摘要：本文针对龙王庙组气藏钻井污染问题展开研究，通过探讨钻井对储层的伤害机理，建立钻井污染评价模型，最后应用该模型对磨溪009-x1井的钻井污染进行评价，为龙王庙组的污染评价提供参照方法，为该组完井方式的选择提供参考。
　　关键词：钻井污染；伤害机理；滤失量；等效侵入深度；污染半径
　　
　　
　　一、前言
　　截止2013年11月，探明龙王庙组气藏储量的工作量全部完成，经国土资源部组织多位专家认定，安岳气田磨溪区块寒武系龙王庙组是目前我国发现的单体规模最大的特大型海相碳酸盐岩整装气藏。为保证高效开发该气藏，弄清楚钻井污染情况，为完井方式选择及下步措施的选择提供依据，有必要展开钻井污染评价研究。
　　二、水平井钻井污染评价模型
　　泥浆对储层伤害半径和伤害程度的预测一直是人们关注的焦点，也是石油工业遗留已久的难题。现代试井解释技术只能得到全井的表皮系数，理论分解得到的污染表皮准确性也让人怀疑；而利用测井解释得到的只能是泥浆侵入深度，但该深度并不是实际泥浆污染深度。
　　（一）钻井泥浆对储层的伤害机理
　　在钻开油气层的过程中，使用的钻井液主要是粘土和水（或油）配制的水基泥浆（或油基泥浆），为了防止井喷而采用高比重泥浆压井，由于泥浆柱的压力大于地层压力，在此压差下，泥浆中固相颗粒会侵入油气层，导致水侵和泥侵而造成不同程度的伤害。
　　物理伤害：泥浆内固相微粒入侵将堵塞储层孔隙，阻碍油气流出，特别是形成内滤饼后很难加以清除，固相微粒的侵入深度因泥浆性能、孔喉尺寸、压差等大小而异。同时还存在粘土颗粒分散后的内部微粒运移带来的伤害。
　　化学伤害：主要包括几个方面，一是泥浆中的某些离子或化合物与地层中的一些组分产生反应生成沉淀堵塞孔喉；二是产生水锁效应，增大油流阻力；三是滤液侵入破坏孔隙内部连续性，降低油气流动的有效渗透率；四是水基泥浆滤液与油层粘土矿物敏感带来的损害。
　　（二）钻井污染评价方法
　　钻井伤害主要表现在固相侵入和滤液侵入，并由此引起物理和化学伤害，使储层在一定径向深度的范围内渗透率降低。下面就多年来利用理论研究结合经验分析得到的预测方法（水平井完井优化软件钻井污染评价模块）进行说明，这些方法已在实际应用中得到认可。
　　1、钻井液滤失量计算
　　参照水力压裂中的卡特滤失模型，计算随长井段位置变化的钻井液滤失量，分析钻井液线性滤失和抛物滤失两种情况。以垂直井段上端处的污染带大头半径的中心为原点，以指向长井段末端的方向为正方向。
　　（1）钻井液综合滤失系数 (3-1)，上式可得综合滤失系数 (3-2)
　　（2）随长井段位置变化的滤失量(3-3)，得 (3-4)
　　假设抛物线分布，钻井液总滤失量为：可以得到综合滤失系数：(3-5)
　　随长井段位置变化的滤失量：由得(3-6)
　　2、等效浸入深度
　　钻井液中的固相和液相在正压差作用下往储层内部渗透，排驱储层原有流体，占据孔隙。在此排驱过程中，钻井液浸入深度主要取决于在浸泡时间内钻井液滤失量和储层孔隙度。假定污染带内的储层孔隙体积全部被钻井液滤液占据，不考虑渗透率各向异性的影响因素，将污染区域考虑为圆柱体状，从而可推导出不同井段的等效污染带半径的计算公式。(3-7)
　　则该井段钻井液等效污染带半径为：(3-8)
　　3、不同井段位置处的污染半径
　　由于钻井液对长井段末端的浸泡时间较短可将其污染带半径近似为井筒半径。在距离长井段末端长度为处与长井段末端形成的椭圆锥台体的体积为：(3-9)式中为该井段处的等效污染带半径，根据污染带形状的描述，按下式进行计算。(3-10)式中为渗透率各向异性指数，为该井段位置处的水平轴向浸入半径。
　　上两式代换得：(3-11)，由等效污染带形成的圆柱状体积为：(3-12)，由两种计算方法所得到的污染带体积相等，即(3-13) (3-14)。
　　长井段完全不受污染的极限情况，且渗透率各向异性指数时，可得。
　　三、水平井钻井污染评价结果
　　基于以上原理所编制的水平井完井优化软件钻井污染评价模块，对龙王庙组气藏水平井钻井进行评价。本节的污染评价是以磨溪009-x1井为实例进行的。其水平污染深度最大为1300mm左右，垂向污染深度最大为900mm左右，全井的平均污染深度为572mm，平均污染程度为0.4645。
　　上述的污染评价结果只针对磨溪009-x1井，并不能代表整个龙王庙组的气井，由于龙王庙组在不同的井区渗透率、泥浆浸泡时间、泥浆比重都不同，所以我們分别评价了上述因素对水平井钻井污染的影响（假设水平段均与磨溪009-x1井等长，且不考虑水平段渗透率非均质性，整个水平段的渗透率取其平均值），具体的评价结果如图2-1所示。
　　
　　
　　
　　
　　图2-1 地层渗透率、泥浆浸泡时间、泥浆比重对水平井钻井污染的影响
　　从上图可以看出，地层渗透率、泥浆浸泡时间和钻井泥浆比重对水平井钻井污染影响很大，所以在对其他井进行污染评价时，污染参数与磨溪009-x1井有差异，评价结果也应根据实钻情况进行修正。
　　由于龙王庙组气藏岩心物性分析和测井解释都表现低孔低渗特征，而试井解释储层物性表现中—高渗特征，表明龙王庙组气藏岩裂缝发育，这为钻井污染评价增加了很大的不确定性，因此该评价结果仅供参考。
　　钻井伤害评价对于射孔参数优化十分重要的，射孔弹若能穿透污染带，气井产能将大幅度提高，否则气井的产能将受到严重影响。因此如该井进行射孔完井，而污染带未被穿透，建议进行酸化解堵，确保打开渗流通道。
　　四、结论
　　通过对水平井钻井泥浆对储层伤害机理的分析，建立水平井钻井污染评价模型，利用该方法，对磨溪009-x1井进行了钻井污染评价，结果显示该井钻井污染深度为572mm，污染程度为0.4645。另外，如选择射孔完井，射孔弹的实际穿透性能若不能穿透泥浆污染带，必须考虑后期进行酸化解堵。
　　参考文献:
　　[1]李传亮主编. 油藏工程原理[M].北京：石油工业出版社,2005：409
　　[2]吴晓庆. 数学物理方程. 电子科技大学出版社,2004.
　　作者简介：
　　张丹丹（1989-）女，现为西南石油大学在读硕士研究生，研究方向为油气田开发。