水平井保护油层钻井液技术在大港油田的应用

吴朝玲

摘 要：与普通直井相比，水平井油层保护工作难度更大，其中的保护油层钻井液技术更是水平井油层保护工作的关键环节和重要内容。基于此，本文在对钻井液对油层产生的伤害具体情况详细分析基础上，就油田储层保护钻井液技术、油田水平井储层保护技术要点进行了阐述，从而确保实现更好的油层保护效果。

关键词：水平井;油层保护;钻井液技术;大港油田

前言

与常规直井相比，虽然水平井能够更好的提高油井单井产量，但是对于水平井来说，其油层保护难度要明显大于普通直井，特别是钻井液技术的选择是一个非常关键的方面。而不同区块、不同完井方式的水平井钻井液保护油层方案各不相同，要想取得比较好的油层保护效果， 就必须在掌握钻井液稳定性对油层具体伤害表现基础上按区块、分层位进行个性化的油层保护方案。

1油层傷害程度与钻井液稳定性关系

在油田勘探开发实践中，由于水平井完井周期较长，钻井液在高温、高矿化度的环境下发生固相沉降几率增加，引发固相颗粒堵塞油气渗流通道，同时钻井液失水也加剧了液相污染程度，施工中也极易发生钻井液絮凝、重晶石沉淀等问题。所以，对水平井钻井液要求其在完井阶段能够提高固相悬浮和降失水能力，满足水平井钻井、完井要求。通过改善钻井液综合性能，适应水平井钻井需要，有效减轻钻井液高温降解、交联和滤失量增大的问题。

大量实验结果表明：如果钻井液性能维护不当、处理剂加量不足或抗温稳定性差，将导

致钻井液在井下发生固相沉降，上下层密度差可达0.05g/cm3，其结果势必是堵塞井眼和油气之间的渗流通道。钻井液滤失量的大幅提高也直接加剧了储层的液相污染程度，有效改善钻井液在井下复杂环境中的稳定性成为关键。所以，水平井施工过程中必须通过加入抗温抗盐流型调节剂和护胶剂，来改善钻井液悬浮性能和护胶能力，防止钻井液固相沉降，减小上下层密度差，在钻开储层后严格控制滤失量在4ml以下，以满足水平井钻井液长时间静止要求。水平井钻井液的性能直接决定储层保护效果，必须始终保持钻井井液的优良性能，才能顺利、高效地完成水平井钻井、完井工作。

2储层渗透率恢复与钻井液污染的关系

储层孔隙特性与外来固相的侵入密切相关，当钻井液粒度分布明显小于储层岩心的孔隙分布，微小的固相颗粒随钻井液滤液进入储层深部并沉积下来。稍大的固相颗粒则侵入储层一段距离后，形成内泥饼，从而在井眼周围形成一个低渗透的固相侵入带。钻井液固相在井壁上进一步堆积形成外泥饼，在钻井液循环冲刷下，外泥饼厚度和致密性会时常发生变化。通过对内、外泥饼封堵性能的分析，可以判断固相进入储层岩心的程度。对于同一种钻井液，随着污染时间的变化，岩心的渗透率恢复值差别不大，前端岩心渗透率恢复值较低，表明固相污染严重，返排难以清除，固相污染不超过2.5cm。后端岩心渗透率恢复值较高，均达到80%以上，表明只有很少量的钻井液固相侵入该段岩心，其渗透率降低的原因主要是由于液相污染造成的。因此可以判断，在钻井液与地层接触的很短时间内，钻井液中的固相进入储层，形成一段内泥饼，内泥饼一旦形成，就比较稳定，可有效阻止钻井液中的其它固相进一步深入储层。因此在一定压力下，固相污染深度与钻井液自身性能和储层特性有关，污染时间对其影响较小。而造成钻井液浸泡储层时间越长，污染越严重这一现象的主要原因是随着污染时间的延长，虽然钻井液固相污染程度基本稳定不变，但液相则会透过泥饼不断的侵入地层，时间越长，侵入量越大。短时间的浸泡，滤液进入深度有限，对储层影响较小，一旦浸泡时间过长，滤液可能进入到储层深部，其对储层的影响就变得显著起来，将引起油气相对渗透率降低、润湿性反转、储层敏感性伤害、聚合物吸附、化学絮凝等一系列复杂问题。液相侵入深度越深，需要将其返排出地层的压力就越高，返排时间越长，储层污染越严重。

对某一岩心反复污染5次，每次污染过程中失水状况都基本一致，而且五次污染后的岩心渗透率恢复值与一次污染也基本一致，说明内泥饼一旦形成，其可有效阻止钻井液固相的进一步侵入储层。一定压力条件下，固相污染深度与钻井液自身性能和储层特性有关，与污染时间没有直接关系，液相侵入深度则随着污染时间及次数的增加而加深。

3水平井保护油层钻井液技术

对于大港油田来说，较多区块油藏均属于典型的断块非均质砂岩油藏， 各断块的储层物性差别非常大， 同一断块不同层位的油层物性也各不相同， 因此， 油层保护方案也不同。针对不同区块的地层特性、井深、井温， 选择不同的钻井液体系， 以取得较好的保护油层效果。

对于中、低渗砂岩储层而言，由于储层砂岩孔隙大小分布范围很广，仅凭一种粒径的暂堵剂作为架桥粒子很难满足暂堵的要求，而使用多种类型暂堵剂复配的钻井液则能有效保护砂岩孔隙储层。通过使用合理粒度分布的架桥粒子，在对渗透率影响较大的孔隙处形成架桥，并辅以粒度适宜的充填粒子和可变形粒子进一步封堵，最终形成致密的暂堵带，最大限度地减轻对油气层的损害。

由于中、低渗透油藏具有储层物性差、敏感性强等特点，目前水平井保护储层钻井液的发展趋势是发展水基暂堵型体系。其中针对不同的水平井完井方式形成了不同的油气层保护技术，即广谱型屏蔽暂堵技术、理想充填技术、低固相超低渗透保护油气层技术。对于射孔完井方式，可以采用广谱型屏蔽暂堵保护油气层技术和理想充填保护油气层技术，以水平井所在区块的储层物性、储层孔喉半径分布为依据进行油层保护方案研究;对于筛管完井方式， 可以采用具有酸溶、油溶特性的低固相超低渗透保护油层技术。

4水平井油层保护技术要点

（1）缩短钻井周期，减轻钻井液对储层的伤害，确保作业安全，防止井壁坍塌、卡钻、岩屑床沉积等井下问题的产生。

（2）提高钻井液性能，实施保护储层措施。在每口水平井现场施工中， 严格按照室内研究成果调整钻井液性能， 足量加入复配暂堵剂等油层保护材料， 钻井过程中根据消耗量及时补充， 保证其有效含量相对稳定。水平井钻井特殊性要求钻井液具有较好防塌抑制性、流变性、润滑性和储层保护等综合性能，能较快形成薄而致密泥饼（尤其是内泥饼），控制钻井液固相和滤液的进一步侵入，钻井液滤液同地层流体相配伍，泥饼应容易反排清除或使用酸液或溶剂清除，返排的启动压力要低，渗透率恢复值高，利用返排解堵或其它措施消除伤害，提高储层保护效果。

（3）严格控制钻井液密度。钻井液液柱压力与地层孔隙压力差越大，储层污染越严重。因此在保障井下安全的情况下实施近平衡或欠平衡钻井，控制钻井液密度，可以减少钻井液进入储层的侵入量。

（4）提高钻井液稳定性。钻井液在井内高温、高矿化度的环境下长时间静置容易发生固相沉降，聚集在水平段井眼下部，堵塞油气通道。应适当提高钻井液在井下环境中的稳定性，便于完井作业。

（5）改善水平井固井质量。由于存在套管居中难题以及管外窜漏或固井液漏入筛管污染油气层问题，容易发生固井液污染储层现象。

5 结束语

水平井钻井完井液保护油层技术研究工作对于确保水平井施工效率和后续工作都至关重要，而要做好水平井保护油层钻井液技术必须按区块、分层位进行， 油层保护方案必须个性化， 对于不同储层优选适合的钻井液体系，只有这样才能取得理想的效果。

参考文献

[1] 吴民龙. 保护高渗砂岩储层的钻井液技术[J]. 石油钻探技术，2012，13（1）：25-28.

[2] 陈建军，李铭. 苏丹37区易漏地层钻井技术探讨[J]. 石油工业技术监督，2016，12（27）：102-104.