油氣層保護(hù)涉及勘探、鉆井、完井、開發(fā)和井下作業(yè)等各個(gè)環(huán)節(jié),是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。直接關(guān)系到能否及時(shí)發(fā)現(xiàn)、正確評價(jià)和高效的開發(fā)油氣田,也關(guān)系到油氣田是否能夠獲得較高采收率。固井過程作為油氣井建井環(huán)節(jié)中的重要一環(huán),長久以來一直著重于保證水泥漿的安全泵注以及水泥環(huán)長期有效的層間封隔能力,對固井過程中的儲層保護(hù)關(guān)注不夠。然而多年生產(chǎn)實(shí)踐表明,由于固井過程中環(huán)空與地層之間的高壓差以及固井水泥漿的高濾失量和高固相含量,固井水泥漿對儲層造成的損害仍不容忽視。本文在對國內(nèi)外現(xiàn)狀進(jìn)行充分調(diào)研的基礎(chǔ)之上,以我國西部某油田典型碎屑巖區(qū)塊為背景,進(jìn)行了水泥漿對儲層損害的實(shí)驗(yàn)評價(jià)。研究了不同工況及不同地層條件下,水泥漿對儲層的損害程度。不漏失工況條件下,由于有了鉆井液泥餅的保護(hù),固井水泥漿對儲層損害主要集中在近井地帶7cm以內(nèi),損害程度較淺,可忽略不計(jì)。孔隙型地層漏失工況下,水泥漿濾液污染深度在近井地帶10～40cm處,雖在射孔范圍內(nèi),但仍會對近井地帶油氣滲流產(chǎn)生影響,濾液導(dǎo)致的儲層損害不容忽視。在孔隙-裂縫型地層漏失工況下,水泥漿進(jìn)入微裂縫后的固化堵塞是儲層損害的主要原因。通過室內(nèi)實(shí)驗(yàn)結(jié)合微觀分析手段研究了水泥漿濾液對儲層的損害機(jī)理,主要表現(xiàn)在濾液與儲層巖石及儲層流體的不配伍性這兩方面。濾液進(jìn)入儲層后會造成一定程度的堿敏現(xiàn)象,同時(shí)也會導(dǎo)致儲層巖心發(fā)生體積膨脹,使得黏土顆粒體積增大,含有黏土礦物的多孔地層產(chǎn)生內(nèi)部膨脹,從而導(dǎo)致孔隙度和滲透率的降低,造成儲層損害。水泥漿濾液與地層水配伍性較差,進(jìn)入儲層后與地層水接觸,引起溫度、pH以及離子濃度的波動,導(dǎo)致無機(jī)垢的結(jié)晶析出。其中Ca(OH)2、CaC03結(jié)垢量較大,其次為Mg(OH)2和CaS04。無機(jī)垢的結(jié)晶析出將造成儲層孔喉的堵塞,引起儲層滲透率的下降。此外濾液中含有的高分子聚合物會與地層水中高價(jià)陽離子發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)生成絮凝狀結(jié)垢,造成儲層損害。水泥漿固相顆粒對儲層的損害機(jī)理主要表現(xiàn)為固相顆粒侵入后對儲層孔喉的堵塞。孔隙型地層水泥漿漏失條件下,水泥漿固相顆粒將會侵入儲層近井地帶2～3cm,并且進(jìn)入儲層后水泥漿固相顆粒會發(fā)生水化固結(jié),通過反排等措施無法解除其造成的損害�？紫�-裂縫型地層漏失條件下,水泥漿固相顆粒大量進(jìn)入儲層微裂縫并水化固結(jié),堵塞儲層微裂縫。由于常規(guī)水泥石酸溶率較低,通過常規(guī)酸溶解堵只能腐蝕水泥石淺表,無法有效解除水泥石對儲層微裂縫的堵塞。明確了水泥漿濾液及固相顆粒對儲層損害機(jī)理后,通過優(yōu)選碳酸鈣以及緩凝劑改善了水泥漿性能。在水泥中加入20%輕質(zhì)碳酸鈣(QZ-A)后,水泥石酸溶率由優(yōu)化前的17.3%提升至71.1%,酸溶效果良好。優(yōu)選出的緩凝劑GY-21可有效降低濾失過程中水泥漿濾液的離子濃度,從而降低了進(jìn)入儲層的有害離子的數(shù)量,具備較好的濾液優(yōu)化效果。優(yōu)化后水泥漿體系的流動度、抗壓強(qiáng)度、濾失量以及稠化時(shí)間等常規(guī)工程性能均滿足固井施工的需要。同時(shí)在孔隙型地層漏失以及孔隙-裂縫型地層漏失情況下,對儲層損害程度均有明顯降低,儲層保護(hù)效果較好。
【學(xué)位單位】：西南石油大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TE256
【部分圖文】：

巖石膠結(jié)較為疏松，以孔隙型地層為主。下部儲層由于上覆地層壓力較大，巖石膠結(jié)較??為致密，但是由于受到構(gòu)造變形作用，在構(gòu)造應(yīng)力的作用下產(chǎn)生了破裂，形成收縮縫或??是構(gòu)造縫，滲透性較好。以該區(qū)塊Ｚ－１４井為例，該井儲層段４５塊巖心中，有８塊出現(xiàn)??了構(gòu)造縫或者收縮縫，裂縫占比達(dá)１７．８％，并且縫寬最大達(dá)到０．４ｍｍ，裂縫寬度較大。??在固井時(shí)高壓差作用下，水泥漿完全可通過裂縫進(jìn)入儲層。??表２－３巖心裂縫統(tǒng)計(jì)??井號?｜?井深（ｍ）?１?構(gòu)造縫寬（ｍｍ）?收縮縫寬（ｍｍ）??Ｉ?４６１５．９７?｜?０．２??Ｉ?４６１６．９２?Ｉ?０．４?—?０．４??Ｉ?４６１９．８６?Ｉ?０．２??４６３３．０８?０．１??Ｚ－１４?—?——?１??????｜?４６３４．６２?｜?０．２??｜?４６３８．１２?｜?＜０．１?＜０．１??４６３８．７８?＜０．１??

（〇方解石和泥質(zhì)填充的構(gòu)造縫?（２）構(gòu)造溶蝕縫??圖２－１儲層段微裂縫??２．１．２固井概況??該區(qū)塊固井主要采用２０〃＞＜１３３／８〃＼７〃＞＜５〃的５層套管結(jié)構(gòu)。多采用尾管固井工藝，一??次性注水泥方案。對研宄區(qū)在用固井水泥漿配方進(jìn)行了調(diào)研，主要采用了?ＬＤ水泥漿體??系，口井配方相差不大。論文選定某口井的尾管固井水泥漿配方開展后續(xù)實(shí)驗(yàn)研究，水??泥漿配方及實(shí)測各項(xiàng)性能見表２－４和２－５所示。??表２－４水泥漿配方??類型?Ｇ級水泥?硅粉?水?緩凝劑?分散劑?降失水劑?消泡劑??加量（％）?１００?３５?３４．５７?２．７?１．５?５?０．２??１０??

?巖心編號：Ｗ４０??圖２－３不漏失條件下水泥漿污染前后巖心滲透率掃描結(jié)果??通過水泥漿污染前后，Ａｕｔｏｓｃａｎ巖心掃描系統(tǒng)測量結(jié)果（圖２－３）可知，實(shí)驗(yàn)所采用??的４塊７ｃｍ長的巖心，水泥漿污染前后巖心末端的滲透率變化均不大。說明水泥漿對儲層??的損害丨？：要集中在儲層近井地帶７ｃｍ內(nèi)，水泥漿對儲層損害深度有限，通過調(diào)研發(fā)現(xiàn)，??該Ｋ塊射孔深度在ｌｍ左右，該工況條件Ｋ水泥漿導(dǎo)致的儲層損齊深度遠(yuǎn)小于射孔槍的射??孔深度，對儲層污染較小，幾乎可以忽略不計(jì)。??２．２．２孔隙型地層漏失條件下固井水泥漿對儲層損害實(shí)驗(yàn)研究??孔隙型地層條件下，如果水泥漿發(fā)生漏失，此時(shí)失去了鉆井液濾餅的阻擋作用，水??泥漿卩［接接觸到了儲層巖石，水泥漿對儲層損害情況理應(yīng)加重。為模擬該Ｔ況條件卜，??水泥漿對儲層的損害，設(shè)計(jì)／如下實(shí)驗(yàn)流程：??Ｃ１）巖心抽真空飽和地層水
【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2839150