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1、完 井 工 程,完井液与射孔液,1,主要内容,2,完井液体系,完井液的基本要求,1、控制地层压力，保证正常钻井； 2、具有满足钻井工程必须的流变性； 3、稳定井壁； 4、改善造壁性能，提高泥饼质量，防止压差卡钻； 5、防止对所钻油气层的伤害。,3,完井液体系,油气层伤害的一般规律,1、钻井液中的固相含量及固相粒子的级配。在钻开油气层时，使用钻井液必然对油气层造成一定程度的固相粒子堵塞，钻井液中固相含量愈高，对油气层伤害愈大。,2、钻井液对粘土水化作用的抑制能力。油层中粘土的水化膨胀、分散、运移是油层水敏伤害的根本原因，钻井液对粘土水化的抑制性愈强，则地层水敏伤害愈小。,3、钻井液液相与地层流体
2、的配伍性。钻井液液相与地层流体经化学反应产生沉淀或形成乳状液，产生结垢。,4、各种钻井液处理剂对油层的伤害。,4,完井液体系,防止对所钻油气层的伤害,1）、保持钻井液完井液的液相与地层相容性、与油气层中液相的配伍性、与油气层敏感性的配伍性、对油气层润湿性的影响 2）、严格按照储层孔喉结构特点，控制钻井完井液中固相的含量 3）、注意防止完井液对钻具、套管的腐蚀作用 4）、对环境无污染或污染可以消除 5）、成本低，应用工艺简单,5,完井液体系,钻开油气层的钻井完井液，应根据所钻油层的地层压力、岩石组成结构特点及地层流体情况等不同条件，选择不同类型和不同组成特性的体系。,6,完井液体系,气基类,钻遇
3、低压油气层（一般压力系数小于1）时，为了对油气层不产生过大的压差，避免油气层伤害，不能采用常规的水基钻井液和油基钻井液。在地层条件允许的情况下，应采用气基类钻井完井液。 1）空气：是指由空气或天然气、防腐剂、干燥剂等组成的循环流体、常用以钻漏失层、地层敏感性强的油气层和低压生产层等；它的使用常受到井深、地层出水、井壁不稳定等问题的限制； 2）雾：是由空气、发泡剂、防腐剂和少量水混合组成的循环流体； 在负压下钻井，对生产层的影响很小； 3）充气钻井液：是将空气注入钻井液内来降低流体液柱压力； 4）泡沫液：是钻进低压产层常用而有效的工作液。,7,完井液体系,水基类,这是目前国内外使用最广泛的一大类
4、钻井液完井液体系，它是一种以水为分散介质的分散体系，常用有三大类： 1）无固相清洁盐水钻井完井液 消除固相对油层的污染，工作液中完全不含固相而又能满足保护油层及钻井工艺的两大要求。 2）无粘土有固相钻井完井液 在盐水中加入一些可以加重钻井完井液又有利于形成泥饼而控制失水的固体粒子，使体系加重和失水控制变的比较容易。由此形成的钻井完井液体系（暂堵型完井液体系）。 3）改性钻井完井液,8,完井液体系,油基类,特点：热稳定性能好，密度范围大、流变性易于调整、能抗各种盐类污染、对泥页岩有很强的抑制性、稳定井壁、防腐等。由于滤液为油相，避免了油层的水敏作用。对油层产生的伤害很低。既能满足各种作业要求，又
5、能保护油层。可以广泛的应用于钻开油层、扩眼、射孔、修井等作业，也可以用于低压油层的砾石填充液。,9,完井液体系,油基类钻井、完井液对储层伤害机理,1、使油层润湿反转，降低油的相对渗透率,2、与地层水形成乳状液堵塞油层,3、亲油性粒子的微粒运移,4、完井液中固相粒子侵入油层,5、其他组分对油层的伤害,10,屏蔽式暂堵技术,在实际钻开储层时，钻井液中的高固相含量及固相粒子的多级分散，对油层的高压差、长时间浸泡等伤害油层的因素总是无法避免的，即对油层的伤害因素总是存在的。,存在的问题：,研究适用于对油层高压差长时间浸泡，及用高固相含量钻井液钻开储层时对储层的保护，就成为当今国内外保护储层完井技术的重
6、要途径，改性钻井液的屏蔽式暂堵技术就是一种能够解决这个问题行之有效的技术。,解决的思路：,11,屏蔽式暂堵技术,以油藏物性为基础，在充分认识油藏岩石的矿物组成，敏感性矿物的组分、含量。沉积状态以及油层的孔隙结构、孔隙度、渗透率、温度、地层水成分等之后，提出的一项对钻井作业和钻井液无特殊要求的保护油层技术。,技术要点：,利用钻井液中已有固相粒子对油层的堵塞规律，人为地在钻井液中加入一些与油层孔喉的堵塞机理相匹配的架桥粒子、填充粒子和可变形的封堵粒子，使这些粒子能快速在井壁周围10cm以内形成有效地、渗透率几乎为零的屏蔽环，阻止钻井液中的固相和液相进一步侵入油层。,12,屏蔽式暂堵技术, 适用于各
7、类砂岩油气藏，成本低、工艺简单，对钻井液和钻井工艺无任何特殊要求，易于推广；, 消除了固井时水泥浆对油气层的伤害，提高了固井质量。, 反排时油层渗透率的恢复值高，可达到80；, 把钻井时造成油气层伤害的正压差这个不利条件转化为 有利于油气层保护；,13,屏蔽式暂堵技术,改性钻井液的屏蔽式暂堵技术理论基础,1、钻井过程中防止地层伤害的主要途径,1)、在钻井工程方面，如有可能尽量采用近平衡钻井技术，最大限度地减少压差P;,2)、使用专门的完井液钻开地层; 、不含固相或尽量减少钻井液中的固相含量，特别是高分散度的粘土含量，或所含固相在后期作业能被清除。 、液相与油层配伍。 a、与油层流体（油、气、水
8、）的配伍。 b、提高液相与地层岩石的配伍性。包括不发生水敏、盐敏、碱敏和与油层孔隙表面特性的配伍性等。 、制止钻井液进入地层。,14,屏蔽式暂堵技术,2、屏蔽式暂堵技术的机理,（1）、微粒运移过程中的沉积堵塞（桥堵）, 、地层孔隙中随流体流动而运移的固相颗粒在孔隙中可能被捕获而停止运动。, 、屏蔽式暂堵技术利用后者的发生起桥堵作用，此项技术称为桥塞式桥堵。, 、两种类型：一种是沉积，多发生在孔隙的大直径处；另一种是喉道堵塞，发生在喉道处。,15,屏蔽式暂堵技术,（2）、单粒逐一堵塞模型,、钻开地层，钻井液与地层接触，在压差P作用下，钻井液开始向地层滤失，大小与形状和喉道（直径与类型）相当的粒子
9、 “卡死”在喉道 。 、桥堵粒子对喉道的桥堵形成直径更小的喉道。 、在此行喉道处，固相微粒发生沉积、穿过，卡住的微粒粒径都比第一次大为减少，其中直径大小与形状与新喉道相当的微粒又将“卡”在新喉道上，这种粒子称为“填充粒子” 。 、要加变形粒子进一步堵塞喉道，尽可能将喉道堵死。,16,屏蔽式暂堵技术,单粒逐渐堵塞模型,17,屏蔽式暂堵技术,（3）、双粒（多粒）桥架堵塞模型,、当固相粒子浓度较高，液相通过喉道任何时刻的喉道横截面上，同时有两个或多个固相颗粒存在。两个或多个粒子以桥架方式在喉道处桥堵或填充，这样的喉道堵塞过程，称为微粒的双粒（多粒）桥架堵塞模型。,18,屏蔽式暂堵技术,双粒（多粒）桥
10、架堵塞模型,19,屏蔽式暂堵技术,保护油层的屏蔽式暂堵技术方案,1)、测定油层的孔喉分布曲线及孔喉的平均直径； 2)、用粒度计或沉降分析等方法测定钻井液中固相粒子的粒级分配，并同时测出各级固相粒子含量及总的固相含量。 3)、确保钻井液中粒径中值等于（1/21/3）喉道直径的粒子占钻井液的2%3%（质量百分比）。 4)、钻井液中小于桥塞粒子的各级粒子含量为1%2%（质量百分比）。 5)、加入可变形微粒，如磺化度较高的磺化沥青或可变形树脂等，加量一般为1%（质量百分比），所用可变形微粒的软化点应与油层温度相适应。 6)体系评价。 7)优化射孔配套技术：,20,射 孔 液,射孔液是指射孔施工过程中采
11、用的工作液，它也可以用于完井时的作业。 射孔孔眼穿入油层一定深度，有时它的不利影响甚至比钻井液的影响更为严重。要保证最佳的射孔效果，必须筛选出适合于油气层及流体性质的优质钻井液。 要求：保证与油层岩石和流体配伍，防止射孔过程中和射孔后对油层的进一步伤害，满足射孔施工工艺要求，成本低，配置方便。,21,射 孔 液,射孔液的伤害机理, 、射孔液固相颗粒的伤害采用有固相射孔液时，固相颗粒在正压差的作用下将进入射孔孔道或微裂隙而将孔眼堵塞甚至填满，较小的固相颗粒还会穿过孔壁而进入油层引起深部伤害。、射孔液滤失造成的伤害1、引起粘土矿物膨胀、剥落或运移2、与油气层矿物或流体不配伍，产生化学沉淀或结垢3、
12、射孔液与油层中的原油生成粘性乳状液，增大油流阻力。、射孔液的速敏伤害在正压差较大且油层渗透率较高时会导致射孔液的滤失速度增大，由于油层中固相颗粒或射孔液带入的外来固相颗粒在高滤失速度下可能产生颗粒间的强烈干扰并行成桥拱而堵塞孔喉，在速敏严重的油层，必须控制压差或提高射孔液粘度。,22,射 孔 液,常用射孔液体系及其选择和使用, 、无固相清洁盐水射孔液、聚合物射孔液、油基射孔液、酸基射孔液、乳化液射孔液,23,射 孔 液,无固相清洁盐水射孔液,由各种盐类及清洁淡水加入适当的添加剂配制而成。 保护油气层机理：、利用体系中各种无机盐及其矿化度匹配，液体中的无机盐改变了体系中的离子环境，降低了离子活性
13、，减少了粘土的吸附能力。在滤液浸入油层后，油层中的粘土颗粒仍然保持稳定，不易发生膨胀运移，尽可能地避免油层中敏感性粘土矿物产生变化。、射孔液中无固相颗粒，不会发生外来固相侵入油层孔道的问题。 特点：成本低、配制方便，使用安全；对于裂缝性地层、渗透率较高且速敏效应严重的油层不宜使用。,24,射 孔 液,聚合物射孔液,主要应用于可能产生严重漏失（裂缝）或滤失（高渗透）以及射孔压差较大、速敏较严重的油层。 它是在无固相盐水射孔液的基础上，根据需要添加不同性能的高分子聚合物配置而成。加聚合物的主要目的时调整流变特性和控制滤失量。 聚合物类型和浓度的选择主要是根据滤失量和滤液损害率来确定，总的要求是滤失
14、量小，对油层的伤害小。,25,射 孔 液,油基射孔液,采用原油或柴油加入一定量的添加剂作为射孔液； 油基射孔液的滤液为油相，避免了油层的水敏作用。,26,射 孔 液,酸基射孔液,由醋酸或稀盐酸加入适合不同要求的添加剂配置而成。醋酸或稀盐酸本身具备一定的溶解岩石矿物或杂质的能力，可使射孔后孔眼中以及孔壁附近压实带物质得到一定的溶解，从而预防射孔后压实带渗透率降低及残留颗粒堵塞孔道。一般采用10左右的醋酸溶液或5左右的盐酸溶液对油层进行处理。,注意的问题： 1、防止酸与岩石或油层流体反应生成沉淀和堵塞； 2、要考虑设备和管线的防腐问题。,27,射 孔 液,乳化液射孔液,采用表面活性剂将水包油形成乳状液密度约0.89 g/cm3作为射孔液，耐温可达到160度不破乳，射孔后用轻质油，密度约0.78g/cm3替出投产。即射孔开始到投产过程不再使用水基射孔液与油层接触，以减少完井液伤害油层。,
