21考慮裂縫寬度及壓差的裂縫-孔隙型儲層屏蔽暫堵實驗研究

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1、考慮裂縫寬度及壓差的裂縫-孔隙型儲層屏蔽暫堵實驗研究劉靜*作者簡介：劉靜，1979年生，在讀碩士生，主要從事開發(fā)地質(zhì)及油氣儲層保護理論與技術(shù)研究。地址：(610500)成都市新都區(qū)西南石油學(xué)院油井完井技術(shù)中心。E-mail:watergasoil@163.com。電話:028-83033042康毅力劉大偉游利軍高波（油氣藏地質(zhì)及開發(fā)工程國家重點實驗室·西南石油學(xué)院）摘要：孔隙型儲層的屏蔽暫堵技術(shù)研究應(yīng)用較成熟，而裂縫－孔隙型儲層的研究不夠深入，未充分考慮裂縫寬度及正壓差的影響，因此有必要研究不同縫寬及壓差條件下的屏蔽環(huán)暫堵效果。本文對川東北區(qū)改性后的泥漿進行評價，以碳酸鹽巖為實驗

2、巖心，進行了裂縫寬度分別為10mm、20mm、50mm的巖樣的屏蔽暫堵實驗及同一巖樣在正壓差為1MPa、2MPa、3MPa和4MPa的屏蔽暫堵實驗。研究結(jié)果表明，改性漿對裂縫寬度在10～50mm的巖樣暫堵和返排效果好，強度高，并且和該泥漿粒度峰值相匹配的裂縫寬度為50mm左右的巖樣，暫堵和返排效果最好。裂縫寬度在10mm左右的巖樣，合理的正壓差為2MPa。關(guān)鍵詞：鉆井完井液；屏蔽暫堵；裂縫寬度；正壓差；滲透率恢復(fù)值12屏蔽暫堵技術(shù)最早是針對保護孔隙型儲層而提出的，已成為我國鉆井完井儲層保護的一個重要技術(shù)領(lǐng)域，獲得了廣泛的應(yīng)用。早期的認識主要基于對中—低滲孔隙型砂巖儲層的保護研究與

3、實踐，經(jīng)過不斷總結(jié)、完善，形成了一套可以適應(yīng)不同物性范圍儲層的系列技術(shù)。2000年以后，裂縫性儲層的保護技術(shù)有了新的突破。裂縫應(yīng)力敏感性評價，裂縫寬度預(yù)測方法、裂縫屏蔽暫堵實驗方法的深刻認識及完善，促進了對裂縫性儲層保護的技術(shù)水平提高。裂縫性儲層暫堵返排恢復(fù)率可以達到80%以上，暫堵強度超過20MPa。12世界上很多高產(chǎn)油藏的產(chǎn)量幾乎都是從生產(chǎn)層的裂縫中開采出來的。雖然天然裂縫明顯改善儲層的滲流能力，然而一旦鉆井完井液侵入裂縫深部，將產(chǎn)生嚴(yán)重的損害，完井測試效果卻遠低于預(yù)測產(chǎn)量。因此有必要對裂縫性油藏的評價方法和保護技術(shù)進行系統(tǒng)研究。焦棣（1994，1995）提出動態(tài)泥餅層最小過

4、平衡壓力的概念，并指出低于臨界滲透率時，動態(tài)泥餅就不能形成。馬喜平和趙敏（1995）指出，在泥漿動失水中，泥餅孔隙度和滲透率隨壓差提高而下降，厚度增大。黃立新等（2001）提出內(nèi)外泥餅越致密，就越能有效的阻止固相和液相的侵入。顧軍等（2002，2003）研究水泥漿對裂縫-孔隙型儲層的損害機理，確定了適應(yīng)各種井深的水泥漿配方和裂縫暫堵劑。何健和康毅力等（2004）提出在返排過程中，存在一個突破壓力Pd，只有超過突破壓力時，返排才能進行。以川東北地區(qū)碳酸鹽巖儲層為例，研究區(qū)的主要孔隙類型為粒間溶孔、晶間溶孔和溶洞，水平縫較為常見，裂縫的寬度分布平均寬度范圍為3mm～50mm。本文通過

5、實驗方法，考慮不同裂縫寬度及壓差的裂縫-孔隙型儲層屏蔽暫堵，研究鉆井液屏蔽暫堵的合理正壓差及在不同裂縫寬度條件下的暫堵效果，為有效地應(yīng)用屏蔽暫堵保護技術(shù)提供合理依據(jù)。1實驗材料和儀器實驗采用對原漿進行改性后的泥漿，改性后的泥漿體系的配方為：原漿+3～4%裂縫復(fù)合暫堵劑(150～200目)+1～2%細目碳酸鈣(1250目)+1～2%細目碳酸鈣(4000目)+3%變形粒子(EP-2，90～120oC)。平均粒徑為D（v，0.1）=0.42mm，D（v，0.5）=13.98mm，D（v，0.9）=65.05mm。實驗巖樣為川東北區(qū)長興組和飛仙關(guān)組碳酸鹽巖巖心，巖樣都為人工造縫，縫為平行

6、于巖樣軸向的單條裂縫，縫內(nèi)無充填物。所有巖樣做實驗前都抽真空飽和地層水48小時。所用泥漿的常規(guī)性能及巖樣的物性參數(shù)見表1~2。實驗采用CWCTacid－I型高溫高壓動態(tài)損害評價儀（示意圖如圖1），對不同裂縫寬度及壓差的巖樣進行屏蔽暫堵、返排12及屏蔽環(huán)強度實驗。該評價儀的測量參數(shù)為：（1）溫度：室溫~200攝氏度±2；（2）圍壓：2MPa~50MPa±5%；（3）泥漿循環(huán)流量：0~20l/min；（4）柱塞狀巖心：直徑2.54cm，長度2~8cm；重復(fù)測量誤差≤?±5%。并且能模擬鉆井完井作業(yè)時泥漿固相和液相對巖心進行動態(tài)綜合損害情況。表1　泥漿常規(guī)性能R(g/cm3)T(s)p

7、HB(ml)K(mm)Q600Q300Q310``/Q310`AVPVYP1.5855101.80.3114642/5.557507表2實驗巖樣的物性參數(shù)12巖樣號長度(cm)直徑(cm)孔隙度(%)Kw1(10-3mm2)裂縫寬度（mm）1#5.72.5111.03.052102#5.4342.5311.0126.389203#5.2582.565.66367.551504#4.0202.55012.2751.59985#3.4202.51010.76.464136#5.142