摘 要：水平井是油田开发后期的一项重要技术手段，在钻井施工过程中会对油气层造成不同程度的伤害。本文主要是从水平井钻井过程中对油气层损害机理和特点出发，分析油气层保护措施，探讨相关保护技术应用情况。
关键词：水平井；油气层；保护
水平井是油气田在开发过程中形成的新技术,其成熟性、适用性,已经在全世界推广应用。水平井钻井过程油气层保护技术经历了科研、攻关、推广阶段，也取得了一定成效，特别是近年来得到了迅速发展，为水平井油气层保护起到了重要作用。本文主要是水平井钻井的保护措施及应用情况展开分析
1、水平井钻井过程中油气层损害机理、特点
1.1水平井钻井过程中油气层损害机理
国内外已有多项研究表明，钻井导致的储层损害已经成为影响水平井产能的主要因素。对于水平井来说，油气层损害机理和直井相同，只是程度上和污染带位置上的差异。损害机理有以下几点：钻井液中固相颗粒堵塞；滤液和储层流体不配伍；聚合物堵塞；润湿反转；微粒运移和粘土膨胀；水锁；地层压力改变等。其中固相和液相侵入油气层是造成油气层损害的主要原因。
1.2水平井钻井过程中油气层损害特点
水平井钻井施工与常规的直井钻井相比较其实际产生污染更加严重，而两者的造成污染的层位也不一样。水平井造成的油水层位污染损害主要有以下一些特点
在水平井钻井施工过程中，油气层的钻穿长度要远远超过直井，由此会导致钻井液与油水层直接接触时间急剧增加，而在油气层钻进过程中也会消耗大量时间，因此，产生油气层污染的概率也会相应增加。水平井钻井施工过程中非常容易形成岩屑床，在钻井过程中会导致钻柱与岩屑床的磨损加剧，造成油气层中进入了大量的亚微粒子，从而损害了油气层。水平井在完井的时候通常情况下都不会采用射孔完井，从而使得对地层的污染加重。
在水平井钻穿油气层的时候，压差要远远超过直井钻井。而油气层内的孔隙压力是一定的，在水平井钻进油气层过程中，钻井液流动受到的阻力也在不断增加，由此产生的压力会直接作用在油气层上，从而使得钻穿油气层时压差会随着钻进不断增加，使得油气层受到的伤害也进一步增加。与直井钻井相比较，油气层中单位长度方向产生的压力降相对要低，从而使得其返排效果变差，造成油气层内孔隙等堵塞情况更加严重。
水平井与直井钻井过程中产生损害的层位存在较大的差异。对钻井施工来说，水平井钻井比直井钻井过程中的钻井液产生污染带的位置要深一些，而且在水平段的末端会产生更加严重污染。其实际侵害油气层形状为一个椭圆形的锥体，而因为钻井液在水平段以及垂直段上实际渗透率KH、Kv值也有很大的差别，因此，污染带实际的分布也呈现不均匀状。由此也造成了水平井钻井过程中钻井液对油气层的损害与直井钻井出现较大差异的现象。
2、水平井钻井过程中的油气层保护措施
油气层的有效保护要从以下几个方面进行,首先要充分结合油气藏本身的岩性结构、矿物质成分、地层胶结等情况，研究是否还存在一些潜在的对地层有较大影响的因素。其次要是根据油气藏的具体特征，来合理地选择钻穿油气层时的具体措施以及相关完井方式，结合水平井损害实际机理以及具体的损害特点，并在现有的工艺技术基础上，可以从以下几个方面着手采取油气层保护措施：
（1）针对油气层钻进实施油气层专打，在钻开油气藏的时候实施平衡压力，这样就能有效控制钻井液进入油气层的强度。（2）实施优快钻井技术来完成水平段的钻进，这样就能充分降低油气层被钻井液浸泡的时间。（3）为了进一步减少水平井钻井过程中的滤失作用，可以选择无固相优质钻井液体系。这样就可以最大程度避免固相造成油气层损害。（4）在采取无固相优质钻井液的基础上进一步实施暂堵技术，这样就能最大程度地减少钻井液进入地层，有效起到地层保护作用。（5）要尽量为水平井钻井配备完善的固控设备，这样才能最大程度减少钻井液中的固相颗粒。（6）在水平井完井施工过程中，要尽量选择合理的滤饼处理技术，这样才能最大程度保持油气层通道的通畅。只有按照上述几种措施实施严格的管理，才能进一步强化对油气层的保护，有效提升水平井的产量。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
3、水平井钻井过程油气层保护技术效果
3.1 油层暂堵保护技术
传统屏蔽暂堵技术。采用传统屏蔽暂堵技术后,钻井液的渗透率恢复率有了明显提高。与不用屏蔽暂堵技术相比,渗透率恢复率提高了20%,平均堵塞比下降了74%,显示出良好的油层保护效果。
广谱屏蔽暂堵技术。采用广谱屏蔽暂堵技术后,钻井液平均动失水量减少了45.6%,平均渗透率恢复率达到了85.8%,相对于传统屏蔽暂堵技术提高了7.1个百分点。
超低渗透保护油气层技术。采用超低渗透保护油气层技术后,不同钻井液体系的渗透率恢复率均在90%以上,而且暂堵带的承压能力平均提高了69%。
广谱屏蔽暂堵+超低渗透保护油气层技术。广谱屏蔽暂堵+超低渗透保护油气层技术在最终动失水量、渗透率恢复率上明显优于单一的广谱保护油气层技术和超低渗透保护油气层技术。目前已成为了大港油田水平井主要的保
3.2 滤饼处理技术
再好的钻井液体系、再先进的钻井工艺技术,也不可避免地会对油气层造成一定程度的伤害,只是好的体系和工艺伤害会更小一些。水平井储集层损害机理研究结果表明:其主要机理是颗粒运移、固相堵塞,因此,水平井在完井后一般面临解除污染,减轻完井液对储层的损害及对井下工具的堵塞,恢复地层天然产能的任务。(l)物理解堵包括高温热处理、水力振荡、水力旋转喷射等是常用的物理解堵方法,高温热处理的作用机理为:通过使粘土脱水和破坏粘土晶格,补救与粘土相关的损害,使堵塞水蒸发;热导应力在近井区域产生微裂,增大近井地层渗透率。(2)化学解堵包括氧化型解堵剂和非氧化型解堵剂及酸液解堵剂。
氧化型解堵剂的解堵效果要好于非氧化型解堵剂。如二氧化氯、双氧水等,其解堵机理为:强氧化剂通过氧化作用使聚合物分子变小,使其失去桥联和附着作用,从而将致密、坚韧的滤饼变为松散、破坏的结构。酸液解堵剂有常规酸、复合解堵酸液。常规酸包括盐酸、土酸、低伤害酸等。复合解堵酸是由有机酸和无机酸、添加剂(清洗剂、破胶剂、缓蚀剂等)复合而成。
近年来国外还研究成功用酶或酶与聚合物接枝共聚形成的聚合物处理完井液,效果良好。酶是由生物有机体生成的特殊蛋白质。起加速反应的催化作用,在反应过程中不消亡,活性不变。除可处理目标聚合物之外,酶体系中其他物质还起活化作用,既可避免腐蚀金属或溶蚀碎屑,损害油气层,又具有环保作用。当酶聚合物有效地解除暂堵带中的聚合物时,与其粘结的碳酸钙粉亦被除去,随地层中流体流人井眼,可使储集层渗透率恢复。酶的解堵效果和关井时间取决于其浓度和井下温度,关井时间一般为12~24h。为了取得更好的效果,可先用酶处理,再用低浓度(5%一7%)盐酸清洗,清除井下碳酸盐颗粒等。需根据具体情况选用。
在水平井钻井施工过程中,要强化水平井保护油气层技术的研究及应用力度,以达到满足水平井钻井技术日益进步的要求。加强水平井钻井工作基础性工作的开展,深人研究储层的基本特征,重点分析产生损害重要因素,对重点油层保护的做好确认,应当根据各个区块不同特定,结合实际情况建立油气层保护剖面手册,能够为选择钻井完井液和制订油气层保护方案提供依据。
参考文献
[1]何丕祥,胡成亮,熊英,袁润成,韩项勇,李伟.多重油层保护修井液研制与应用[J].非常规油气,2018,5(04):65-69.
[2]费宝生,汪建红.浅论油气层保护技术——以二连盆地阿23井为例[J].油气地质与采收率,2001(03):71-73+0.
论文作者:于小亮,廖华林
论文发表刊物:《工程管理前沿》2019年第13期
论文发表时间:2019/9/4
标签：油气论文; 水平论文; 过程中论文; 技术论文; 机理论文; 地层论文; 钻井液论文; 《工程管理前沿》2019年第13期论文;