钻井对油气层的损害
钻井过程中,针对钻井工艺技术措施中影响储层损害因素,可以采取降低压差,实现近平衡压力钻井,减少钻井液浸泡时间,优选环空返速,防止井喷井漏等措施来减少对储层的损害。
1.建立四个压力剖面,为井身结构和钻井液密度设计提供科学依据地层孔隙压力、破裂压力、地应力和坍塌压力是钻井工程设计和施工的基础参数,依据上述四个压力才有可能进行合理的井身结构设计,确定出合理的钻井液密度,实现近平衡压力钻井,从而减少压差对储层所产生的损害。
2.确定合理井身结构是实现近平衡压力钻井的基本保证井身结构设计原则有许多条,其中最重要的一条是满足保护储层实现近平衡压力钻井的需要,因为我国大部分油气田均属于多压力层系地层,只有将储层上部的不同孔隙压力或破裂压力地层用套管封隔,才有可能采用近平衡压力钻进储层。
如果不采用技术套管封隔,裸眼井段仍处于多压力层系。
当下部储层压力大大低于上部地层孔隙压力或坍塌压力时,如果用依据下部储层压力系数确定的钻井液密度来钻进上部地层,则钻井中可能出现井喷、坍塌、卡钻等井下复杂情况,使钻井作业无法继续进行;如果依据上部裸眼段最高孔隙压力或坍塌压力来确定钻井液密度,尽管上部地层钻井工作进展顺利,但钻至下部低压储层时,就可能因压差过高而发生卡钻、井漏等事故,并且因高压差而给储层造成严重损害。
综上所述,选用合理的井身结构是实现近平衡钻进储层的前提。
3.实现近平衡压力钻井,控制储层的压差处于安全的最低值平衡压力钻井是指钻井时井内钻井液柱有效压力pd等于所钻地层孔隙压力pp,即压差
p=pd-pp=0。
此时,钻井液对油层损害程度最小。
为了尽可能将压差降至安全的最低限,对一般井来说,钻进时努力改善钻井液流变性和优选环空返速,降低环空流动阻力与钻屑浓度;起下钻时,调整钻井液触变性,控制起钻速度,降低抽吸压力。
对于地层孔隙压力系数小于0.8的低压储层,可依据实际的地层孔隙压力,分别选用充气钻井、泡沫流体钻井、雾流体或空气钻井,降低压差,甚至可采用负压差钻井,减少对储层的损害。
4.降低浸泡时间钻井过程中,储层浸泡时间从钻开储层开始直至固井结束,包括纯钻进时间、起下钻接单根时间、处理事故与井下复杂情况时间、辅助工作与非生产时间、完井电测、下套管及固井时间。
为了缩短浸泡时间,减少对储层的损害,可从以下几方面着手。
(1)采用优选参数钻井,并依据地层岩石可钻性选用合适类型的牙轮钻头或PDC 钻头及喷咀,提高机械钻速。
(2)采用与地层特性相匹配的钻井液,加强钻井工艺技术措施及井控工作,防止井喷、井漏、卡钻、坍塌等井下复杂情况或事故的发生。
(3)提高测井一次成功率,缩短完井时间。
(4)加强管理,降低机修、组停、辅助工作和其它非生产时间。
5.搞好中途测试为了早期及时发现储层,准确认识储层的特性,正确评价储层产能。
中途测试是一项最有效打开新区勘探局面,指导下一步勘探工作部署的技术手段。
大量事实表明,只要在钻井中采用与储层特性相匹配的优质钻井液,中途测试就有可能获得储层真实的自然产能。
表9-10列举某油田部分探井中途测试结果,除26井因钻井液选配不妥,油层受到损害外,其它各井储层基本上
没有受到损害。
1988~1994年,塔里木盆地29口重大油气发现井中,有20口井是中途测试发现的。
6.搞好井控、防止井喷井漏对储层的损害钻井过程中一旦发生井喷就会诱发出大量储层潜在损害因素,如因微粒运移产生速敏损害、有机垢或无机垢堵塞、应力敏感损害、油气水分布发生变化而引起相渗透率下降等,使储层遭受严重损害。
如压井措施不妥更加剧损害程度。
因而钻井过程应严格搞好井控工作。
钻进储层过程中,一旦发生井漏,大量钻井液进入储层,造成固相堵塞,其液相与岩石或流体作用,诱发潜在损害因素。
因而钻进易发生漏失的储层时,尽可能采用较低密度的钻井液保持近平衡压力钻进。
亦可预先在钻井液中加入能解堵的各种暂堵剂和堵漏剂来防漏,一旦发生漏失,尽量采用在完井投产时能用物理或化学解堵的堵漏剂进行堵漏。
7.钻进多套压力层系地层所采用的保护储层钻井技术前面已经阐述我国许多裸眼井段仍然存在多套压力层系,由于受到各种条件的制约,已不可能再下套管封隔储层以上地层。
因而在钻开储层时难以实行近平衡压力钻井,压差所造成的储层损害难以控制。
对此类地层中采取以下几种方法减轻储层的损害,这些方法不一定是最佳的保护储层技术方案,但往往在经济效益上是可行的。
(1)储层为低压层,其上部存在大段易坍塌高压泥岩层。
对此类地层可依据上部地层坍塌压力确定钻井液密度,以确保井壁稳定。
为了减少对下部储层的损害,可在进入储层之前,转用与储层相匹配的屏蔽暂堵钻井液。
(2)裸眼井段上部为低压漏失层或破裂压力低的地层;下部为高压储层,其孔隙压力超过上部地层的破裂压力。
对此类地层,可在进入高压储层之前进行堵漏,提高地层承压能力,堵漏结束后进行试压,证明上部地层承受的压力系数与下部地层相当时,再钻开下部储层。
否则一旦用高密度钻井液钻开储层就可能发生井漏,诱发井喷,对储层产生损害。
(3)多层组高坍塌压力泥页岩与多层组低压易漏失储层相间。
应提高钻井液抑制性,降低坍塌压力,按此值确定钻井液密度。
为了减少对储层损害,应尽可能提高钻井液与储层配伍性,采用屏蔽暂堵保护储层钻井液技术。
多压力层系地层有多种多样,可参考上述原则来确定技术措施。