西南石油大學(xué)儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)第5章

第五章

保護(hù)油氣層鉆井完井液技術(shù)石油工程學(xué)院提綱1、工作液概述2、水基鉆井完井液3、氣體型鉆井完井液4、合成基鉆井完井液5、油基鉆井完井液6、屏蔽暫堵技術(shù)1、工作液概述鉆井液完井液發(fā)展歷程鉆井完井液新進(jìn)展完井液簡(jiǎn)介鉆井完井液體系1.1鉆井液完井液發(fā)展歷程公元前256，中國(guó)鹽井用清水作鉆井液公元1859，美國(guó)第一口油井用清水作鉆井液1914～1916，正式有泥漿(鉆井液)定義1921～1926，澎潤(rùn)土、加重劑、初級(jí)化學(xué)劑30年代～50年代，鈣處理鉆井液及較高級(jí)化學(xué)劑產(chǎn)生。同時(shí)發(fā)展油基鉆井液，1950年開(kāi)始油包水鉆井液1.1鉆井液完井液發(fā)展歷程70～80年代—低毒、低膠性油包水鉆井流體—木質(zhì)素磺酸鹽鉆井液、三磺深井鉆井液，生物聚合物鉆井液，KCl鹽聚合物鉆井液，聚丙烯酰胺類(lèi)鉆井液—保護(hù)油氣層鉆井完井液，暫堵性(三類(lèi))鉆井完井液，無(wú)粘土相聚合物鉆井完井液1.1鉆井液完井液發(fā)展歷程90年代—環(huán)境保護(hù)，大位移水平井和深井為推動(dòng)力，以增效增產(chǎn)為目標(biāo)—陽(yáng)離子聚合物、合成基、甘油聚合物鉆井液—硅酸鹽、MMH陽(yáng)離子、聚乙烯醇(PVA)鉆井液—磷酸氫二銨(DAP)、共聚物/聚丙烯乙二醇Amps(COP/PPG)鉆井液—甲酸鹽鹽水(小井眼)、兩性聚合物鉆井液—低密度氣體型流體(欠平衡鉆井)—全油鉆井液1.2鉆井完井液新進(jìn)展鉆井液技術(shù)圍繞“安全、健康、高效”，從單一技術(shù)向綜合技術(shù)方向發(fā)展，體現(xiàn)低成本、增儲(chǔ)上產(chǎn)，適合環(huán)保、深井、深水、高溫、井壁穩(wěn)定保護(hù)油氣層技術(shù)向?qū)嵱镁C合方向發(fā)展，機(jī)理方面有創(chuàng)新，技術(shù)取得新進(jìn)展深井鉆井液技術(shù)又有新突破1.2鉆井完井液新進(jìn)展聚合醇新型鉆井液廣泛應(yīng)用合成基鉆井液進(jìn)入實(shí)用階段鉆井液環(huán)保技術(shù)得到應(yīng)用井壁穩(wěn)定基礎(chǔ)理論取得突破固控設(shè)備與技術(shù)進(jìn)入新階段廢棄鉆井液處理技術(shù)計(jì)算機(jī)應(yīng)用1.3完井液簡(jiǎn)介概念—完井液從鉆開(kāi)油氣層到正式投產(chǎn)前用于井眼流體。一般把井上作業(yè)期間任何接觸生產(chǎn)層的流體都叫完井液種類(lèi)—鉆井液、水泥漿、射孔液、隔離液、封隔液、套管封隔液，礫石充填液、修井液、壓裂液、酸液1.3完井液簡(jiǎn)介對(duì)鉆井完井液的要求——控制儲(chǔ)層流體壓力，保持正常鉆進(jìn)——滿(mǎn)足工程要求的流變性——穩(wěn)定井壁，改善濾餅，防止各種復(fù)雜問(wèn)題——具有保護(hù)油層性質(zhì)——其它性質(zhì)包括在對(duì)完井液要求的范圍內(nèi)1.4鉆井完井液體系水基鉆井完井液(WBM)—連續(xù)相為水的鉆井液為水基鉆井完井液；清潔無(wú)固相鹽水，無(wú)粘土相鉆井液，暫堵性完井液油基鉆井完井液(OBM)—連續(xù)相為油的鉆井液為油基鉆井完井液氣體型鉆井完井流體(GBM)—?dú)怏w、霧、泡沫及充氣鉆井完井流體合成基鉆井完井液(SBM)—合成人工有機(jī)體為連續(xù)相的鉆井完井液提綱1、工作液概述2、水基鉆井完井液3、氣體型鉆井完井液4、合成基鉆井完井液5、油基鉆井完井液6、屏蔽式暫堵技術(shù)2、水基鉆井完井液控制鉆井液損害的因素鉆井完井液發(fā)展新方向幾種水基鉆井完井液2.1控制鉆井液損害的因素油氣藏地質(zhì)—儲(chǔ)層物性、孔隙結(jié)構(gòu)、潤(rùn)濕性、裂縫發(fā)育狀況—儲(chǔ)層敏感性礦物特征、儲(chǔ)層敏感性—油氣藏流體組成及性質(zhì)—油氣藏溫度、壓力及剖面壓力分布—地層剖面的巖性及對(duì)鉆井液組分和性能的影響2.1控制鉆井液損害的因素鉆井液組分及性能—固相顆粒含量、尺寸及分布—鉆井液與儲(chǔ)層流體化學(xué)配伍性—鉆井液與儲(chǔ)層流體粘度對(duì)比值—鉆井液濾液特性—鉆井液本身質(zhì)量2.1控制鉆井液損害的因素工程因素—鉆井液密度及超平衡壓力值（壓差）—鉆井液與儲(chǔ)層接觸時(shí)間（浸泡時(shí)間）—鉆井液循環(huán)速度—鉆井液溫度剖面—井壁穩(wěn)定、事故安全、設(shè)備工具2.2鉆井完井液發(fā)展新方向?yàn)V餅屈服值—泥餅屈服值(切力)是去泥餅的關(guān)鍵性能—初始流動(dòng)壓力被證明與屈服值成線(xiàn)性關(guān)系，加重劑的性質(zhì)、顆粒分布、濃度直接影響屈服值—減小屈服值方法：采用近平衡鉆井，井下安全，減少泥餅屈服值；減少固相濃度，使用匹配的固相粒度分布，減少濾失量，減少固相微粒侵入儲(chǔ)層；鉆井液類(lèi)型，泥漿類(lèi)型不同對(duì)濾餅有很大的影響—利用潤(rùn)滑劑及分散劑可改善濾餅屈服值，但往往造成儲(chǔ)層損害，宜小心2.2鉆井完井液發(fā)展新方向?yàn)V餅的形成—形成機(jī)理：帶滲透性固相表面滲濾，固相顆粒沉積—濾餅具有滲透性、潤(rùn)滑性、強(qiáng)度、壓縮性、封堵性—通過(guò)化學(xué)成分的改變可控制濾失量及濾餅性質(zhì)—內(nèi)因：固相顆粒分布（粘土、鉆屑、石灰粉、鹽粒、樹(shù)脂）化學(xué)劑、水化作用、顆粒間作用力—外因：壓力、溫度、密度、流體流變性、儲(chǔ)層結(jié)構(gòu)性質(zhì)、儲(chǔ)層固相與濾餅間作用力2.2鉆井完井液發(fā)展新方向優(yōu)質(zhì)濾餅的作用—濾餅的雙重性：穩(wěn)定井壁作用和防止固相侵入及減少濾失量—濾餅易解除，用酸、油、水易溶解，還可用微生物或酶等方法消除—目標(biāo)：消除對(duì)礫石充填、井下篩管、封隔器堵塞，對(duì)于水平井的保護(hù)尤為重要2.3幾種水基鉆井完井液PEM漿（聚合醇）甲酸鹽完井液MMH鉆井完井液陽(yáng)離子聚合物鉆井完井液2.3.1PEM漿（聚合醇）選用PF-JLX低分子量范圍：500～2000之間PF-JLX在濁點(diǎn)溫度以上，JLX分子從水中分離，吸附在鉆具、套管、巖石和濾餅表面，增加其潤(rùn)滑性，它還可以進(jìn)入泥頁(yè)巖裂縫，起到封堵裂縫的作用小分子JLX與粘土、鉆屑表面吸附，粘土、巖屑粒子晶層吸附，鉆井液中液相呈氫鍵吸附作用：削弱粘土、巖屑的水化、鉆井液的水化能力，防塌抑制性、穩(wěn)定井壁2.3.1PEM漿PEM漿組成—主要由PF-JLX(水基潤(rùn)滑劑)，PF-WLD(防塌劑)組成—PF-JLX是聚乙二醇低聚物，分子量保持在500～2000左右相宜，是良好的潤(rùn)滑防塌劑—PF-WLD多元醇聚合物是類(lèi)硅酸鹽結(jié)構(gòu)的化學(xué)劑，具有很好的抑制性，對(duì)井壁穩(wěn)定有利2.3.1PEM漿PEM漿特性—有雙保作用(保護(hù)井壁，保護(hù)油氣層)；PF-JLX，PF-WLD，具有良好的兼容配伍性，它對(duì)常用的化學(xué)劑Drispac,Antisol，Polydrill,SPNH,Desco,XC,PAM,DFD等均具有很好的配伍性，能很好發(fā)揮各自作用—無(wú)熒光，生物毒性達(dá)到環(huán)保要求的鉆井完井液—具有高溫穩(wěn)定性—抗粘土侵和鈣鎂離子的污染，在淡水、海水中均可配制—可代替目前泥漿體系中潤(rùn)滑劑，磺化瀝青，白油和KCl四種處理劑2.3.2甲酸鹽完井液優(yōu)點(diǎn)—密度可達(dá)1.34g/cm3和1.6g/cm3，甲酸銫可達(dá)2.3g/cm3。無(wú)固相液，有利提高鉆速及保護(hù)油氣層—抗高溫，性能穩(wěn)定，與處理劑配伍性好—有強(qiáng)抑制性，與儲(chǔ)層巖石、流體配伍，抗鹽、抗鈣、抗污染—腐蝕性弱—毒性極低并可生物降解，易為環(huán)境接受應(yīng)用范圍—小井眼鉆井，側(cè)鉆水平井，連續(xù)軟管鉆井等2.3.3MMH鉆井完井液優(yōu)點(diǎn)—具有一定的抗溫性，在高溫下具很好的流變性—對(duì)低孔低滲儲(chǔ)層，液相損害是主要的，應(yīng)加強(qiáng)鉆井液濾液的抑制性、表面張力和侵入量的控制—普遍用來(lái)改善流型和保護(hù)井壁—正電膠MMH具有很好的保護(hù)油層效果2.3.3MMH鉆井完井液應(yīng)用范圍—適合鉆開(kāi)油氣層，表現(xiàn)出保護(hù)油氣層的優(yōu)越性—鉆開(kāi)油層前使用陽(yáng)離子型改性泥漿，或整個(gè)地層配漿液均可—對(duì)各種滲透率范圍儲(chǔ)層均適用，適用性廣—對(duì)淡水及鹽水(海水)配制均可得到良好的鉆井完井液—鉆井完井液、壓井液、修井液均適用2.4.4陽(yáng)離子聚合物鉆井完井液體系特征：含有分子量為幾十萬(wàn)到幾百萬(wàn)的大陽(yáng)離子聚合物和分子量為幾百到上千的小陽(yáng)離子季銨鹽組成：大陽(yáng)離子、小陽(yáng)離子、膨潤(rùn)土、降濾失劑、增粘劑等組成特點(diǎn)：抑制性強(qiáng)應(yīng)用范圍：主要用于穩(wěn)定井壁和保護(hù)儲(chǔ)層2.4.5改性鉆井完井液組成原鉆井液+增粘劑+降失水劑+粘土穩(wěn)定劑+暫堵劑+其它（防卡劑、緩蝕劑）改性?xún)?nèi)容與目的添加粘土穩(wěn)定劑，抑制儲(chǔ)層水敏損害添加增粘劑和降失水劑，調(diào)節(jié)原漿流變性能，降低體系失水量添加暫堵劑，調(diào)節(jié)顆粒級(jí)配，控制固相顆粒與濾液侵入適當(dāng)調(diào)節(jié)原漿密度，盡量降低體系密度提高體系攜砂能力，保證鉆井完井作業(yè)安全進(jìn)行2.4.5改性鉆井完井液特點(diǎn)保護(hù)油氣層效果較好配制改性簡(jiǎn)單，成本低，維護(hù)方便應(yīng)用范圍廣體系保護(hù)油氣層效果難以把握。提綱1、工作液概述2、水基鉆井完井液3、氣體型鉆井完井液4、合成基鉆井完井液5、油基鉆井完井液6、屏蔽式暫堵技術(shù)3、氣體型鉆井完井液低密度流體發(fā)展簡(jiǎn)史低密度入井流體類(lèi)型五種低密度流體低密度流體應(yīng)用泡沫和微泡沫3.1低密度流體發(fā)展簡(jiǎn)史發(fā)展過(guò)程：水→油→氣→霧→充氣→泡沫發(fā)展歷史—頓鉆開(kāi)始就是清水鉆井開(kāi)始?！烊粴忏@井1940年(30年代已開(kāi)始)—霧鉆井1952～1958年—空氣鉆井1954年—泡沫鉆井1975年(50年代已開(kāi)始)3.2低密度入井流體類(lèi)型3.3五種低密度流體3.4低密度流體應(yīng)用新疆小拐油田欠平衡鉆井實(shí)例3.4低密度流體應(yīng)用3.5泡沫和微泡沫—密度可調(diào)（0.5—1）—分散相為微泡沫（10—100μm）—無(wú)需特殊設(shè)備，不影響泵上水，不影響MWD測(cè)試—反復(fù)使用，固控裝置及鉆頭水眼沖刺不破壞微泡結(jié)構(gòu)—結(jié)構(gòu)為多層膜包裹的氣核，液膜是維持氣泡強(qiáng)度的關(guān)鍵，需加適合的表面活性劑—需要高屈服應(yīng)力與剪切稀化特性的穩(wěn)泡劑，XC為有效化學(xué)劑之一—產(chǎn)生均勻氣核是形成微泡的重要因素，要考慮水動(dòng)力學(xué)及噴嘴氣蝕狀況性能泡沫密度低(0.032~0.064g/cm3)，井底壓力低；攜屑能量強(qiáng)

(10倍于水、4～5于泥漿)－泡沫強(qiáng)度高、粘度大液量低－含水量低于25％，水被束縛液膜中流體中無(wú)固相具有較好的封堵能力3.5泡沫和微泡沫泡沫鉆井的特點(diǎn)：3.5微泡沫應(yīng)用—微氣泡堵塞濾餅造成濾失量降低，亦可堵塞裂縫、溶洞，可作為防漏堵漏的化學(xué)劑—已在美國(guó)進(jìn)行幾口井現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)提綱1、工作液概述2、水基鉆井完井液3、氣體型鉆井完井液4、合成基鉆井完井液5、油基鉆井完井液6、屏蔽式暫堵技術(shù)4、合成基鉆井完井液合成基鉆井流體發(fā)展簡(jiǎn)史合成基體系特性配方及性能比較4.1合成基鉆井流體發(fā)展簡(jiǎn)史90年代列為三大類(lèi)流體——水基(WBM)、油基(OBM)、合成基(SBM)合成基：流體二代產(chǎn)品——第一代：酯基、醚基、聚α—烯烴(PAO)——第二代：線(xiàn)型α—烯烴(LAO)

線(xiàn)型α—烯烴同分異構(gòu)體(IO)

線(xiàn)型石蠟(LP)兩代差異：第二代流體成本低、環(huán)境配伍略差，但還符合標(biāo)準(zhǔn)，粘度略低，其他技術(shù)指標(biāo)與第一代相似4.2合成基體系特性體系外相為有機(jī)合成物，不含芳香烴，對(duì)環(huán)境無(wú)損害閃點(diǎn)較礦物油高，發(fā)生火災(zāi)和爆炸的可能性小凝固點(diǎn)比礦物油低，可在寒冷地區(qū)使用液相粘度比礦物油高較高熱穩(wěn)定性，在200℃以下是穩(wěn)定的，在升溫時(shí)滿(mǎn)足攜帶巖屑的需要，低溫時(shí)仍具有可泵性易分散于海水中，鉆屑清除容易4.2合成基體系特性較強(qiáng)抑制性、井眼穩(wěn)定性，較好的潤(rùn)滑性，適用于水平井、大斜度井和多底井較易調(diào)控和穩(wěn)定的常規(guī)鉆井液性能節(jié)省了用油基鉆井液要處理鉆屑和環(huán)境污染的費(fèi)用，也消除了因使用水基鉆井液達(dá)不到性能要求而損失的鉆機(jī)時(shí)間，鉆井費(fèi)用有時(shí)比水基鉆井液還要低良好的保護(hù)油層效果4.3配方及性能比較提綱1、工作液概述2、水基鉆井完井液3、氣體型鉆井完井液4、合成基鉆井完井液5、油基鉆井完井液6、屏蔽式暫堵技術(shù)5、油基鉆井完井液發(fā)展史低毒礦物油漿特征全油鉆井液體系5.1發(fā)展史5.2低毒礦物油漿特征由低芳香烴含量礦物油配漿，毒性低，在海洋可排放添加劑均為低毒性或無(wú)毒性化學(xué)劑礦物油漿與柴油漿性能比較—潤(rùn)滑性相似—礦物泥漿有剪切稀化特性—常溫條件下，礦物油漿粘度大于柴油油漿—高溫條件下，礦物油漿與柴油油漿性能相似5.2低毒礦物油漿特征毒性：礦物油漿基本無(wú)毒—礦物油LC50＞100000，無(wú)毒—柴油LC50為100～580，有毒性—巖屑滯留量，礦物油漿5%～6%，柴油油漿15%～17%成本：礦物油漿比柴油油漿高20%～30%，但礦物油可回收，節(jié)省清潔費(fèi)用，礦物油比柴油節(jié)省6%以上費(fèi)用具有耐高溫、抗各種鹽類(lèi)污染、保持井壁穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)突出優(yōu)點(diǎn)：有利快速鉆井5.3全油鉆井液體系體系優(yōu)越性提高井眼凈化能力提高流變性控制能力容易維護(hù)改善后勤供應(yīng)降低成本低毒環(huán)保接受不會(huì)形成乳狀液，不會(huì)使儲(chǔ)層潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)提綱1、工作液概述2、水基鉆井完井液3、氣體型鉆井完井液4、合成基鉆井完井液5、油基鉆井完井液6、屏蔽式暫堵技術(shù)6、屏蔽式暫堵技術(shù)地層損害控制的意義問(wèn)題的提出及創(chuàng)新思路技術(shù)思路論證屏蔽式暫堵技術(shù)原理技術(shù)應(yīng)用效果屏蔽式暫堵技術(shù)思想的指導(dǎo)作用地層損害（FormationDamage)概念地層損害的影響—妨礙油氣層及時(shí)發(fā)現(xiàn)、準(zhǔn)確評(píng)價(jià)、高效開(kāi)發(fā)地層損害控制技術(shù)：系統(tǒng)工程、跨越多學(xué)科鉆井完井過(guò)程中的損害控制最為關(guān)鍵6.1地層損害控制的意義6.1.1鉆井完井過(guò)程中的損害損害因素：正壓差、固相、液相、浸泡時(shí)間90％以上的井——用正壓差打開(kāi)油氣層泥漿固相損害程度10~90％泥漿、水泥漿濾液產(chǎn)生的損害可達(dá)10~100％侵入帶深度：固相可達(dá)1米，液相>1米6.1.2損害的嚴(yán)重后果產(chǎn)層滲透率下降10～100％，產(chǎn)能下降10～100％中低滲透油氣田特別突出——我國(guó)70％以上的儲(chǔ)量先天不足，敏感性強(qiáng)，極易被損害，損害難于消除不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)——隱蔽型油氣藏類(lèi)型之一不能準(zhǔn)確評(píng)價(jià)——邊際油氣田，SZ36—1增加作業(yè)費(fèi)用——酸化、壓裂措施幾—幾十萬(wàn)元/井6.1.3鉆井完井過(guò)程油層保護(hù)技術(shù)“七五”攻關(guān)達(dá)80年代末國(guó)際先進(jìn)水平——巖性分析及測(cè)定技術(shù)——敏感性及損害評(píng)價(jià)技術(shù)——損害機(jī)理診斷技術(shù)——損害礦場(chǎng)評(píng)價(jià)技術(shù)——保護(hù)油層鉆井工藝技術(shù)——保護(hù)油層鉆井完井液技術(shù)——保護(hù)油層優(yōu)化射孔技術(shù)——保護(hù)油層酸化、壓裂技術(shù)6.1.4保護(hù)儲(chǔ)層鉆井完井液技術(shù)氣體類(lèi)鉆井完井液油基類(lèi)鉆井完井液水基類(lèi)鉆井完井液—清潔鹽水體系—有固相無(wú)粘土鉆井液體系—水基類(lèi)改性鉆井完井液體系6.2問(wèn)題的提出及創(chuàng)新思路6.2.1技術(shù)背景“七五”技術(shù)無(wú)法完全解決鉆井完井損害問(wèn)題90％以上的井仍不得不在正壓差被打開(kāi)固井水泥漿的損害無(wú)法避免多套產(chǎn)層、多壓力系統(tǒng)的保護(hù)無(wú)法實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)層保護(hù)與鉆井工藝、泥漿工藝的矛盾無(wú)法調(diào)和6.2.2技術(shù)思路的演變及局限性產(chǎn)生損害后如何消除——解堵技術(shù)預(yù)防為主，解堵為輔——配伍性、活度平衡損害只能盡量減小——暫堵技術(shù)局限性：?jiǎn)我蛩亍ⅰ邦^疼醫(yī)頭，腳疼醫(yī)腳”欲真正解決技術(shù)難題，必須就現(xiàn)有的技術(shù)思路作出根本性改變6.2.3屏蔽暫堵創(chuàng)新技術(shù)思路前提條件:把井打成的基本要求——泥漿中固相粒子不可消除——對(duì)地層正壓差不可避免——對(duì)地層的損害堵塞客觀存在必須接受前提條件，必須從現(xiàn)實(shí)出發(fā)，保護(hù)技術(shù)才能與鉆井、泥漿工藝相容，才可能有推廣價(jià)值和應(yīng)用前景如何變害為利呢

基本設(shè)想：通過(guò)研究固相微粒對(duì)儲(chǔ)層孔喉的堵塞規(guī)律，打開(kāi)儲(chǔ)層時(shí)，人為控制，使固相微粒在井壁上快速、淺層、有效地形成一個(gè)致密堵塞帶，就可能防止儲(chǔ)層的進(jìn)一步損害快速－幾分鐘到十幾分鐘內(nèi)形成淺層－堵塞深度在10厘米以?xún)?nèi)有效－堵塞帶滲透率極低，甚至為零在鉆井完井液中添加適當(dāng)數(shù)量與大小的固相顆粒，以便在鉆開(kāi)油氣層后能快速有效地在油氣井近井壁帶形成致密的橋堵帶，從而防止鉆井完井液固相顆粒與濾液繼續(xù)侵入地層，然后通過(guò)射孔等完井方式打開(kāi)屏蔽環(huán)。這種保護(hù)油氣層的技術(shù)稱(chēng)屏蔽暫堵鉆井完井液技術(shù)。6.3屏蔽暫堵技術(shù)6.3.1基本概念易塌層高壓層低壓層屏蔽層1/2~2/3橋架離子>3%1/4充填離子>1.5%可變形離子=1~2%6.3.2基本原理sPsPsPrarw暫堵層rwra壓差、孔喉與粒徑比、屏蔽層厚度間的關(guān)系快速：在5-10分鐘以?xún)?nèi)有效：穩(wěn)定耐壓耐沖洗近井壁帶：在井壁3-5cm以?xún)?nèi)致密：滲透率接近06.3.3幾個(gè)關(guān)鍵詞6.3.4創(chuàng)新技術(shù)思路預(yù)期結(jié)果：阻止泥漿對(duì)油層的繼續(xù)損害，消除浸泡時(shí)間的影響，并消除水泥漿的損害解除措施：損害帶很薄，可通過(guò)射孔解除最終目的：損害帶的滲透率隨溫度和壓力的增加而進(jìn)一步減小，從而把造成地層損害的兩個(gè)無(wú)法消除的因素：正壓差和固相粒子，轉(zhuǎn)換成實(shí)現(xiàn)這一技術(shù)的必要條件和有利因素，從理論上就能夠解決這個(gè)國(guó)內(nèi)外一直未能解決的難題6.4技術(shù)思路論證6.4.1固相顆粒堵塞孔喉的物理模型——單粒架橋后，逐級(jí)填充6.4.2固相顆粒堵塞孔喉的計(jì)算機(jī)模擬6.4.3巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)6.4.4礦場(chǎng)取心檢驗(yàn)6.4.1固相顆粒堵塞孔喉的物理模型——單粒架橋后，逐級(jí)填充（1）架橋粒子的橋堵（2）填充粒子的填充（3）變形粒子的填充6.4.2固相顆粒堵塞孔喉計(jì)算機(jī)模擬6.4.3巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證產(chǎn)層孔隙結(jié)構(gòu)分析粒喉徑比為2/3是形成穩(wěn)定架橋的匹配條件ki/kw滲流速度1/31/22/3架橋粒子的臨界濃度為3％左右ki/kw粒子濃度3%QS-1超細(xì)CaCO3顆粒粒度分布6.4.4粒子架橋規(guī)律架橋粒子的堵塞深度在2～3厘米之內(nèi)架橋作用在10分鐘內(nèi)即可完成匹配得當(dāng)時(shí)，可快速、淺層地獲得穩(wěn)定的橋堵級(jí)配合理的填充粒子可進(jìn)一步降低橋堵的滲透率填充粒子濃度應(yīng)大于1％ki/kw孔隙體積倍數(shù)2/31/21/4軟化變形粒子的填充規(guī)律可變形粒子的粒徑應(yīng)比剛性粒子更細(xì)（小于1/5孔喉尺寸可變形粒子的濃度一般為1～3％可變形粒子填充后，可使堵塞帶滲透率趨于零變形粒子濃度％

Ki/Kw

0 0.00510.86 0.00281.6 0.000912.4 0.00047EP-1顆粒粒度分布6.4.5堵塞實(shí)現(xiàn)的條件正壓差：壓差越大屏蔽效果越好一般油藏，壓差應(yīng)大于3.5MPa時(shí)間：10分鐘內(nèi)形成屏蔽環(huán)，延長(zhǎng)時(shí)間無(wú)影響溫度：溫度的影響取決于變形粒子的軟化點(diǎn)屏蔽環(huán)可防止水泥漿對(duì)產(chǎn)層的損害屏蔽環(huán)的反排解堵可達(dá)到70％以上6.5礦場(chǎng)取心檢驗(yàn)夏子街油田：井壁取心—證明侵入深度2~3cm吐哈油田：對(duì)比井取心—L10-18試驗(yàn)井，屏蔽環(huán)K下降95-99%，強(qiáng)度7.8-20MPa，深度0.58-2.09cm,反排壓力0.12-0.86MPa—L11-17井（常規(guī)泥漿）K損害率65%，侵入深度超過(guò)5cm6.6屏蔽暫堵技術(shù)要點(diǎn)（1）準(zhǔn)確掌握油層孔喉和固相顆粒的尺寸及其分布（2）確定架橋、填充和變形粒子的種類(lèi)、尺寸和加量（3）專(zhuān)用暫堵劑調(diào)整鉆井液中固相顆粒尺寸及含量（4）評(píng)價(jià)屏蔽環(huán)的有效性、強(qiáng)度、深度和反排效果（5）選擇合理的正壓差和上返速度（6）必須采用優(yōu)化射孔技術(shù)與之配套6.6屏蔽暫堵技術(shù)要點(diǎn)6.7屏蔽暫堵技術(shù)的必要性不可能用調(diào)整鉆井液濾液的礦化度的辦法來(lái)要避免水敏或鹽敏損害；鉆井液處理劑無(wú)法去掉，要滿(mǎn)足井壁穩(wěn)定的要求，保證泥漿的攜屑等要求，就不可避免地要使用多種處理劑，它們對(duì)地層的損害也難以避免只要使用般土泥漿就存在固相損害，特別是對(duì)儲(chǔ)層中物性較好的儲(chǔ)層層更為嚴(yán)重；泥漿和水泥漿的濾液不可避免地會(huì)引起水鎖損害；原鉆井泥漿傷害實(shí)驗(yàn)１、利用原對(duì)油氣層有害的因素---鉆井液中的固相顆粒、壓差。在一定的正壓差作用下，在很短的時(shí)間內(nèi)（＜１０分鐘），在距井壁很近的距離內(nèi)（＜5cm）形成有效堵塞（滲透率為零）的屏蔽環(huán)。它能阻止鉆井液中大量固相和液相進(jìn)一步侵入儲(chǔ)層，同時(shí)由于它有一定的承壓能力，也能在高壓差下阻止水泥漿的固相和液相進(jìn)入儲(chǔ)層。最后利用射孔方式解除屏蔽環(huán)，使儲(chǔ)層的滲透率恢復(fù)到原始水平。

6.8特點(diǎn)２、根據(jù)鉆井液中各種粒子的粒徑及分布情況，只需加入一定量的架橋粒子，即可將一般鉆井液改造成具有優(yōu)良保護(hù)效果的鉆井完井液，施工簡(jiǎn)單，維護(hù)方便，成本低。３、屏蔽暫堵技術(shù)只與鉆井液中固相顆粒的粒徑及分布和儲(chǔ)層孔喉大小及分布有關(guān)，而與鉆井液體系和儲(chǔ)層的礦物及各類(lèi)敏感性無(wú)關(guān)。因此，可以在較復(fù)雜的儲(chǔ)層條件下保護(hù)油層，易于大面積推廣。6.8特點(diǎn)

1、儲(chǔ)層特征尤其是儲(chǔ)層孔喉大小分布研究通過(guò)壓汞、薄片技術(shù)、掃描電鏡等2、架橋粒子與填充粒子大小設(shè)計(jì)3、原漿顆粒粒度分布與大小檢測(cè)4、架橋粒子與填充粒子加量設(shè)計(jì)5、具體配方設(shè)計(jì)6.9主要研究?jī)?nèi)容與研究方法6、暫堵強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)檢測(cè)屏蔽環(huán)強(qiáng)度7、暫堵深度實(shí)驗(yàn)屏蔽環(huán)深度8、返排解堵實(shí)驗(yàn)屏蔽環(huán)返排能力，（>70%）9、架橋粒子與充填粒子對(duì)泥漿性能影響實(shí)驗(yàn)架橋粒子與填充離粒子屏蔽暫堵實(shí)驗(yàn)（例）配方1：細(xì)粒CaCO3+超細(xì)CaCO3+FT-1+原鉆井液配方2：細(xì)粒CaCO3+超細(xì)CaCO3+EP-1+原鉆井液配方3：超細(xì)CaCO3+EP-2+原鉆井液配方4：超細(xì)CaCO3+DYY-1+原鉆井液暫堵實(shí)驗(yàn)結(jié)果暫堵強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)（例）反排解堵實(shí)驗(yàn)結(jié)果（2）暫堵劑對(duì)泥漿流變性能的影響(2)6.10技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)

“變害為利，矛盾轉(zhuǎn)化”的觀點(diǎn)構(gòu)思新穎、設(shè)想巧妙在新思路指導(dǎo)下的作用機(jī)理、物理模型及相關(guān)理論研究均有其獨(dú)特之處探索出了鉆井液在正壓差下打開(kāi)油層并