川东北裂缝漏失性碳酸盐岩储层损害机理及保护技术研究

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我国有近300×10~4km~2的碳酸盐岩分布区,元古代到新生代地层均有碳酸盐岩油气藏,勘探开发潜力巨大。碳酸盐岩储层裂缝发育、多产层多压力系统、同一裸眼井段压力系数相差悬殊,常发生井漏等复杂事故并引起严重储层损害。这严重制约着我国碳酸盐岩油气层勘探开发。因此,研究裂缝漏失性碳酸盐岩储层损害机理,并形成一套促进油气层发现的储层保护技术是十分必要的。 论文对四川盆地川东北区碳酸盐岩雷口坡组、嘉陵江组、飞仙关组、长兴组储层展开了深入的研究,结果表明探区储层非均质性强,裂缝不同程度地发育,储层含白云石、方解石、长石、微晶石英、高岭石、伊利石、绿泥石、石膏和沥青质等潜在损害物质,气藏高含硫化氢。膏岩、硫化氢和沥青质有着某种因果关系。 从钻井完并的角度对裂缝性储层应力敏感性的评价方法进行了有益的补充,并结合应力敏感系数法对裂缝和基块岩样进行了应力敏感性评价,结果表明,单条天然裂缝应力敏感性为中,人工单缝为强,组系缝应力敏感性要强于人工单缝,基块应力敏感性为弱-中等。论文还对储层应力敏感机理及影响因素进行了详细分析。 通过对裂缝性碳酸盐岩储层漏失机理及工区漏层特点的研究,认为川东北区裂缝性碳酸盐岩储层漏失主要有三种原因,一是地层多产层、压力系统高低交错,应用高密度钻井完井液钻进高压储层时引起低压储层漏失,即低压井段泥饼强度低,承压能力不高;二是地层多裂缝,钻井完井液封堵能力不强;三是当硫化氢与钻井完井液接触后形成的氢硫酸腐蚀了井壁附近裂缝,致使裂缝变宽而引起严重滤失或漏失。 钻井完井液漏失/滤失对储层的损害是严重的。碳酸盐岩储层粘土矿物种类少且含量低,但其仍然有着较强的流体敏感性。粘土矿物产状和微结构是粘土损害储层的主要因素,粘土矿物含量的影响较小。气藏沥青质以膜的形式贴附于岩石孔隙表面,漏失/滤失引起储层沥青质脱附、絮凝和沉积,损害储层;固相侵入不但缩小甚至堵塞油气运移通道,还会加重它类型损害。气态剧毒硫化氢腐蚀钻具,引起钻具氢脆断裂,造成严重井下事故;固态硫堵塞孔喉与裂缝。裂缝性碳酸盐岩储层水相圈闭损害也很严重,飞仙关组沥青质使储层润湿反转,但钻井完井液长期浸泡仍会令储层发生水相圈闭损害。 针对工区储层特征和损害机理,以裂缝动态宽度为基础设计了高承压屏蔽暂堵钻井完井液体系,室内实验及现场试验证实,其能提高储层承压能力,有效保护气层;文章还对钻井完井液屏蔽环重复形成进行了实验模拟,认为由于储层的应力敏感性,裂缝性储层井壁重复形成的滤饼自然清除较为困难,酸化作业可以高效解除。
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