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保护高渗砂岩储层的钻井液设计 SPE 36430 Drilling Fluid Design to Prevent Formation Damage in High Permeability Quartz Arenite Sandstones P. S. Smith, et al. This paper was prepared for presentation at the 1996 SPE Annual Technical Conference and Exhibition held in Denver, Colorado, 5-9 October 1996. 高渗储层暂堵技术 储层的孔隙尺寸累计分布与渗透率累计分布曲线 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 0.01 0.1 1 10 100 1000 孔隙尺寸，mm 累计百分数，％ 孔隙尺寸分布 渗透率分布 对暂堵机理的研究 钻井液中的暂堵剂应同时满足以下两条要求： （1）其颗粒必须足够大，使其不能侵入储层； （2）其颗粒又必须足够小，使形成的泥饼能有效地将滤液中的聚合物和钻屑滤除，以防止它们侵入储层。 即暂堵剂颗粒尺寸必须在一个适合的范围。 几点认识： 大孔隙对渗透率的贡献是主要的，30%的大孔隙对渗透率的贡献大约为85%。因此，尤其应对大孔隙进行暂堵保护以尽可能减轻损害。 加入较大尺寸的架桥颗粒是对大孔隙进行保护的主要措施。 作为高渗储层的暂堵剂，对CaCO3的要求是，维持较大的粒度中值（d50）以及较窄的颗粒尺寸分布。 实验表明，如果增大钻井液中固相的平均粒径，可以减少通过砂滤面的固相的量，但会引起滤失量过高。相反，当颗粒平均粒径降低后，滤失量减少了，但在滤液中的固相含量却增加了。最理想的结果是微粒的粒度分布应接近“d1/2关系”，并且较大颗粒的量应足够大。 高渗储层暂堵技术 暂堵剂粒径分布图 D(μm) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 备注 300目 1.41 2.9 5.2 10.3 17.88 25.0 30.0 35.0 42.18 70.0 碳酸钙 400目 1.7 2.8 5.5 10.1 14.20 18.9 23.0 27.0 31.02 51.0 碳酸钙 600目 1.01 2.2 3.5 6.5 9.95 13.0 16.0 20.0 23.67 40.0 碳酸钙 1000目 1.01 1.6 2.5 3.8 6.03 7.8 9.2 12.8 14.99 28.0 碳酸钙 FB-2 0.722 1.5 2.5 3.9 6.544 9.5 13.23 19.5 26.79 35.0 油溶性树脂 WC-1C 12.04 20.1 30.2 40.5 49.53 60.4 75.0 100.0 145.7 250.0 碳酸钙 各种暂堵方案 方案一：按照1／2～2／3架桥规则 暂堵剂d50＝6.384～8.512μm。 选择600目超钙。加量5％。 方案二：按屏蔽暂堵技术要求 屏蔽暂堵剂：1％400目 ＋ 1.5％600目超钙 ＋ 1.5％1000目超钙 ＋ 1％FB-2 方案三：按理想充填理论及D90规则 理想充填暂堵剂-1: WC-1C 20％ ＋ 600目超钙70％ ＋ 1000目超钙10％） 方案四：按理想充填理论及D90规则并考虑加入可变形颗粒 理想充填暂堵剂-2: WC-1C 20％＋ 600目超钙60％ ＋ 1000目超钙10％ ＋ 10％FB-2） 按1/2～2/3架桥规则 按理想充填理论 理想充填暂堵剂－1粒径分布图 不同暂堵方案的实验结果 岩样 序号 实验用 钻井液 岩心气测 渗透率Kg 10－3μm2 损害前K/10－3μm2 损害后K/10－3μm2 封堵率 % 渗透率 恢复值 % 盐水 煤油 盐水 煤油 1 1# 768 437.5 341.25 63.2 134.53 85.6 39.4 2 2# 1058 627.1 560 0 250.8 100 44.8 3 3# 1250 700 612.5 0 378.0 100 61.7 4 4# 1690 1050 840 0 735 100 87.5 5 5# 2090 1254.2 1023.75 0 918.75 100 89.7 1 # ：有机正电胶基浆； 2 # ：1# ? 600目碳酸钙； 3 # ：1# ? 广谱屏蔽暂堵剂； 4 # ：1# ? 理想充填暂堵剂-1； 5 # ：1# ? 理