孟卫工

2020, 27(6): 1-11. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.001

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历经50多年勘探,辽河探区整体进入高成熟勘探阶段,老区如何持续获得勘探新发现,是解决资源接替矛盾的首要问题。“十三五”期间,以老资料重建为基础,以“两宽一高”等新技术为手段,以构建新的油气藏模型为核心,对辽河探区各凹陷开展“整体认识、整体评价、整体部署”全方位勘探,发现了陡坡带砾岩体油藏、深层超压火成岩油藏、洼陷中心页岩油藏、残留型中生界潜山油藏、中浅层复杂断块油气藏五大勘探领域,落实了1个亿吨级、8个千万吨级规模储量区带。“十三五”勘探实践证明,解放思想、坚定信心、突破理论、优化技术,高成熟探区勘探仍大有可为。

辽河油田火驱开发技术进展

张方礼, 户昶昊, 马宏斌, 史海涛, 张洪宝

2020, 27(6): 12-19. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.002

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辽河油田稠油油藏具有埋藏深、油品类型多等特点,为探索稠油油藏注蒸汽开采后期的有效接替技术,通过开展室内物理模拟和现场试验,研究了注蒸汽开发后火驱开发中深层—特深层层状、厚层块状、水淹稠油油藏以及浅层低渗透稠油油藏等不同油藏类型的可行性,形成了针对不同类型油藏的火驱储层描述技术、室内物理模拟实验技术、油藏工程设计技术、采油工艺技术、开发效果评价技术等,火驱开发油藏的采出程度大大提高,有效缓解了产量递减。该文论述了辽河油田火驱技术探索历程,对不同类型油藏火驱开发配套技术进行了系统总结。研究成果可为辽河油田及同类型稠油油藏火驱开发提供借鉴。

辽河油田蒸汽辅助重力泄油开发实践

王宏远, 杨立强

2020, 27(6): 20-29. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.003

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辽河油田是中国最大的稠油热采基地,稠油资源丰富,蒸汽吞吐是大部分稠油油藏的主要开发方式,但采收率仅为22%～25%。为有效提高辽河油田超稠油油藏采收率,针对油藏埋藏深、隔夹层发育和蒸汽吞吐后非均质性加剧等难题,开展蒸汽辅助重力泄油(SAGD)的室内物理模拟实验,进行油藏工程、钻采工艺、地面工艺等方面的系列攻关研究,先后经历了蒸汽辅助重力泄油先导试验、工业化一期工程和工业化扩大3个阶段。目前,辽河油田已有72个井组转为SAGD开发,2019年年产油达到105×10⁴t/a,已连续3 a年产油超过100×10⁴t/a。形成的地质、油藏、工艺配套的SAGD系列技术,可为同类油藏的开发提供借鉴。

稠油开采技术现状与发展方向初步探讨

蒋琪, 游红娟, 潘竟军, 王中元, 盖平原, Ian Gates, 刘佳丽

2020, 27(6): 30-39. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.004

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世界上已发现的原油资源中,稠油储量占比超过2/3。由于稠油黏度高、流动性差,开采难度大,对技术要求高。针对中国稠油油藏类型多和深度变化大的特点,分析总结了国内外稠油开采现状和提高开采效率的主要技术方向,结合现场生产动态,探讨了现有商业化开采技术对不同类型稠油油藏的适应性、应用潜力和面临的主要技术挑战。研究结果表明,蒸汽吞吐仍然是中国稠油开采的主要方式,但大部分油田已经进入到蒸汽吞吐开采的末期,开采效率低,目前成熟接替技术(蒸汽驱、SAGD和火烧油层)的适用油藏范围有限,急需研发新的接替技术;中深层稠油开发技术系列较为成熟,但针对深层、超深层和复杂类型(如裂缝/溶洞性)稠油油藏的提高采收率技术尚不成熟,加强井下产生蒸汽、溶剂辅助、原位改质和气化等前沿技术的研究更具现实意义和应用前景。研究成果对拓展稠油开采技术研究领域和方向具有借鉴和指导作用。

辽河油田注水开发技术与实践

武毅, 石利华, 阴艳芳, 邱林

2020, 27(6): 40-46. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.005

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辽河油田水驱油藏具有断层发育、含油层系多、储层非均质性强、泥质含量高、油藏类型复杂等特点。在近10 a的开发实践中,结合各类油藏注水开发难点,研发了深度精细油藏描述、细分注水调整、低效无效水循环识别、二三结合精细挖潜、多元注采调控等12项核心开发技术,形成了一套适合中高渗透砂岩油藏、低渗透砂岩油藏、特殊岩性油藏特点的注水开发技术序列,水驱油藏年产油量由324×10⁴t/a提高至360×10⁴t/a,水驱采收率提高3.3个百分点。探索形成的改善老油田注水开发效果的技术对策,对同类型油藏注水开发具有一定的指导和借鉴意义。

纳米材料提高油气采收率技术研究及应用

侯吉瑞, 闻宇晨, 屈鸣, 吴文明, 张炜, 丁乙桐

2020, 27(6): 47-53. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.006

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结合近20 a来国内外纳米材料矿场应用案例,从纳米材料的分类和驱油机理2个方面进行了梳理及论述,对纳米材料在提高油气采收率的技术优势及存在问题进行了分析,探讨并展望了未来纳米材料应用于提高采收率领域的关键与发展方向。目前应用于提高采收率的纳米颗粒按材料主要分为金属氧化物、有机颗粒和无机颗粒3类;纳米材料的驱油机理通常是多种机理的结合;片状纳米材料具有独特优势,其中,新型2D智能纳米驱油技术已成功开展了多次矿场试验,在提高采收率领域的应用潜力巨大。

中深层稠油油藏蒸汽驱技术研究进展与发展方向

户昶昊

2020, 27(6): 54-59. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.007

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为进一步提高中深层稠油油藏采收率,对辽河油田30余年蒸汽驱进行全面回顾,系统总结辽河油田中深层稠油蒸汽驱理论与技术的发展历程、发展现状与应用成效。研究认为:辽河油田中深层稠油蒸汽驱技术历经探索、攻关试验、I类油藏规模实施、Ⅱ类油藏试验接替4个发展阶段;理论认识及开发技术经历了从最初国内外成熟技术的直接应用到与辽河地质特征相结合的研发创新,形成了以驱油机理理论认识、油藏工程设计技术、高效注采配套工艺为核心的中深层稠油蒸汽驱开发技术系列;目前蒸汽驱实施深度界限突破至1 600 m,可动用稠油黏度提高至200 000 mPa·s,预计采收率为55%~65%,达到国际浅层蒸汽驱开发水平;未来应针对中深层蒸汽驱面临的难点及重点不断研究和突破。该研究为辽河油田千万吨稳产提供了重要支撑。

多层油藏火驱开发模式探讨

关文龙, 宫宇宁, 唐君实, 宋扬, 李秋

2020, 27(6): 60-66. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.008

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针对多层油藏火驱开发过程面临的点火初期井筒内发生燃烧和储层纵向有效动用程度低、油藏动态跟踪和调控难度大等问题,结合室内实验数据、矿场试验数据,运用油藏工程分析方法,明确了火驱的本质特征是高温氧化反应,保证高温氧化的最关键参数是不同阶段注气强度,火驱开发是一种末次采油方式。将上述研究成果应用于多层油藏火驱开发方案设计中,结果表明:多层油藏火驱开发方案应细分开发层系,开发目的层的总厚度应小于30 m,含油层段厚度应小于20 m;开发程序可采用自下而上、逐层上返,通过层间接替实现长期稳产。研究内容对多层油藏火驱开发提高采收率和降低工程风险具有重要意义。

蒸汽驱机理再认识及全生命周期开发研究

李相方, 马宏斌, 杨戬, 符永江, 郑利民

2020, 27(6): 67-74. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.009

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针对目前辽河油田齐40块蒸汽驱开发面临的含水率高、热利用率有待提高等问题,运用油藏工程分析与数值模拟,提出了蒸汽驱全生命周期的评价方法,并得到了蒸汽驱各阶段注采参数设计方法。研究结果表明:基于稠油黏度与温度的关系特征,将目前的蒸汽驱“三场”修正为“四场”,可以更加直观地评价蒸汽驱的开发效果;基于蒸汽驱过程中的不同机理,将目前蒸汽驱的“3个阶段”划分为“4个阶段”,能够更准确地评价蒸汽驱的全过程。结合黏度场特征及热利用情况,对蒸汽驱各阶段的注采参数进行设计:热连通建立温度场阶段和蒸汽驱替阶段的最优注汽强度分别为200 m³/(d·m·km²)和150 m³/(d·m·km²);蒸汽较明显突破调整注采参数阶段的最优注汽强度为120 m³/(d·m·km²),干度控制在0.2左右,有利于阶段的开发效果。蒸汽驱全面汽窜后,通过分析蒸汽-热水交替注入和间歇汽驱的开发机理,对比二者与继续蒸汽驱开发效果,认为蒸汽-热水交替注入和间歇汽驱是全面汽窜后较好的接替方式。研究成果对辽河油田齐40块的蒸汽驱开发具有一定的指导意义,可为类似的稠油油田开发提供参考。

低勘探程度盆地致密油气有利区预测技术在鸡西盆地的应用

赵荣, 王朋岩

2020, 27(6): 75-80. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.010

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针对低勘探程度盆地资料少、致密油气有利区预测难度大等问题,通过对国内外典型致密油气盆地油气聚集机理分析,研究成藏主控因素,形成了低勘探程度盆地致密油气有利区预测理论和流程,并提出相关标准。研究表明,油气生成、储层物性和构造稳定程度直接控制致密油气形成和分布。致密油气分布有利区标准为:存在有效烃源岩,进入生烃门限,且地质历史时期生烃强度下限为7×10⁸～10×10⁸m³/km²,与烃源岩剖面紧邻的储层地表渗透率在1.00 mD以下,区域地层倾角在4 °以下且断裂不发育。鸡西盆地城子河组地层具有有效生烃能力,源储相邻,致密砂岩储层中已有油气发现,具有致密油气远景。根据生烃、储层和构造背景综合分析,致密油气有利区分布在坳陷区附近,面积约为291.3 km²。该方法符合成藏机理且有可操作性,可为类似低勘探程度盆地致密油气勘探提供参考。

基于贝叶斯推论的致密储层水力单元预测表征技术

喻鹏, 杨付林, Kegang Ling, Oyinkepreye David Orodu, 杨兴业

2020, 27(6): 81-87. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.011

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针对小壕兔-大16井区储层结构复杂、有利区预测困难的问题,运用贝叶斯挖掘算法,利用计算机辅助模拟手段,构建研究区精细水力单元模型,探明储层砂体发育规律。研究结果表明,基于贝叶斯推论的表征技术能高效识别储层水力单元类型,为气藏描述提供准确的地质信息;指数函数递增法在测井曲线划段过程中表现更加出色,R_t测井段间样点的聚簇规律归因于储层的高含水特性;3类水力单元具有较大的原始油气储量和潜力,亦是提高气藏采收率过程中亟待突破的对象。该研究成果对预测储层有利区具有重要参考价值。

渤海南部海域朵叶状浅水三角洲储层构型表征

江远鹏, 张岚, 吴穹螈, 孙广义, 王西杰

2020, 27(6): 88-95. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.012

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渤海南部海域新近系明化镇组浅水三角洲储层呈朵叶状广泛分布,由于储层成因及结构复杂,常规的基于复合砂体储层表征精度较低,制约了油田开发中后期剩余油分布认识和挖潜。以渤海南部海域BZ28油田1167砂体为例,在浅水三角洲现代沉积演化模式指导下,综合应用高分辨率地震属性、测井相、水平井地质导向及生产动态等资料,由复合河道、分流砂坝、分流砂坝内部沉积朵体逐级次对砂体构型单元进行划分。研究表明:研究区浅水三角洲储层平面呈分流河道与分流砂坝相间沉积分布特征,其中,分流砂坝为储层沉积主体,由沉积朵体纵向叠加、低角度前积及溯流退积等方式拼接构成,分流河道为过水通道,储层厚度相对较薄。研究成果可有效指导在生产过程中对油层水淹特征的认识。

曙光地区杜家台油层薄砂岩高精度预测

陈昌, 金科, 雷文文, 王衡, 郭峰, 钱丽欣, 秦喜春

2020, 27(6): 96-101. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.013

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针对曙光地区杜家台油层扇三角洲前缘薄砂岩预测难的问题,应用地震波形指示模拟技术开展了薄砂岩高精度预测。结果表明,地震波形指示模拟自然电位结果识别薄砂岩的精度可达到3.0～8.0 m,反演吻合率达到81.5%;明确了曙光地区杜二段扇三角洲前缘薄砂岩的展布特征,精细识别出杜130—杜144、杜300—曙100、曙66—曙古19—曙175井区3个扇三角洲前缘河口坝和席状砂微相薄砂岩发育区,面积合计达26.0 km²,指导部署2口探井,均获得工业油气流,为曙光地区增储稳产奠定了基础。地震波形指示模拟技术对曙光地区薄砂岩预测以及岩性油气藏勘探具有重要的意义。

鄂尔多斯盆地延安气田南部岩溶古地貌分级识别及有利区预测

周宇成, 姚光明, 魏荷花, 权莲顺, 高飞, 赵梅叶, 刘鹏

2020, 27(6): 102-107. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.014

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延安气田南部地区古地貌研究程度较差,难以满足精细勘探要求。综合利用钻井、测井、录井、二维地震资料,对延安气田南部下古生界奥陶系顶部风化壳岩溶古地貌进行精细恢复,结合钻井试气成果,明确了岩溶古地貌对气藏分布的控制作用,并划分有利目标区。研究结果表明:研究区划分为西部岩溶台地、中部岩溶斜坡以及东部岩溶盆地3个二级古地貌单元,在二级古地貌单元上进一步分级识别出三级古地貌单元;沟槽两翼及高地洼地转换地岩溶作用强烈,储层物性较好,为最有利目标区,沟槽、洼地以及远离沟槽处物性较差。具体优选吴起志丹部分地区、甘泉地区、西南部黄陵富县西地区为有利岩溶储层区。该研究可有效提高钻井成功率,为后期气田增储上产提供有力支撑。

松辽盆地葡萄花油层低阻特征及成因机理研究

肖圣东

2020, 27(6): 108-113. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.015

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松辽盆地葡萄花油层广泛发育低阻油层,具有广阔的开发前景,但其形成受较多因素影响,机理复杂,识别难度大,仅从常规测井上难以区分油层和水层,大大限制了该类油层的挖潜。针对该难点,从低阻油层的特征分析出发,从外部和内部7个因素分析了低阻油层的成因机理。研究结果表明:沉积相带和黏土矿物类型、含量、分布形式是该区低阻油层发育的主控因素,构造、孔隙结构以及砂泥岩互层对该区低阻油层发育也有一定的影响,泥浆侵入和油水层矿化度对低阻油层基本无影响。研究成果在低阻油层识别现场实践中取得了较好的应用效果,为该类油层的评价、识别和潜力区预测提供了较为可靠的地质基础,对于该区的增储上产具有重要的现实意义。

双6储气库运行综合评价及扩容潜力研究

李晓光, 户昶昊, 闵忠顺, 盛聪, 刘洁, 李滨

2020, 27(6): 114-119. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.016

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辽河油田双6储气库自2014年投入运行以来,已经历了“六注四采”的平稳高效运行,2018年在中国石油各大储气库中率先实现达容扩容,第6注气期末库存量达53.27×10⁸m³,达容率为129%。针对储气库未来扩容方向不明晰的问题,从气藏的地质特征和开发动态分析出发,综合运用动、静态资料和观察井监测数据,结合数值模拟技术,分析研究储气库的注采状况、压力变化、气液界面变化、圈闭密封性等情况,并在此基础上进行扩容调峰的潜力评价。研究结果表明,储气库的注采能力逐年趋好,采用的直井-水平井组合井网极大提高了运行效率,在反复注采过程中,原油的采出和边水外推是储气库扩容的主要原因。在生产动态分析的基础上,结合区块地质特征,新增部署15口注采井,预计新井实施后,库容的控制程度可提高至95%以上。研究成果为现场生产管理及扩容调峰提供了依据,对同类型储气库建设具有一定指导意义。

低渗透稠油微波原位加热开采数值模拟研究

李小刚, 朱静怡, 杨兆中, 谢诗意, 贾敏

2020, 27(6): 120-126. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.017

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针对低渗透稠油油藏开采过程中储层注入能力低、热损失高、水资源消耗大等问题,采用数值模拟对微波加热稠油开采技术进行研究,通过建立电磁-传热-流动多物理场模型,明确了微波加热稠油的降黏作用和传热机理。研究结果表明:稠油油藏微波加热后可分为电磁穿透区、多孔介质传导区和未加热区3个区域;最佳辐射频率为2 450 MHz,增加功率可快速提高地层温度;为了避免井筒附近出现过热现象,应采用降功率的阶梯式加热模式;水力压裂裂缝可有效改善低渗透油藏的渗流通道,可与微波加热协同开采稠油油藏。该研究可为低渗透及高黏度稠油的开发提供借鉴。

高凝油油藏微生物驱提高采收率实验研究

温静, 肖传敏, 郭斐, 王奎斌, 马静

2020, 27(6): 127-132. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.018

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高凝油具有凝固点高、含蜡量高、析蜡温度高的特点,可能对近井地带产生冷伤害,降低油藏渗透率,影响渗流规律,并且制约了水驱转化学驱等提高采收率技术的试验效果。针对该问题,通过室内实验对辽河油田沈84-安12块地层流体中内源微生物进行分离与鉴别,提取了2种耐高温优势微生物菌种,优化了菌种地下激活体系,探究高凝油油藏微生物驱机理。实验结果表明:微生物驱油体系具有降解高凝油蜡质组分作用,有效降低C₂₀以上长链饱和烃,降解率达到19%～33%,改善后原油凝固点降低2～6 ℃,较水驱可提高采收率9.0个百分点。该研究为解决高凝油油藏冷伤害、改善油田开发效果提供了借鉴。

稠油活化剂降黏机理及驱油效果研究

王旭东, 张健, 施雷庭, 赵娟, 杨光, 梁旭伟

2020, 27(6): 133-138. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.019

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稠油降黏冷采是海上油田开发的主要方式,为深入认识稠油活化剂的降黏机理及其在原油黏度为150～1 000 mPa·s的稠油油藏中的应用效果,通过室内物理模拟实验和耗散粒子动力学模拟技术,研究了稠油活化剂对稠油的降黏机理及驱油效果。结果表明,稠油活化剂可提高水相黏度、降低油水界面张力,能有效降低常规可流动稠油的黏度。分子尺度上的研究结果显示,稠油活化剂分子对沥青质聚集体有明显的阻聚-分散效果,其活性基团能增大沥青质芳香盘的层间距和链间距,减小沥青质聚集体堆积高度和堆积层数,削弱沥青质间的相互作用,破坏稠油重质组分聚集结构,分散稠油,从而增强原油流动能力。稠油活化剂的多种机理协同作用使其在室内岩心驱替实验和矿场应用中,均可起到良好的降水增油效果。该研究从分子层面明确了活化剂降低稠油黏度机理,为稠油活化剂现场应用提供理论指导。

疏松砂岩油藏化学驱技术研究与试验

许国民, 高忠敏

2020, 27(6): 139-144. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.020

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曙光油田曙三区为疏松砂岩油藏,埋藏深度为950 m,储层泥质含量高达13.9%。受此影响储层压实作用差、胶结疏松,油井出砂严重,开发效果差,预测采收率仅为30.8%。针对曙三区疏松砂岩油藏已进入开发中后期,含水上升快、采油速度低等问题,开展疏松砂岩油藏化学驱相关油藏工程研究,结果表明,采用优化的化学驱配方体系,辅助系列防砂技术可有效提高采收率。将研究结果应用于6个井组的化学驱先导试验,日产油明显提高,综合含水下降14.2个百分点,有效改善开发效果。该研究为同类油藏化学驱开发提供了借鉴意义。

高能纳米波稠油冷裂解技术应用效果评价

卢时林, 张成博

2020, 27(6): 145-151. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.021

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由于稠油井筒举升与地面集输过程中需要配套环空掺稀油、空心杆电加热或燃气炉加热等降黏工艺,导致稠油开采成本居高不下。根据国内外稠油降黏新技术现状,采用高能纳米波稠油冷裂解技术进行多次现场试验与分析,证实了该技术对稠油的改质降黏作用显著,原油循环处理最大降黏率为81.7%,单次处理最大降黏率为43.7%,初馏点由105 ℃降至81 ℃,330 ℃内总馏分含量提高了5.7%,可实现原油由重质组分向轻质组分的转化。该研究对稠油油藏降本增效具有借鉴意义。

深层特稠油复合防砂技术研究与实践

郎成山

2020, 27(6): 152-157. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.022

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辽河油田洼38块边部难采储量区块具有油层埋深大、井段长、层多层薄、泥质含量高等特点,因出砂严重导致油井频繁砂卡检泵、储量无法有效动用等问题日益严重。为此,提出了压裂防砂+筛管防砂的复合防砂技术思路,形成了树脂覆膜砂、高黏携砂液体系、烧结滤网筛管以及高砂比充填系列工艺技术,防砂有效率由35%提高至90%以上,彻底解决了区块严重出砂的难题,有效改善了区块开发效果。该技术实现了深层特稠油油藏的整体有效动用和经济合理开发,在技术上拓宽了高压挤注类防砂工艺的应用界限,可为同类油藏的开采提供技术借鉴。

深部裂缝性致密储层随钻堵漏材料补充时机研究

张杜杰, 金军斌, 陈瑜, 康毅力

2020, 27(6): 158-164. DOI: 10.3969/j.issn.1006-6535.2020.06.023

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深部裂缝性致密储层地质条件复杂、天然裂缝发育,钻井液漏失风险大。加入随钻堵漏材料是预防裂缝性地层钻井液漏失、控制储层损害的重要手段。为系统研究考虑钻进过程中材料消耗的随钻堵漏材料补充时机,以塔里木盆地某深部裂缝性致密气藏为研究对象,实验评价了不同随钻堵漏材料消耗比例下的油基钻井液体系承压能力,并基于地层裂缝产状构建了随钻堵漏材料消耗率计算模型。结果表明:当材料消耗率超过15%后,随钻堵漏油基钻井液体系的封堵能力显著降低;地层裂缝宽度及倾角对随钻堵漏材料消耗率影响显著,裂缝倾角越接近90 °、裂缝宽度越大、裂缝线密度越大,材料消耗率增长越快;在确定随钻堵漏材料补充时机及补充量时,需要特别注意地层裂缝宽度及倾角变化。该计算模型在现场试验中取得了良好应用效果,对深部裂缝性致密储层高效钻井有指导意义。

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