常規鉆井液鉆井技術(shù)勘探開(kāi)發(fā)低效原因剖析

  1.過(guò)平衡鉆井液鉆井.

 

  過(guò)平衡鉆井液鉆井井筒液柱壓力高于地層孔隙流體壓力。在正壓差的驅動(dòng)下,鉆井液中的固相和液相均會(huì )向地層孔隙和裂縫中侵入,引起損害。但不同性質(zhì)的鉆井液引起的儲層損害特征不同。

 

  (1)常規水基鉆井液。常規水基鉆井液固相對致密砂巖基塊的侵入堵塞深度較淺,但可對裂縫和裂縫網(wǎng)絡(luò )形成嚴重堵塞引起近井裂縫網(wǎng)絡(luò )失去產(chǎn)能,并很難被解除。更重要的是,在鉆井正壓差和毛細管力的驅動(dòng)下,可在基塊和沿裂縫表面區域形成液相侵入帶,產(chǎn)生敏感性損害和嚴重的水鎖損害。

 

  相比于固相堵塞,液相侵入更深,侵入速度更快,損害更嚴重,解除更困難。另外,鉆井液中的高分子聚合物還可在孔道壁形成附著(zhù)層。

 

  (2)無(wú)固相清潔鹽水鉆井液。采用無(wú)固相清潔鹽水的目的是為了避免固相侵入損害和防止黏土膨脹引起的敏感性損害。實(shí)際上,鉆井地層微粒的混入使得清潔鹽水并不/清潔0。在固相堵塞和敏感性損害減輕的情況下,液相可在裂縫面和基塊孔隙形成的水鎖損害不可避免,甚至更嚴重。

 

  (3)油基鉆井液。油基鉆井液避免了黏土礦物的水化膨脹和自吸毛細管力對液相的驅動(dòng)作用。但是在正壓差的作用下,油基鉆井液的固、液相侵入仍不可避免,產(chǎn)生固相堵塞、潤濕性反轉、乳化堵塞和有機垢堵塞等損害類(lèi)型。

 

  (4)屏蔽暫堵鉆井液。在常規油氣層的過(guò)平衡鉆井中,經(jīng)過(guò)良好設計的屏蔽暫堵鉆井液可有效地減小固相侵入深度和液相濾失量。致密砂巖孔隙結構的非均質(zhì)性強,孔徑分布頻帶寬,很難利用粒子架橋理論設計出合理的粒子級配實(shí)現有效封堵。尤其對裂縫進(jìn)行屏蔽暫堵非常困難。室內實(shí)驗表明,對寬度大于100Lm的微縫,現有的屏蔽暫堵技術(shù)難以將其封堵,在正壓差作用下鉆井液會(huì )快速侵入裂縫;對較小的微縫,封堵所需時(shí)間長(cháng)(一般在10 min以上),在建立封堵過(guò)程中,固液相沿微縫長(cháng)驅直入,侵入很深,并沿裂縫表面形成水鎖損害帶,使裂縫成為無(wú)供氣能力的死縫,很難被解除。

 

  2.欠平衡鉆井液鉆井.

 

  由于正壓差是過(guò)平衡鉆井液鉆井儲層損害的最重要誘因,對該類(lèi)氣藏開(kāi)發(fā)低效是該種鉆井方式的必然結果。欠平衡鉆井液鉆井克服了正壓差的作用,鉆進(jìn)過(guò)程地層流體可有控制地流入井筒,克服了固相侵入損害和正壓差在液相侵入中的驅動(dòng)作用。

 

  如采用油基鉆井液的欠平衡鉆井,可較為有效地保護致密砂巖氣藏。如采用水基鉆井液,仍可存在一定程度的逆流自吸效應,引起鉆進(jìn)過(guò)程氣相滲透率的降低。對于滲透率相對較高的孔隙性砂巖氣藏和裂縫性密砂巖氣藏,科學(xué)設計的水基欠平衡鉆井可實(shí)現一定程度的產(chǎn)能保護;但對于裂縫欠發(fā)育的情況,逆流自吸效應可引起嚴重的水鎖損害,難以實(shí)現有效的產(chǎn)能保護。

 

  而非連續欠平衡條件造成的儲層損害則是導致常規欠平衡鉆井技術(shù)在該類(lèi)氣藏開(kāi)發(fā)低效的根本原因。在欠平衡鉆進(jìn)過(guò)程中,由于接單根、更換鉆頭起下鉆、局部衰竭效應、摩擦流動(dòng)效應、靜液柱效應、不同壓力層系共存、氣藏壓力預測不準等因素,會(huì )導致間歇的過(guò)平衡壓力波動(dòng)。另外欠平衡鉆井過(guò)程中的各種中途測試,以及在后欠平衡鉆井過(guò)程中采用的各種過(guò)平衡作業(yè),如壓井、固井等作業(yè)也可造成非連續欠平衡條件。由于井壁缺少濾餅的保護,后期間歇或連續的過(guò)平衡條件會(huì )導致鉆井液的嚴重漏失,造成嚴重的固液相侵入損害。這種損害甚至超過(guò)了常規的、設計良好的過(guò)平衡鉆井液體系所造成的損害。