石油钻探完井液技术.ppt
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1、1,硕士2002级 现代完井工程,石油钻探完井液技术,2,概述,钻开油气层的完井液实际上就是钻开油气层的工作液,它必须是保证井下安全和钻井工作顺利进行的前提下,具有保护油气层功能。因此,它实际上是钻井液技术与油气层保护技术的综合应用技术,即保护油气层的钻井完井液技术。,3,钻开生产层是钻井工作的最后一步,也是油井完成的第一道工程工序。是钻井工作中直接影响一口井生产能力的关键一环。钻开生产层必须做到:保持好油气层、防止事故性井喷发生。即对钻井液的要求是:既要压住储层不发生溢流或井喷,又不污染堵塞油层降低渗透率,保证石油和天然气流入井底的通道畅通。,4,作为钻井液它必须具有以下功能:,控制地层流体
2、压力,保证正常钻井。具有满足钻井工程必须的流变性 稳定井壁。要求钻井完井液的密度、抑制性、滤失造壁性和封堵能力等能满足所钻地层要求,保持井壁稳定。改善造壁性能,提高泥饼质量,稳定井壁,防止压差卡钻 其它钻井液所必须具备的功能。,5,另一方面,它又必须能较好的防止对所钻油气层的损害:不同类型的油气层遇到不同类型的完井液都有不同的损害。其损害情况随油气层特性和完井液性质不同而不同。因此,根据不同的油藏,认清其损害机理,找出其损害原因,筛选与之相适应的完井液体系和确定相应的应用工艺,是保护油气层完井液技术的核心内容。,6,基本要求:,钻井液中的固相含量及固相粒子的级配;钻井液对粘土水化作用的抑制能力
3、;钻井液液相与地层流体的配伍性;各种钻井液处理剂对油层的损害。,7,钻开生产层,一、油气层损害的机理 造成油气层损害的原因,主要是与油气层直接接触的钻井液滤液和固相微粒,在压差作用下侵入油气层孔隙喉道,降低孔隙的渗透率,影响地层的产能。可见,损害的主要因素是滤液和固相微粒。因此,钻井液的损害可分为:水侵和泥侵。水侵:在钻井液液柱压力作用下,钻井液中的水向地层渗透进入岩石孔隙中现象。泥侵:在钻井液液柱压力作用下,钻井液中的固相颗粒向地层渗透进入岩石孔隙中现象。,8,钻井液滤液对地层的损害(水侵)钻井液滤液对地层的损害作用主要有4个方面:(1)使油层中粘土成分膨胀 造成油流通道缩小,而降低出油能力
4、。,油砂颗粒上的粘土质薄层,油气流通道变窄,甚至封闭,遇水膨胀,9,(2)破坏孔隙内油流的连续性:使单相油流动变成油水两相流动,增加了流动阻力。当水相增加而使水变成连续相时,会带走孔道壁的松散微粒,并在适当位置发生堆积,堵塞流动孔隙,降低渗透率。,10,(3)产生水锁效应,增加油流阻力,水锁效应:油层孔隙内,随水饱和度增加,孔隙对油的相对渗透率下降,而水的相对渗透率则随之增加的现象。,孔 隙水饱和度20%80%,水相对渗透率20%80%,油相对渗透率80%20%,11,滤液中的某些离子或化合物,与地层中的一些物质成分发生作用,生成固体或絮状沉淀物而堵塞地层孔隙。CO3-2+Ca+2CaCO3
5、CO3-2+Mg+2MgCO3SO4-2+Ca+2CaSO4 SO4-2+Mg+2MgSO4,(4)在地层孔隙内产生沉淀物,12,泥浆内固相颗粒直接侵入产层(泥侵),原因:(1)侵入的固相颗粒堵塞地层孔隙。(2)减少地层孔隙的有效直径(与粘土膨胀相似)。泥侵深度依钻井液性能、孔隙尺寸大小及压差大小等因素而异。特点:形成“内泥饼”,造成永久性损害。,13,二、地层损害程度分析,1、平均渗透率 由稳定径向流达西公式和任意半径处径向流流量相等,可求得:,14,2、损害比DR 未被损害地层对油有效渗透率Ke与损害后对油的有效渗透率Ka之比。,Ka,K,DR,e,=,15,损害比与地层损害程度的关系如下
6、:,损害比 地层损害成度 DR 5.0 严重损害,16,3、表皮效应S:将损害带对井产量的影响集中考虑为井壁附近的一薄层。S 0 表示产层有损害 S 0 井壁附近渗透率高于地层内 S=0 表示渗透率无变化,17,4、其它指标 开采比:损害系数:完井系数:,18,三、防止和减少生产层损害的方法,(1)针对油气层特点、采用合理的完井方法,以减少钻井液对油气层的浸泡时间;(2)合理选择钻井液密度、控制压差;(3)采用平衡、欠平衡或低压钻井方法;如:充气钻井、泡沫钻井、空气钻井、天然气钻井。(4)在完井钻井液中加入桥堵剂或暂堵剂,以减少固相颗粒的侵入及其侵入深度;,19,桥堵剂颗粒尺寸的选择原则:a、
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