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传统的暂堵方法主要是依据储集层的平均孔喉直径优选暂堵剂的颗粒尺寸,因此难以有效封堵对油气层渗透率贡献很大的那部分尺寸较大的孔喉。阿雷斯-布里诺夫油田属于典型的中高渗砂岩储层,具有渗透率分布范围广、孔隙度大和孔喉尺寸分布范围大的特点,且常以泥质胶结为主。对两油田的储层岩石性质、敏感性矿物的含量、储层物性和储层流体的组成等有关资料进行研究,以及有关敏感性的实验分析表明,引起两油田储层损害的主要因素是钻井液的固相和滤液的侵入,以及作业液与地层流体不配伍引起的结垢。
采用正交实验优选出了KPAM聚合物钻井液和两性离子聚合物钻井液的配方,与原用钻井液相比,具有更好的流变性,API滤失量更低。采用理想充填暂堵软件对两油田主力储层进行了暂堵方案设计,并将理想充填暂堵技术应用于两套钻井液体系中。采用动态岩心污染实验仪进行渗透率恢复值实验,实验结果表明,原有钻井液对岩心损害较为严重,优化后钻井液能明显提高了岩心的渗透率恢复值,采用理想充填暂堵技术可以明显降低钻井液的动滤失量、最大突破压差和初始流动压力,进一步提高岩心的渗透率恢复值,从而减轻储集层损害。
采用浊度仪对工作液之间的配伍性进行了研究。实验结果表明钻井液和水泥浆滤液与地层水之间有很好的配伍性,而固井前置液与地层水配伍性较差,因此有必要对固井前置液组成进行改进。根据无机化合物的溶度积原理和离子饱和指数法,建立了一种预测储层结垢的有效方法,预测结果表明,阿雷斯油田储层在钻、完井过程中易结CaSO4、CaCO3垢、MgCO3垢和Mg(OH)2,降低pH值能防止Mg(OH)2垢的生成,这与浊度实验所得到的结果相吻合。布里诺夫油田储层流体矿化度高,易结SrCO3垢和SrSO4垢,并存在结其它垢的可能性。控制钻/完井液中的Ca2+和Mg2+离子浓度能有效防止结垢。
根据质量守恒和径向摩阻公式,在考虑内泥饼的情况下分别建立了钻井液固相和滤液在静态和动态两种情况下侵入储层深度的计算模型。动态下计算结果表明,随着岩心渗透率增加,钻井液固相侵入深度也逐渐增加;压差、滤液粘度、外泥饼渗透率、外泥饼厚度以及内泥饼渗透率变化对钻井液滤液侵入深度影响较大,而储层渗透率大小和储层流体粘度对钻井液侵入深度影响较小。
制定了各工作液的技术指标以及现场实施方案。阿雷斯-布里诺夫油田现场三口井的试验表明,采用理想充填暂堵新方法可有效地保护中高渗储层,试油结果也验证该方法的有效性和优越性。