碳酸钙表面改性和在新型钻井完井液中应用.pdfVIP

学兔兔学兔兔 石油天然气学报 (江汉石油学院学报) 2011年3月 第33卷 第3期 · 98 · Journal of Oil and Gas Technology(J．JPI) Mar．2011 Vo1．33 No．3 碳酸钙表面改性及在新型钻井完井液中的应用 李志勇，蒋官澄，谢水祥，何能举 (中国石油大学(北京)石油工程学院，北京a02240) 余维初 (长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434023) 刘传清 (胜利海洋钻井公司，山东 东营 257055) 付英军 (cp海石油研究中心，北京 1 00027) 张洪霞 (中国石油长城钻探工程有限公司钻井液公司，辽宁 盘锦 1 2401 O) [摘要]针对储层孔喉特征，利用理想充填理论进行了暂堵方案优化设计；同时，对储层保护中的常用碳 酸钙暂堵剂进行表面疏水改性评价，确定了最优的改性方法，研制了活性碳酸钙。在此基础上，通过活 性碳酸钙与理想充填暂堵技术协同增效作用，使形成的钻井液泥饼中含有亲有机质通道 (活性碳酸钙具 有疏水表面)。通过室内评价，结果表明该项技术能有效降低油气初始流动压力，提高油井产能，具有良 好的储层保护效果。 [关键词]储层保护；钻井完井液；理想充填；活性碳酸钙 [中图分类号]TE254．3 [文献标识码]A [文章编号]1000—9752(2011)03—0098—05 油气层保护是石油勘探开发过程中的重要技术措施之一，此项工作涉及钻井、完井、井下作业及油气 田开采全过程中的各个环节口]，每一个环节均可能因储层损害造成严重的产能损失，钻井完井液作为接触 储层的第一工作液，它的性能好坏直接影响储层保护效果及油气井的最终产能，因此储层钻井液的优化设 计对于油气层保护至关重要。该研究是对常规的钻井液体系进行合理改性，要求形成的钻井完井液体系对 储层具有良好的保护效果，同时要求性能易于调整，不影响钻井正常施工。该技术融合了理想充填储层保 护技术和新颖的储层钻井液设计理念，首先针对所钻储层孔喉特征，利用理想充填暂堵技术对暂堵方案进 行优化设计，然后加入活性碳酸钙，使形成的泥饼中含有亲有机质通道。在钻井和完井过程中，形成的致 密泥饼可阻止钻井液中的固相和液相侵入储层，提高泥饼封堵效率；而在油田开发过程中，活性碳酸钙所 具有的亲有机质特性能够为油气打开通道，降低油气初始流动压力，提高渗透率恢复值及油气产能。 1 理想充填理论及暂堵方案设计 理想充填理论要求对于保护储层的钻井液，需要根据孔喉尺寸加入具有连续粒径序列分布的暂堵剂 颗粒来有效地封堵储层中大小不等的各种孔喉以及暂堵颗粒之间形成的孔隙。因此在进行暂堵方案设计 的时候，首先要根据储层孔喉大小，加入粗中细不同粒度碳酸钙，要求其有较宽粒度分布，同时充分考 虑了储层非均质性。要求储层的孔喉分布能够与暂堵剂的粒度分布相匹配[2 ]。暂堵剂的优化设计可以 利用课题组研制的理想充填优化软件完成，具体步骤如下：①选定储层段最大孔喉尺寸，由此确定油保 基线。②确定暂堵剂加量。③选择 3～4种粒度分布的碳酸钙，要求其粒度分布在油保基线两侧 (图 1)。④确定最佳混合比例及绘制优化曲线，见图1。从图1中可以看出，单一暂堵剂粒度分布很难完全 与储层孔喉分布相一致。优化后的暂堵剂颗粒粒度分布可以较大范围内与储层孔喉分布相匹配。⑤适当 调整不同暂堵剂加量，使优化曲线相对油保基线稍微右移 (图2)，以满足现场施工要求。 利用理想充填理论进行钻井完井液中暂堵颗粒的优化设计，可有效提高形成泥饼的封堵性，而在 [收稿日期]2010—12—04 [基金项目]国家青年科学基金项目 ；教育部高等学校博士学科点专项科研基金新教师课题 (20070425024)。