敏感性，并找出滲透率明顯下降的臨界流速。如果流量Qi-1對應(yīng)的滲透率Ki-1與流量Qi對應(yīng)的滲透率Ki滿足式9-1： （9-1）說明已發(fā)生速度敏感，流量Qi-1即為臨界流量。速敏程度評價標準見表9-1。表9-1 敏感程度評價指標損害程度30%3070%70%敏感程度弱中等強損害程度的計算見式9-4： 損害程度= （9-2）式中：Kmax滲透率變化曲線中各滲透率點中的最大值，mm2； Kmin滲透率變化曲線中各滲透率點中的最小值，mm2。實驗中要注意的是；對于采油井，要用煤油作為實驗流體，并要求將煤油先用白土除去其中的極性物質(zhì)，然后用G5砂心漏斗過濾。對于注水井，應(yīng)使用經(jīng)過過濾處理的地層水（或模擬地層水）作為實驗流體。（2）水敏評價實驗1）水敏概念及實驗?zāi)康膬又械恼惩恋V物在原始的地層條件下處在一定礦化度的環(huán)境中，當?shù)M入地層時，某些粘土礦物就會發(fā)生膨脹、分散、運移，從而減小或堵塞地層孔隙和喉道，造成滲透率的降低。儲層的這種遇淡水后滲透率降低的現(xiàn)象，稱為水敏。水敏實驗的目的是了解粘土礦物遇淡水后的膨脹、分散、運移過程，找出發(fā)生水敏的條件及水敏引起的儲層損害程度，為各類工作液的設(shè)計提供依據(jù)，實驗結(jié)果的應(yīng)用見表9-4。2）原理及評價指標首先用地層水測定巖心的滲透率Kf，然后再用次地層水測定巖心的滲透率，最后用淡水測定巖心的滲透率Kw，從而確定淡水引起巖心中粘土礦物的水化膨脹及造成的損害程度。評價指標見表9-2。表9-2 水敏程度評價指標Kw/Kf0.30.30.70.7水敏程度強中等弱（3）鹽敏評價實驗1）鹽敏概念及實驗?zāi)康脑阢@井、完井及其它作業(yè)中，各種工作液具有不同的礦化度，有的低于地層水礦化度，有的高于地層水礦化度。當高于地層水礦化度的工作液濾液進入儲層后，將可能引起粘土的收縮、失穩(wěn)、脫落，當?shù)陀诘貙铀V化度的工作液濾液進入儲層后，則可能引起粘土的膨脹和分散。這些都將導致儲層孔隙空間和喉道的縮小及堵塞，引起滲透率的下降從而損害儲層。因此，鹽敏評價實驗的目的是找出鹽敏發(fā)生的條件，以及由鹽敏引起的儲層損害程度，為各類工作液的設(shè)計提供依據(jù)。實驗結(jié)果的應(yīng)用歸納在表9-4中。2）原理及評價指標通過向巖心注入不同礦化度等級的鹽水（按地層水的化學組成配制）并測定各礦化度下巖心對鹽水的滲透率，根據(jù)滲透率隨礦化度的變化來評價鹽敏損害程度，找出鹽敏損害發(fā)生的條件。根據(jù)實際情況 ，一般要作升高礦化度和降低礦化度兩種鹽敏評價實驗。對于升高礦化度的鹽敏評價實驗。第一級鹽水為地層水，將鹽水按一定的濃度差逐級升高礦化度，直至找出臨界礦化度Cc2或達到工作液的最高礦化度為止。對于降低礦化度的鹽敏評價試驗，第一級鹽水仍為地層水，將鹽水按一定的濃度差逐級降低礦化度，直至注入液的礦化度接近零為止，求出的臨界礦化度為Cc1。如果礦化度 Ci-1對應(yīng)的滲透率Ki-1與礦化度Ci對應(yīng)的滲透率Ki之間滿足下述關(guān)系： （9-3）說明已發(fā)生鹽敏，并且礦化度Ci-1即為臨界礦化度Cc。按此標準，在升高礦化度實驗時可以確定臨界礦化度Cc2，而在降低礦化度實驗時可以確定臨界礦化度Cc1。損害程度的計算方法同式9-2，評價指標見表9-1。與部頒標準相比，該評價方法增加了升高礦化度的鹽敏評價過程，但對地層水礦化度較高的儲層，由于工作液的礦化度一般不會超過地層水的礦化度，因此可以不評價礦化度升高產(chǎn)生的鹽敏問題。（4）堿敏評價實驗1）堿敏概念及實驗?zāi)康牡貙铀畃H值一般呈中性或弱堿性，而大多數(shù)鉆井液的pH值在812之間，三次采油中的堿水驅(qū)也有較高的pH值。當高pH值流體進入儲層后，將造成儲層中粘土礦物和硅質(zhì)膠結(jié)的結(jié)構(gòu)破壞（主要是粘土礦物解理和膠結(jié)物溶解后釋放微粒），從而造成儲層的堵塞損害；此外，大量的氫氧根與某些二價陽離子結(jié)合會生成不溶物，造成儲層的堵塞損害。因此，堿敏評價實驗之目的是找出堿敏發(fā)生的條件，主要是臨界pH值，以及由堿敏引起的儲層損害程度，為各類工作液的設(shè)計提供依據(jù)。2）原理及評價指標通過注入不同pH值的地層水并測定其滲透率，根據(jù)滲透率的變化來評價堿敏損害程度，找出堿敏損害發(fā)生的條件。a.不同pH值鹽水的制備，根據(jù)實際情況，一般要從地層水的pH值開始，逐級升高pH值，最后一級鹽水的pH值可定為12。b.將選好的巖心抽真空飽和第一級鹽水，并浸泡2024小時，在低于臨界流速的條件下，用第一級鹽水測出巖心穩(wěn)定的滲透率K1。c.注入第二級鹽水，浸泡2024小時，在低于臨界流速的條件下，用第二級鹽水測出巖心穩(wěn)定的滲透率K2。d.改變注入鹽水的級別，重復第c步，直到測出最后一級鹽水處理后的巖心的穩(wěn)定滲透率Kn。如果pHi-1鹽水的滲透率Ki-1，與pHi鹽水的滲透率Ki之間滿足式（9-3）的條件，說明已發(fā)生堿敏，則pHi-1即為臨界pH值。損害程度的計算方法與式9-4相同，評價指標同表9-1。（5）酸敏評價實驗1）酸敏概念及實驗?zāi)康乃峄怯吞飶V泛采用的解堵和增產(chǎn)措施，酸液進入儲層后，一方面可改善儲層的滲透率，另一方面又與儲層中的礦物及地層流體反應(yīng)產(chǎn)生沉淀并堵塞儲層的孔喉。儲層的酸敏性是指儲層與酸作用后引起滲透率降低的現(xiàn)象。因此，酸敏實驗的目的是研究各種酸液的酸敏程度，其本質(zhì)是研究酸液與儲層的配伍性，為儲層基質(zhì)酸化和酸化解堵設(shè)計提供依據(jù)，見表9-4。2）原理及評價指標酸敏實驗包括鮮酸（一定濃度的鹽酸、氫氟酸、土酸）和殘酸（可用鮮酸與另一塊巖心反應(yīng)后制備）的敏感實驗，現(xiàn)行部頒標準的具體作法是：用地層水測基礎(chǔ)滲透率K1（正向）；反向注入0.51.0倍孔隙體積的酸液，關(guān)閉閥門反應(yīng)13小時；用地層水正向測出恢復滲透率K2。經(jīng)過幾年的工作后，我們建議將這種作法改為：用地層水測基礎(chǔ)滲透率，再用煤油測出酸作用前的滲透率K1（正向）；反向注入0.51.0倍孔隙體積的酸液；用煤油正向測出恢復滲透率K2。用實驗所 測的兩個滲透率K1和K2，計算K2/K1的比值來評價酸敏程度，見表9-3。表9-3 酸敏程度評價指標K2/K10.30.30.70.7酸敏程度強中等弱綜上所述，五敏實驗是評價和診斷儲層損害的最重要的手段之一。一般說來，對每一個區(qū)塊，都應(yīng)做五敏實驗，再參照表9-4進行保護儲層技術(shù)方案的制定，并指導生產(chǎn)。表9-4 五敏實驗結(jié)果的應(yīng)用項目在保護儲層技術(shù)方面的應(yīng)用速敏實驗（包括油速敏和水速敏）1確定其它幾種敏感性實驗（水敏，鹽敏，酸敏，堿敏）的實驗流速。2確定油井不發(fā)生速敏損害的臨界流量。3確定注水井不發(fā)生速敏損害的臨界注入速率，如果臨界注入速太小，不能滿足配注要求，應(yīng)考慮增注措施。水敏實驗1如無水敏，進入地層的工作液的礦化度只要小于地層水礦化度即可，不作嚴格要求。2如果有水敏，則必須控制工作液的礦化度大于Ccl。3如果水敏性較強，在工作液中要考慮使用粘土穩(wěn)定劑。鹽敏實驗（升高礦化度和降低礦化度的實驗）1對于進入地層的各類工作液都必須控制其礦化度在兩個臨界礦化度之間，即Cc1工作液礦化度Cc2。2如果是注水開發(fā)的油田，當注入水的礦化度比Cc1要小時，為了避免發(fā)生水敏損害，一定要在注入水中加入合適的粘土穩(wěn)定劑，或?qū)ψ⑺M行周期性的粘土穩(wěn)定劑處理。堿敏實驗1對于進入地層的各類工作液都必須控制其pH值在臨界pH值以下。2如果是強堿敏地層，由于無法控制水泥漿的pH值在臨界pH值之下，為了防止儲層損害，建議采用屏蔽式暫堵技術(shù)。3對于存在堿敏性的地層，在今后的三次采油作業(yè)中，要避免使用強堿性的驅(qū)油流體（如堿水驅(qū)油）。酸敏實驗1為基質(zhì)酸化設(shè)計提供科學依據(jù)。2為確定合理的解堵方法和增產(chǎn)措施提供依據(jù)。2工作液對儲層的損害評價本節(jié)所述的工作液，包括鉆井液、水泥漿、完井液、壓井液、洗井液、修井液、射孔液和壓裂液等。主要是借助于各種儀器設(shè)備，預先在室內(nèi)評價工作液對儲層的損害程度，達到優(yōu)選工作液配方和施工工藝參數(shù)的目的。（1）工作液的靜態(tài)損害評價該法主要利用各種靜濾失實驗裝置測定工作液濾入巖心前后滲透率的變化，來評價工作液對儲層的損害程度并優(yōu)選工作液配方。實驗時，要盡可能模擬地層的溫度和壓力條件。用式9-4來計算工作液的損害程度。 （9-4）式中：Rs損害程度，百分數(shù)； Kop損害后巖心的油相有效滲透率，mm2； Ko損害前巖心的油相有效滲透率，mm2。 Rs值越大，損害越嚴重，評價指標同表9-10。（2）工作液的動態(tài)損害評價在盡量模擬地層實際工況條件下，評價工作液對儲層的綜合損害（包括液相和固相及添加劑對 儲層的損害），為優(yōu)選損害最小的工作液和最優(yōu)施工工藝參數(shù)提供科學的依據(jù)。動態(tài)損害評價與靜態(tài)損害評價相比能更真實地模擬井下實際工況條件下工作液對儲層的損害過程，兩者的最大差別在于工作液損害巖心時狀態(tài)不同，靜態(tài)評價時，工作液為靜止的，而動態(tài)評價時，工作液處于循環(huán)或攪動的運動狀態(tài)，顯然后者的損害過程更接近現(xiàn)場實際，其實驗結(jié)果對現(xiàn)場更具有指導意義。動態(tài)情況下，計算損害程度Rs仍然用式9-3，評價指標也同樣用表9-1。（3）用多點滲透率儀測量損害深度和損害程度上述動態(tài)評價的結(jié)果，反映了沿整個巖心長度上的平均損害程度，但滲透率的降低并不一定在整個巖心長度上，也許只在前面某一段。因此，準確地測出工作液侵入巖心的真實損害深度，對于指導今后的生產(chǎn)具有非常重要的意義。目前，國外廣泛采用多點滲透率儀來測量工作液侵入巖心的損害深度和損害程度，它的工作原理如圖9-3所示。液體進入壓力傳感器引線液體流出L6Y7L5L4L3L2L1Y6Y5Y4Y3Y2Y1濾液出口長巖心（200500mm）將數(shù)塊巖心裝入多點滲透率儀的夾持器內(nèi)組成長巖心，測量損害前的基線滲透率曲線，然后用工作液損害巖心，再測量損害后的恢復滲透率曲線，利用損害前后滲透率曲線對比求損害深度和分段損害程度，如圖9-4所示。 圍壓 圍壓圖9-3 多點滲透率儀示意圖巖心長度滲透率L6L5L4L3L2L1KopiKoi圖9-4 利用損害前后滲透率曲線對比求損害深度Koi損害前基線滲透率曲線； Kopi損害后恢復滲透率曲線損害深度=分段污染程度式中i=1,2,6。利用此實驗結(jié)果與試井數(shù)據(jù)對比，可以更準確地確定儲層損害深度和損害程度。（4）其它評價實驗簡介本段將簡單介紹體積流量評價實驗、系列流體評價實驗、離心法測毛管壓力快速評價工作液及正反向流動實驗、潤濕性實驗、相對滲透率曲線等實驗。各實驗的目的及用途見表9-5。表9-5 儲層損害的其它評價實驗實驗項目實驗?zāi)康募坝猛菊聪蛄鲃訉嶒炗^察巖心中微粒受流體流動方向的影響及運移產(chǎn)生的滲透率損害情況體積流量評價實驗在低于臨界流速的情況下，用大量的工作液流過巖心，考察巖心膠結(jié)的穩(wěn)定性；用注入水作實驗可評價油層巖心對注入水量的敏感性系列流體評價實驗了解儲層巖心按實際工程施工順序與各種外來工作液接觸后所造成的總的損害及其程度酸液評價實驗按酸化施工注液工序向巖心注入酸液，在室內(nèi)預先評價和篩選保護儲層的酸液配方潤濕性評價實驗通過測定注入工作液前后儲層巖石的潤濕性，觀察工作液對儲層巖石潤濕性的改變情況相對滲透率曲線評價實驗測定儲層巖石的相對滲透率曲線，觀察水鎖損害的程度；測定注入工作液前后儲層巖石的相對滲透率曲線，觀察工作液對儲層巖石相對滲透率的改變及由此發(fā)生的損害程度膨脹率評價實驗測定工作液進入巖心后的膨脹率，評價工作液與儲層巖石（特別是粘土礦物）的配伍性離心法測毛管壓力快速評價實驗用離心法測定工作液進入儲層巖心前后毛管壓力的變化情況，快速評價儲層的損害綜上所述，儲層損害的室內(nèi)評價結(jié)果可以為各個作業(yè)環(huán)節(jié)保護儲層技術(shù)方案的制定提供依據(jù)。也就是說，從打開儲層開始到油田開發(fā)全過程中的每一個作業(yè)環(huán)節(jié)的儲層保護技術(shù)方案的確定都要利用室內(nèi)評價結(jié)果。隨著技術(shù)的不斷進步，儲層損害的室內(nèi)評價技術(shù)也在向前發(fā)展，目前已形成了如下幾個發(fā)展方向：1）全模擬實驗，模擬井下實際工況，如溫度、壓力（回壓、地層壓力）、剪切條件下的儲層損害評價；2）多點滲透率儀的應(yīng)用，由短巖心向長巖心發(fā)展；3）小尺寸巖心向大尺寸巖心發(fā)展；4）實驗的自動化，廣泛引入計算機數(shù)據(jù)采集；5）計算機數(shù)學模擬與室內(nèi)物理模擬的結(jié)合。第二節(jié) 鉆井過程中的儲層保護技術(shù)鉆井過程中防止儲層損害是保護儲層系統(tǒng)工程的第一個工程環(huán)節(jié)。其目的是交給試油或采油部門一口無損害或低損害、固井質(zhì)量優(yōu)良的油氣井。儲層損害具有累加性，鉆井中對儲層的損害不僅影響儲層的發(fā)現(xiàn)和油氣井的初期產(chǎn)量，還會對今后各項作業(yè)損害儲層的程度以及作業(yè)效果帶來影響。因此搞好鉆井過程中的保護儲層工作，對提高勘探、開發(fā)經(jīng)濟效益至關(guān)重要，必須把好這一關(guān)。一、鉆井過程中造成儲層損害原因分析1鉆井過程中儲層損害原因鉆開儲層時，在正壓差的作用下，鉆井液的固相進入儲層造成孔喉堵塞，其液相進入儲層與儲層巖石和流體作用，破壞儲層原有的平衡，從而誘發(fā)儲層潛在損害因素，造成滲透率下降。鉆井過程中儲層損害原因可以歸納為以下五個方面。（1）鉆井液中固相顆粒堵塞儲層鉆井液中存在多種固相顆粒，如膨潤土、加重劑、堵漏劑、暫堵劑、鉆屑和處理劑的不溶物等。鉆井液中小于儲層孔喉直徑或裂縫寬度的固相顆粒，在鉆井液有效液柱壓力與地層孔隙壓力的壓差作用下，進入儲層孔喉和裂縫中形成堵塞，造成儲層損害。損害的嚴重程度隨鉆井液中固相含量的增加而加劇，特別是分散得十分細的膨潤土的含量影響最大。（2）鉆井液濾液與儲層巖石不配伍引起的損害鉆井液濾液與儲層巖石不配伍誘發(fā)以下五方面的儲層潛在損害因素。1）水敏低抑制性鉆井液濾液進入水敏儲層，引起粘土礦物水化、膨脹、分散，而產(chǎn)生微粒運移的損害源。2）鹽敏濾液礦化度低于鹽敏的低限臨界礦化度，引起粘土礦物水化、膨脹、分散和運移。如濾液礦化度高于鹽敏的高限臨界礦化度，亦有可能引起粘土礦物去水化收縮破裂，造成微粒堵塞。3）堿敏高PH值濾液進入堿敏儲層，引起堿敏礦物分散、運移堵塞及溶蝕結(jié)垢。4）潤濕反轉(zhuǎn)當濾液含有表面活性劑時，這些表面活性劑就有可能被親水巖石表面吸附，引起儲層孔喉表面潤濕反轉(zhuǎn)，造成儲層油相滲透率降低。5）表面吸附濾液中所含的部分處理劑被儲層孔隙或裂縫表面吸附，縮小孔喉或孔隙尺寸。（3）鉆井液濾液與儲層流體不配伍引起的損害鉆井液濾液與儲層流體不配伍可誘發(fā)儲層潛在損害因素，產(chǎn)生以下五種損害：1）無機鹽沉淀濾液中所含無機離子與地層水中無機離子作用形成不溶于水的鹽類，例如含有大量碳酸根、碳酸氫根的濾液遇到高含鈣離子的地層水時，形成碳酸鈣沉淀。2）形成處理劑不溶物當?shù)貙铀牡V化度和鈣、鎂離子濃度超過濾液中處理劑的抗鹽和抗鈣鎂能力時，處理劑就會鹽析而產(chǎn)生沉淀。例如腐植酸鈉遇到地層水中鈣離子，就會形成腐植酸鈣沉淀。3）發(fā)生水鎖效應(yīng)特別是在低孔低滲氣層中最為嚴重。4）形成乳化堵塞特別是使用油基鉆井液、油包水鉆井液、水包油鉆井液時，含有多種乳化劑的濾液與地層中原油或水發(fā)生乳化，可造成孔道堵塞。5）細菌堵塞濾液中所含的細菌進入儲層，如儲層環(huán)境適合其繁殖生長，就有可能造成喉道堵塞。（4）油相滲透率變化引起的損害鉆井液濾液進入儲層，改變了井壁附近地帶的油氣水分布，導致油相滲透率下降，增加油流阻力。（5）負壓差急劇變化造成的儲層損害中途測試或負壓差鉆井時，如選用的負壓差過大，可誘發(fā)儲層速敏，引起儲層出砂及微粒運移。此外，還會誘發(fā)地層中原油組分形成有機垢和產(chǎn)生應(yīng)力敏感損害。2鉆井過程中影響儲層損害程度的工程因素鉆井過程損害儲層的嚴重程度不僅與鉆井液類型和組分有關(guān)，而且隨鉆井液固相和液相與巖石、地層流體的作用時間和侵入深度的增加而加劇。影響作用時間和侵入深度主要是工程因素，這些因素可歸納為以下四個方面。（1）壓差壓差是造成儲層損害的主要因素之一。通常鉆井液的濾失量隨壓差的增大而增加，因而鉆井液進入儲層的深度和損害儲層的嚴重程度均隨正壓差的增加而增大。此外，當鉆井液有效液柱壓力超過地層破裂壓力或鉆井液在儲層裂縫中的流動阻力時，鉆井液就有可能漏失至儲層深部，加劇對儲層的損害。（2）浸泡時間當儲層被鉆開時，鉆井液固相或濾液在壓差作用下進入儲層，其進入數(shù)量和深度及對儲層損害的程度均隨鉆井液浸泡儲層時間的增長而增加，浸泡時間對儲層損害程度的影響不可忽視。（3）環(huán)空返速環(huán)空返速越大，鉆井液對井壁泥餅的沖蝕越嚴重，因此，鉆井液的動濾失量隨環(huán)空返速的增高而增加，鉆井液固相和濾液對儲層侵入深度及損害程度亦隨之增加。此外，鉆井液當量密度隨環(huán)空返速增高而增加，因而鉆井液對儲層的壓差亦隨之增高，損害加劇。（4）鉆井液性能鉆井液性能好壞與儲層損害程度高低緊密相關(guān)。因為鉆井液固相和液相進入儲層的深度及損害程度均隨鉆井液靜濾失量、動濾失量、HTHP濾失量的增大和泥餅質(zhì)量變差而增加。鉆井過程中起下鉆、開泵所產(chǎn)生的激動壓力隨鉆井液的塑性粘度和動切力增大而增加。此外，井壁坍塌壓力隨鉆井液抑制能力的減弱而增加，維持井壁穩(wěn)定所需鉆井液密度隨之增高，若坍塌層與儲層同在一個裸眼井段，且坍塌壓力又高于儲層壓力，則鉆井液液柱壓力與儲層壓力之差隨之增高，就有可能使損害加重。二、保護儲層的鉆井液技術(shù)鉆井液是石油工程中最先與儲層相接觸的工作液，其類型和性能好壞直接關(guān)系到對儲層的損害程度，因而保護儲層鉆井液技術(shù)是搞好保護儲層工作的首要技術(shù)環(huán)節(jié)。1保護儲層對鉆井液的要求鉆開儲層鉆井液不僅要滿足安全、快速、優(yōu)質(zhì)、高效的鉆井工程施工需要，而且要滿足保護儲層的技術(shù)要求。（1）鉆井液密度可調(diào)，滿足不同壓力儲層近平衡壓力鉆井的需要我國儲層壓力系數(shù)從0.4到2.87，部分低壓、低滲、巖石堅固的儲層，需采用負壓差鉆進來減少對儲層的損害，因而必須研究出從空氣到密度為3.0g/cm3的不同類型鉆井液才能滿足各種需要。（2）降低鉆井液中固相顆粒對儲層的損害鉆井液中除保持必需的膨潤土、加重劑、暫堵劑等外，應(yīng)盡可能降低鉆井液中膨潤土和無用固相的含量。依據(jù)所鉆儲層的孔喉直徑，選擇匹配的固相顆粒尺寸大小、級配和數(shù)量，盡可能減少固相侵入儲層的數(shù)量與深度。此外，還可以根據(jù)儲層特性選用暫堵劑，在油井投產(chǎn)時再進行解堵。對于固相顆粒堵塞會造成儲層嚴重損害且不易解堵的井，鉆開儲層時，應(yīng)盡可能采用無固相或無膨潤土相鉆井液。（3）鉆井液必須與儲層巖石相配伍對于中、強水敏性儲層應(yīng)采用不引起粘土水化膨脹的強抑制性鉆井液。例如氯化鉀鉆井液、鉀胺基聚合物鉆井液、兩性離子聚合物鉆井液、陽離子聚合物鉆井液、正電膠鉆井液、油基鉆井液和油包水鉆井液等。對于鹽敏性儲層，鉆井液的礦化度應(yīng)控制在兩個臨界礦化度之間。對于堿敏性儲層，鉆井液的PH值應(yīng)盡可能控制在78；如需調(diào)控PH值，最好不用燒堿作為堿度控制劑，可用其它種類的、對儲層損害程度低的堿度控制劑。對于非酸敏儲層，可選用酸溶處理劑或暫堵劑。對于速敏性儲層，應(yīng)盡量降低壓差和嚴防井漏。采用油基或油包水鉆井液、水包油鉆井液時，最好選用非離子型乳化劑，以免發(fā)生潤濕反轉(zhuǎn)等。（4）鉆井液濾液組分必須與儲層中流體相配伍確定鉆井液配方時，應(yīng)考慮以下因素：濾液中所含的無機離子和處理劑不與地層中流體發(fā)生沉淀反應(yīng)；濾液與地層中流體不發(fā)生乳化堵塞作用；濾液表面張力低，以防發(fā)生水鎖作用；濾液中所含細菌在儲層所處環(huán)境中不會繁殖生長。（5）鉆井液的組分與性能都能滿足保護儲層的需要所用各種處理劑對儲層滲透率影響小。盡可能降低鉆井液在各種狀況下的濾失量及泥餅滲透性，改善流變性，降低當量鉆井液密度和起下管柱或開泵時的激動壓力。此外，鉆井液的組分還必須有效地控制處于多套壓力層系裸眼井段中的儲層可能發(fā)生的損害。2鉆開儲層的鉆井液類型為了達到上述對保護儲層的鉆井液要求，減少對儲層的損害。通過多年努力，我國已形成三大類十一種用于鉆開儲層的鉆井液。（1）水基鉆井液由于水基鉆井液具有成本低，配置處理維護較簡單、處理劑來源廣、可供選擇的類型多、性能容易控制等優(yōu)點，并具有較好的保護儲層效果，因此是國內(nèi)外鉆開儲層的常用鉆井液體系。按其組分與使用范圍又可分為如下六種。1）無固相清潔鹽水鉆井液此種鉆井液不含膨潤土和其它人為加入的固相，其密度靠加入不同數(shù)量和不同種類的可溶性鹽進行調(diào)節(jié)，其密度可在1.02.30g/cm3范圍內(nèi)（表9-1）；加入對儲層無損害（或低損害）的聚合物來控制其濾失量和粘度；為了防腐，應(yīng)加入對儲層不發(fā)生損害或損害程度低的緩蝕劑。表9-1 各類鹽水液所能達到的最大密度鹽水液鹽的濃度（重量百分比）在21C時的密度g/cm3KCl261.07NaCl261.17KBr391.20CaCl2381.37NaBr451.39NaCl/NaBr1.49CaCl2/CaBr2601.50CaBr2621.81ZnBr2/CaBr21.82CaCl2/CaBr2/ZnBr2772.30無固相清潔鹽水鉆井液可以大大降低固相堵塞損害和水敏損害，但僅適用于套管下至儲層頂部，儲層為單一壓力體系的裂縫性油層或強水敏油層。此種鉆井液具有成本高、工藝復雜、對處理劑要求苛刻、固控設(shè)備要求嚴格、腐蝕較嚴重和易發(fā)生漏失等問題，故很少用作鉆井液，只在射孔液與壓井液中較為廣泛使用。2）水包油鉆井液水包油鉆井液是將一定量油分散于水或不同礦化度鹽水中，形成以水為連續(xù)相，油為分散相的無固相水包油鉆井液。其組分除油和水外，還有水相增粘劑，主、輔乳化劑。其密度可通過調(diào)節(jié)油水比和加入不同數(shù)量和不同種類的可溶性鹽來調(diào)節(jié)，最低密度可達0.89g/cm3。水包油鉆井液的濾失量和流變性能可通過在油相或水相中加入種種低損害的處理劑來調(diào)節(jié)。此種鉆井液特別適用于技術(shù)套管下至儲層頂部的低壓、裂縫發(fā)育、易發(fā)生 漏失的儲層。3）無膨潤土暫堵型聚合物鉆井液此種鉆井液由水相、聚合物和暫堵劑固相粒子組成。其密度依據(jù)儲層孔隙壓力，采用不同種類和加量的可溶性鹽來調(diào)節(jié)（但需注意不要誘發(fā)鹽敏）。其流變性能通過加入低損害聚合物和高價金屬離子來調(diào)控，濾失量可通過加入各種與儲層孔喉直徑相匹配的暫堵劑來控制，這些暫堵劑在儲層中形成內(nèi)泥餅，阻止鉆井液中固相或濾液繼續(xù)侵入。此種鉆井液在使用過程中必須加強固控工作，減少無用固相的含量。我國現(xiàn)有的暫堵劑按其可溶性和作用原理可分為四類。a. 酸溶性暫堵劑：常用的有細目或超細目碳酸鈣、碳酸鐵等能溶于酸的固相顆粒。油井投產(chǎn)時，可通過酸化消除儲層井壁內(nèi)、外泥餅而解除這種固相堵塞。此類暫堵劑不宜用于酸敏儲層。b. 水溶性暫堵劑：常用的有細目或超細目氯化鈉和硼酸鹽等。它僅適用于加有鹽抑制劑與緩蝕劑的飽和鹽水體系。所用飽和鹽水要根據(jù)所配體系的密度大小加以選擇。例如，低密度體系用硼酸鹽飽和鹽水或其它低密度鹽水作基液，體系密度為1.031.20g/cm3。氯化鈉鹽粒加入到密度1.20g/cm3飽和鹽水中，其密度范圍為1.21.56g/cm3。選用高密度體系時，需選用氯化鈣、溴化鈣和溴化鋅飽和鹽水，然后再加入氯化鈣鹽粒，密度可達1.52.3g/cm3。此類暫堵劑可在油井投產(chǎn)時，用低礦化度水溶解各種鹽粒解堵。c. 油溶性暫堵劑：常用的為油溶性樹脂，按其作用可分為兩類：一類是脆性油溶性樹脂，它主要用作架橋粒子。這類樹脂有油溶性聚苯乙烯，在鄰位或?qū)ξ簧嫌型榛〈姆尤渲?、二聚松香酸等。另一類是可塑性油溶性樹脂，它的微粒在壓差下可以變形，在使用中作為填充粒子。這類油溶性樹脂有乙烯醋酸乙烯樹脂，乙烯-丙烯酸脂等。此類暫堵劑可由地層中產(chǎn)出的原油或凝析油溶解而解堵，也可注入柴油或親油的表面活性劑加以溶解而解堵。d. 單向壓力暫堵劑：常用有改性纖維素或各種粉碎為極細的改性果殼、改性木屑等。此類暫堵劑在壓差作用下進入儲層，以其與儲層孔喉直徑相匹配的顆粒堵塞孔喉。當油氣井投產(chǎn)時，儲層壓力大于井內(nèi)液柱壓力，在反方向壓差作用下，將單向壓力暫堵劑從孔喉中推出，實現(xiàn)解堵。上述各類暫堵劑依據(jù)儲層特性可以單獨使用，亦可聯(lián)合使用。無膨潤土暫堵型鉆井液通常只宜使用在技術(shù)套管下至儲層頂部，而且儲層為單一壓力系統(tǒng)的井。此種鉆井液盡管有許多優(yōu)點，但成本高，使用條件較苛刻，故在實際鉆井過程中使用不多。4）低膨潤土聚合物鉆井液膨潤土對儲層會帶來危害，但它能給鉆井液提供所必需的流變性和低的濾失量，并可減少鉆井液所需處理劑加量，降低鉆井液成本。此類鉆井液的特點是盡可能降低了其中膨潤土的含量，使其既能使鉆井液獲得安全鉆井所必須的性能，又能不對儲層產(chǎn)生較大的損害。鉆井液與儲層的配伍性及所必須的流變性能與濾失性能可通過選用不同種類的聚合物和暫堵劑來達到。5）改性鉆井液我國大部分井均采用長段裸眼鉆開儲層，技術(shù)套管沒能封隔儲層以上地層。為了減少對儲層的損害，在鉆開儲層之前，對鉆井液進行改性，使其與儲層特性相匹配，不誘發(fā)或少誘發(fā)儲層潛在損害因素。其改性途徑為：a. 降低鉆井液中膨潤土和無用固相含量，調(diào)節(jié)固相顆粒級配。b. 按照所鉆儲層特性調(diào)整鉆井液配方，盡可能提高鉆井液與儲層巖石和流體的配伍性。c. 選用合適類型的暫堵劑及加量。d. 降低靜、動、HTHT濾失量，改善流變性與泥餅質(zhì)量。此種鉆井液在國內(nèi)外廣泛被用作鉆開儲層的鉆井液，因為它的成本低，應(yīng)用工藝簡單，對井身結(jié)構(gòu)和鉆井工藝沒有特殊要求，對儲層損害程度較低。6）屏蔽暫堵鉆井液當長裸眼井段中存在多套壓力層系地層時，例如；a.上部井段存在高孔隙壓力或處于強地應(yīng)力作用下的易坍塌泥巖層或易發(fā)生塑性變形的鹽膏層和含鹽膏泥巖層，下部為低壓儲層；b.多套低壓儲層之間間互高孔隙壓力的易坍塌泥巖互層；c.老油區(qū)因采油或注水而形成的多壓力層系地層等，采用以上闡述過的各類鉆井液均難以解決鉆井液與儲層間形成的過高壓差而引起的儲層損害。因為同在一個裸眼井段中，為了順利鉆井，鉆井液密度必須按裸眼井段中所存在的最高孔隙壓力來確定，否則就會發(fā)生井塌等井下復雜情況，輕則增加鉆井時間，重則報廢井，而這樣做的結(jié)果又必然對低壓儲層形成過高壓差。為了解決此技術(shù)難題，近年來研究成功了屏蔽暫堵鉆井液技術(shù)。（2）油基鉆井液油基鉆井液包括油包水鉆井液。該類鉆井液以油為連續(xù)相，其濾液為油，能有效地避免油層的水敏作用，對儲層損害程度低，并具備鉆井工程對鉆井液所要求的各項性能，是一種較好的鉆井液。但由于其成本高，對環(huán)境易發(fā)生污染，容易發(fā)生火災(zāi)等原因，使其在我國現(xiàn)場使用受到限制。油基鉆井液對儲層仍然可能發(fā)生以下幾方面損害；使油層潤濕反轉(zhuǎn)，降低油相滲透率；與地層水形成乳狀液堵塞油層；儲層中固相顆粒運移和油基鉆井液中固相顆粒侵入等。因而在使用油基鉆井液時，應(yīng)通過優(yōu)選組分來降低上述損害。（3）氣體類流體（或鉆井液）對于低壓裂縫油氣田、稠油油田、低壓強水敏或易發(fā)生嚴重井漏的油氣田及枯竭油氣田，其儲層壓力系數(shù)往往低于0.8，為了降低壓差的損害，需實現(xiàn)近平衡壓力鉆井或負壓差鉆井。但上述兩大類鉆井液密度均難以滿足要求。氣體類流體以氣體為主要組分來實現(xiàn)低密度。該類流體可分為四種。1）空氣空氣流體是由空氣或天然氣、防腐劑、干燥劑等組成的循環(huán)流體。由于空氣密度最低，常用來鉆已下過技術(shù)套管的下部漏失地層，強敏感性儲層和低壓儲層。此種流體密度低、無固相和液相，從而減少對儲層的損害。使用空氣鉆井，機械鉆速高，并通過有效預防井漏對儲層的損害。但該類流體的使用，受到井壁不穩(wěn)定，地層出水、井深等問題的限制。2）霧霧是由空氣、發(fā)泡劑、防腐劑和少量水混合組成的流體，是空氣鉆井中的一種過渡性工藝。即當鉆遇地層流體進入井中（其流量小于23.85m3/h）而不能再繼續(xù)采用空氣作為循環(huán)流體鉆進時，可向井內(nèi)注入少量發(fā)泡液，使返出巖屑、空氣和液體呈霧狀，其壓力低，對儲層損害程度低。但它亦與空氣一樣，使用范圍受限制。3）泡沫流體泡沫流體是由空氣（或氮氣或天然氣等）、淡水或咸水、發(fā)泡劑和穩(wěn)泡劑等組成的密集細小氣泡，氣泡外表為強度較大的液膜包圍而成的一種氣水型分散體系。它在較低速度梯度下有較高的表觀粘度，因而具有較好攜屑能力。使用泡沫流體鉆井，機械鉆速高，儲層浸泡時間短，泡沫流體無固相，密度低（常壓下為0.0320.065g/cm3），因而對儲層損害程度低。適用于低壓易發(fā)生漏失且井壁穩(wěn)定的儲層。4）充氣鉆井液充氣鉆井液以氣體為分散相、液相為連續(xù)相，并加入穩(wěn)定劑使之成為氣液混合均勻而穩(wěn)定的體系。充氣鉆井液密度低，最低可達0.6g/cm3，攜砂能力好，可用來鉆進低壓易發(fā)生漏失的儲層，實現(xiàn)近平衡壓力鉆井，減少壓差對儲層的損害。3屏蔽暫堵保護儲層鉆井液技術(shù)屏蔽暫堵保護儲層鉆井液技術(shù)（簡稱屏蔽暫堵技術(shù)）是一項新技術(shù)。此項技術(shù)主要用來解決裸眼井段多壓力層系地層保護儲層技術(shù)難題。即利用鉆進儲層過程中對儲層發(fā)生損害的兩個不利因素（壓差和鉆井液中固相顆粒），將其轉(zhuǎn)變?yōu)楸Ｗo儲層的有利因素，達到減少鉆井液、水泥漿、壓差和浸泡時間對儲層損害的目的。屏蔽暫堵技術(shù)的技術(shù)構(gòu)思是利用儲層被鉆開時，鉆井液液柱壓力與儲層壓力之間形成的壓差，在極短時間內(nèi)，迫使鉆井液中人為加入的各種類型和尺寸的固相粒子進入儲層孔喉，在井壁附近形成滲透率接近于零的屏蔽暫堵帶。此帶能有效地阻止鉆井液、水泥漿中的固相和濾液繼續(xù)侵入儲層，其厚度必須大大小于射孔彈射入深度，以便在完井投產(chǎn)時，通過射孔解堵。上述構(gòu)思是可行的，它已被室內(nèi)和現(xiàn)場試驗所證實。從表9-7室內(nèi)試驗數(shù)據(jù)可以看出，顆粒有可能在不同滲透率的儲層中形成滲透率接近零的屏蔽暫堵帶。此帶滲透率隨壓差增加而下降（見表9-8），其厚度小于30mm，小于射孔彈射入深度。為了進一步驗證在實際鉆井過程中，屏蔽暫堵帶能否形成，此帶的真實厚度有多大。吐哈石油勘探開發(fā)指揮部在陵9-18井使用屏蔽暫堵鉆井液鉆開油層，并進行取心。通過對取出巖心的檢測（見表9-9），屏蔽環(huán)的滲透率均小于110-3mm2，暫堵深度均在5.8mm至20.9mm之間，當切除巖心的屏蔽環(huán)帶后，滲透率就可以恢復。表9-7 暫堵效果及暫堵深度巖心號K10-3mm2Kw110-3mm2Kw210-3mm2截長cmK切10-3mm2恢復值%5-11089.23985.3102.83982.1999.683-10316.87293.1502.51291.0999.302-878.2363.1802.6359.3893.99注：Kw1為暫堵前用地層水測得的滲透率； Kw2為暫堵后用地層水測得的滲透率； K切為被切后所剩巖心用地層水測得的滲透率。表9-8 壓差對屏蔽暫堵效果的影響壓差，MPa暫堵后滲透率Kw210-3mm2Kw2/Kw10.1051.980.0440.207.900.00670.301.190.00100.400.640.000540.500.630.00053注：巖心原始水測滲透率Kw1=1177.910-3mm2，孔隙率為34.80%，平均孔喉直徑為14.90mm。暫堵體系粒子級配：0.08.0mm。其中：橋塞粒子直徑為8.0mm，可變型軟粒子粒徑為1.52.0mm（含量1.4%），各級粒子總含量4.1%，溫度為室溫。形成滲透率接近零的薄屏蔽暫堵帶的技術(shù)要點：（1）測定儲層孔喉分布曲線及孔喉的平均直徑。（2）按1/22/3孔喉直徑選擇架橋粒子（如超細碳酸鈣、單向壓力暫堵劑）的顆粒尺寸，使其在鉆井液中含量大于3%（可用粒度計檢測鉆井液中固相的顆粒粒徑分布和含量）。（3）按顆粒直徑小于架橋粒子（約1/4孔喉直徑）選用充填粒子，其加量大于1.5%。（4）加入可變形的粒子，如磺化瀝青、氧化瀝青、石蠟、樹脂等，加量一般1%2%，粒徑與充填粒子相當。變形粒子的軟化點應(yīng)與儲層溫度相適應(yīng)。屏蔽暫堵技術(shù)適用于射孔完成井，此項技術(shù)已在全國3000多口井上推廣應(yīng)用，油井產(chǎn)量普遍得到提高。采用此項技術(shù)單井投入僅需再增加15萬元，但可在 油井投產(chǎn)后較短時間內(nèi)通過所增產(chǎn)的原油來回收。表9-9 陵10-18井巖心屏蔽環(huán)強度及暫堵深度試驗巖心號層位井深,mKw210-3mm2K110-3mm2K210-3mm2K310-3mm2K410-3mm219-8S32654.742655.110.3415.9218.4218.68切長，cm0.551.041.51驅(qū)替壓力MPa5.50.110.080.073損害率，%98151/19-9S32654.742655.110.1112.2816.2824.9421.73切長，cm0.571.041.451.87驅(qū)替壓力MPa7.80.140.0950.0580.058損害率，%994525-15/19-10S32655.112655.430.275.505.445.19切長，cm0.581.101.51驅(qū)替壓力MPa70.330.290.285損害率，%95-6-5/19-19S32655.762656.070.9829.0330.42切長，cm驅(qū)替壓力MPa2.10.060.046損害率，%975/注：K1、K2、K3、K4分別為切去不同長度巖心后的滲透率。三、保護儲層的鉆井工藝技術(shù)鉆井過程中，針對鉆井工藝技術(shù)措施中影響儲層損害因素，可以采取降低壓差，實現(xiàn)近平衡壓力鉆井，減少鉆井液浸泡時間，優(yōu)選環(huán)空返速，防止井噴井漏等措施來減少對儲層的損害。1建立四個壓力剖面，為井身結(jié)構(gòu)和鉆井液密度設(shè)計提供科學依據(jù)地層孔隙壓力、破裂壓力、地應(yīng)力和坍塌壓力是鉆井工程設(shè)計和施工的基礎(chǔ)參數(shù)，依據(jù)上述四個壓力才有可能進行合理的井身結(jié)構(gòu)設(shè)計，確定出合理的鉆井液密度，實現(xiàn)近平衡壓力鉆井，從而減少壓差對儲層所產(chǎn)生的損害。2確定合理井身結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)近平衡壓力鉆井的基本保證井身結(jié)構(gòu)設(shè)計原則有許多條，其中最重要的一條是滿足保護儲層實現(xiàn)近平衡壓力鉆井的需要，因為我國大部分油氣田均屬于多壓力層系地層，只有將儲層上部的不同孔隙壓力或破裂壓力地層用套管封隔，才有可能采用近平衡壓力鉆進儲層。如果不采用技術(shù)套管封隔，裸眼井段仍處于多壓力層系。當下部儲層壓力大大低于上部地層孔隙壓力或坍塌壓力時，如果用依據(jù)下部儲層壓力系數(shù)確定的鉆井液密度來鉆進上部地層，則鉆井中可能出現(xiàn)井噴、坍塌、卡鉆等井下復雜情況，使鉆井作業(yè)無法繼續(xù)進行；如果依據(jù)上部裸眼段最高孔隙壓力或坍塌壓力來確定鉆井液密度，盡管上部地層鉆井工作進展順利，但鉆至下部低壓儲層時，就可能因壓差過高而發(fā)生卡鉆、井漏等事故，并且因高壓差而給儲層造成嚴重損害。綜上所述，選用合理的井身結(jié)構(gòu)是實現(xiàn)近平衡鉆進儲層的前提。3實現(xiàn)近平衡壓力鉆井，控制儲層的壓差處于安全的最低值平衡壓力鉆井是指鉆井時井內(nèi)鉆井液柱有效壓力pd等于所鉆地層孔隙壓力pp，即壓差Dp=pd-pp=0。此時，鉆井液對油層損害程度最小。鉆進時 （9-4）式中：pm鉆井液靜液柱壓力，Mpa; pa鉆井液環(huán)空流動阻力，MPa; Dpw鉆井液中所含巖屑增加的壓力值，MPa。起鉆時，如果不調(diào)整鉆井液密度，則 （9-5）式中：pd井內(nèi)鉆井液柱有效壓力，MPa; ps抽吸壓力