河50丛式井组保护储层钻井液技术研究与应用

2010-05-21 05:23:00

    50断块区于1972年投入开发,经过30多年的高效开发已全面进入高含水开发期,综合含水率96.2%,可采储量采出程度85.9%,剩余可采储量采油速度8.56%。本断块纵向含油层系多、油水关系复杂、储量规模大,是老油田开发的典型区块之一。

    

    一、地层特点及工程简况

    

    50为东西和南北两条断层所夹持的反向屋脊式断块,东西长约1.1km,南北宽约1.01.2km。地层为从西北向东南方向逐渐抬升的单斜,倾角约为5°~6°储层岩性以细砂岩、粉砂岩、粉砂质细砂岩为主,粒度中值0.160.19mm油藏埋深25502700m,黏土矿物含量7.5%10%。胶结类型以孔隙胶结为主,孔隙度一般为11.3%30.51%渗透率为9.3442.04)×10-3μm2润湿类型为亲水性。储层存在中等水敏、弱碱敏,临界矿化度为10000mg/L。河50井组总计7个平台,共计开钻34口油水井,完井34口,总进尺88792m,平均井深2611.5m,平均钻井周期12d13h,平均建井周期18d4h,整个区块推广使用了非渗透钻井液体系。

    

    二、钻井液技术

    

    1.钻井液技术难点

    1明化镇组、馆陶组地层成岩性较差,地层黏土造浆严重,极易发生水化分散和井眼缩径,导致起下钻困难、黏土聚集、井眼不清洁等问题。

    2沙河街组地层不稳定,易引发井壁坍塌,钻井液必须有较强的防塌能力。

    3所钻井多数为定向井,当钻至一定井斜后,岩屑易沉降形成岩屑床,如清除不及时,井下易发生复杂情况。

    4在定向钻进中,钻井液润滑性能直接影响钻进及下套管过程的减摩降阻问题,关系到能否完成钻井施工。

    5丛式井施工的目的是提高采收率,如何保护油气层关系到油藏开发的成功与否。

    2.钻井液体系简介

    通过分析该区块的地层特点及钻井液技术面临的难点后,决定二开井段上部采用新型聚合物钻井液,进入下部储层段采用储层段配方。新型聚合物钻井液的主要特点是防塌抑制性强、油气层保护效果好。其基本配方为:0.3%0.5%主抑制剂+0.8%1.5%降滤失剂+0.2%0.6%流型调节剂+0.1%0.2%辅助抑制剂+1%2%润滑剂。储层段基本配方为:上部钻井液+0.3%PAM+1.5%2%非渗透+2%3%SMP-1+1%2%KFT+2%3%磺化沥青+5%10%原油+2%3%防塌剂+0.5%1%NPAN

    为保证钻井液性能,在室内采用自行研制的专利产品——可视钻井液封闭膜强度测试仪对直井段钻井液及非渗透处理剂加量不同的钻井液的砂床侵入深度进行实验。

    通过室内研究得出:基浆不具备承压能力,钻井液侵入整个砂床并发生漏失;加入2%非渗透处理剂后,钻井液形成了致密的、具有可压缩性和较高承压能力的封闭膜,钻井液无漏失现象,可有效阻止滤液侵入储层,达到保护储层的效果。

    3.表层施工

    50区块表层主要为平原组,地层疏松、胶结性差,钻井重点是防止完钻后岩屑沉降。表层钻进使用聚合物钻井液,控制地层造浆;一开完钻后替入高黏度土浆,防止岩屑沉降。

    4.二开井段

    该区块完成井全部采用二开井身结构。二开井段钻遇地层主要是明化镇组、馆陶组及沙河街组,钻井液的重点是抑制地层的水化膨胀,防止井眼缩径和泥页岩地层坍塌;定向钻进过程中钻井液具有良好的润滑防卡和井眼净化的能力;完井阶段油气层保护效果良好。

    本井段使用新型聚合物钻井液,按照配方配制并调整钻井液性能达到要求;日常维护以补充新浆为主,每天检测主处理剂含量并及时补充;在明化镇组井段不控制滤失量,开启全部固控设备,补充稀胶液,钻井液固相含量和膨润土含量尽可能低;进入馆陶组地层100m左右,将钻井液转化为新型聚合物钻井液;钻井液漏斗黏度控制在4055s,滤失量低于5mL,膨润土含量小于3.5%;定向前加入润滑剂,其含量保持在5%以上,确保定向井安全施工;在钻井后期,根据扭矩、拉力等钻井参数的变化及水力学计算软件的结果,适时调整钻井液流变性,动切力大于14Paφ3读数大于5;进入储层前补充新配制的钻井液,降低固相含量,滤失量小于5mL,加入非渗透储层保护材料并及时补充;钻完设计井深后,大排量循环洗井,起钻。

    

    三、效果分析

    

    50区块储层段采用非渗透钻井液体系均获得了理想的产量,证明非渗透钻井液体系具有较好的储层保护效果。对于射孔完成井,在进入储层前对钻井液进行分析改造,降低有害固相和滤失量,膨润土含量低于50g/L,并按储层保护要求加入非渗透材料,将钻井液转化为保护储层钻井液,钻进过程中精心维护。

    施工中严格执行储层保护方案,预期保护效果良好。4号平台投产4口新井,河51-130井日产油21.2t/d,平台平均单井日产油13.3t/d6号平台投产3口新井,河50-40井日产油10.9t/d,平台平均单井日产油7.8t/d5号平台投产3口新井,河51-145井日产油14.7t/d,平台平均单井日产油13.1t/d

    

    四、结论与认识

    

    1选择适应地层特点的钻井液体系,调整钻井液的流变参数、控制适当的环空返速和适时进行短程起下钻作业,能有效控制定向钻进井段中岩屑床的形成,这是丛式井钻井液体系的首要问题。应用结果表明,非渗透钻井液体系可以满足河50丛式井钻井施工需要。

    2钻井液的低固相、低黏度和低切力特性有效解决了河50区块明化镇组泥岩堆积、黏附井壁、缩径等难题。

    3有效控制定向井摩阻扭矩应首先从解决井眼净化着手,兼顾改善钻井液泥饼质量和增强钻井液润滑性,只有当三者有机结合才能根本上解决这一难题。

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