石南21井区开发井钻井油气层保护技术研究

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1、石南21井区开发井钻井油气层保护技术研究李涛戎克生胡家忠（新疆油田公司勘探开发研究院、开发公司）摘要:石南21井区是新疆油田公司2004年重点产能建设区块之一。前期所钻探井及开发评价井，钻井机械钻速低、井下复杂情况较多、钻井周期较长、储层保护效果不理想、综合经济效益低。本文在对石南21井区地质油藏特性和已钻井资料调研的基础上，针对石南21井区钻井技术难点：表层钻井容易发生窜漏和垮塌；白垩系清水河组红色泥岩易缩径、卡钻，完井测井一次成功率低；呼图壁组、清水河组及头屯河组地层压力系数低，承压能力差，易发生漏失等技术难点开展了钻井

2、液技术研究。通过对易塌、易缩径地层的岩石理化特性分析，针对易塌地层特点，进行了配方和处理剂的优选，研究并提出了相应的钻井液技术对策。通过调研和试验评价优选出了适合石南21井区地层特点的聚磺钻井液体系。开展了石南21井区钻井储层保护研究，针对储层粘土矿物组分、物性及各种敏感性进行了分析评价研究，提出了储层潜在的损害因素。在对多种钻井完井液储层保护剂的粒度、油溶性、酸溶性及渗透率损害评价的基础上，提出了石南21井区保护油气层屏蔽暂堵钻井完井液方案，并制定了配套的储层保护钻井完井液技术措施。经现场256口应用表明，聚磺屏蔽暂堵钻井

3、液技术达到了快速钻井及保护储层的目的，大幅度地降低石南21井区综合钻井成本。储层概况石南油气田位于准噶尔盆地腹部古尔班通古特沙漠腹地，石南21井区位于石西油田和陆梁油田之间。石南21井区侏罗系头屯河组J2t2砂层组主要岩性为灰色、褐灰色细－中粒长石岩屑砂岩及不等粒长石岩屑砂岩。储集空间以原生粒间孔为主，其次为剩余粒间孔，少量的粒内溶孔、高岭石晶间孔。侏罗系头屯河组J2t2砂层组孔隙度平均为14.3%；渗透率平均为9.18×10-3μm2。敏感性资料分析表明石南21井区侏罗系头屯河组储层具有中等偏强的盐敏、中等偏强的体敏、中等

4、的水敏和中等偏弱的速敏。头屯河组J2t2油藏地层压力为23.73MPa，压力系数为0.97。油层温度72℃。饱和压力为20.8MPa，地饱压差为2.93MPa，饱和程度为87.7%，为未饱和油藏，油水界面-2120m。该油藏为受断裂、岩性和构造等多种因素控制的构造岩性油藏。储层总体上较脆弱，易受污染。钻井液技术研究1.石南21井区钻井主要技术难点表层下套管遇阻卡和底部砂泥岩膨胀缩径：石南21井区地表为固定半固定沙丘覆盖，沙丘相对高度一般20～30m，表层易窜、易缩径，下套管易阻卡。清水河组、艾里克湖组易缩径，阻卡频繁。清水河

5、组红色泥岩易缩径、卡钻，完井测井易遇阻；艾里克湖组上部砂岩疏松，易形成砂桥，中部及下部泥岩易吸水膨胀造成缩径。资料统计分析，石南21井区2003年大部分开发井在1450m以上井段平均井径扩大率为6.5%；而在1450m以下井段平均井径扩大率为-1.7%，最大为-5.84%（缩径）。井漏:2003年SN60XX井区所钻井有约1/4的井发生漏失，漏失井段各异，多分布在呼图壁组、清水河组与头屯河组层段，漏速呈现出渗漏、中等速度的漏失和不返等不同程度，影响了钻井施工的进度，增加了复杂时率使钻井成本提高。2.处理剂优选评价从地层粘土矿

6、物组分分析结果可以看出，该地区艾里克湖组中、下部泥岩伊/蒙混层含量高，特别是8在1400以下井段泥岩地层吸水性和造浆能力很强，地层接触到钻井液滤液后容易发生水化膨胀，钻进过程中易造成井眼的缩径，在该井段钻进中应以提高钻井液滤液的抑制性为主，可采用大分子包被剂来提高钻井液滤液的抑制性，从而有效控制因泥页岩的水化膨胀而引起的井眼缩径。我们首先对多种钻井液包被剂进行优选评价，选择适宜的包被剂，以确定该地区适合的钻井液体系配方。通过大量室内实验，对新疆油田钻井现场使用效果较好的几种包被剂，如80A51、FA-367、PAC-141、

7、KPAM、MAN-104以及IND10进行了评价。1）包被剂的流变性能评价评价结果表明：基浆中加入各种包被剂后粘度均有不同程度的提高，同时失水有较大程度的降低，其中80A51、FA-367、KPAM降滤失效果较好。MAN104、IND10提粘效果好。2）包被剂的滚动回收率评价表1不同包被剂对土浆滚动回收率的影响序号配方一次滚动回收率R1（%）二次滚动回收率R2（%）14%土浆6.70.7624%土浆+0.2%80A5138.61.5734%土浆+0.3%80A5143.32.044%土浆+0.2%FA36739.71.835

8、4%土浆+0.3%FA36744.93.8364%土浆0.2%MAN10439.62.5074%土浆0.3%MAN10443.53.4084%土浆+0.2%IND1032.91.8394%土浆+0.3%IND1035.42.63104%土浆+0.2%KPAM40.62.81114%土浆+0