王雄飞1，余晨1，戎克生2
（1.中石化胜利油田滨南采油厂，山东滨州256600；2.新疆油田公司工程技术研究院，新疆克拉玛依834000）
摘 要 准噶尔盆地南缘新疆呼图壁气田储气库（压力系数只有0.47）储层，在钻井过程中面临井漏、水锁、孔道堵塞等诸多问题，通过对枯竭型气藏进行物性特征、储层敏感性、储层损害机理分析，采用屏蔽暂堵技术和双膜协同作用，以防漏打快为主要手段，通过加入表面活性剂实现防水锁损害、以QCX-1、 WC-1、油溶性暂堵剂进行屏蔽暂堵、CMJ-2和JYW-1实现双膜协同，形成一套强封堵、强抑制钻井液体系，并对体系性能进行了测试。室内实验表明，该钻井液体系性能优良，API滤失量为4.4 mL， 100℃下HTHP滤失量为9.4mL；泥页岩钻屑热滚回收率高达91.85%，6h线性膨胀率降低68%；岩心的渗透率恢复值为42%，切片后渗透率恢复值达91%；配伍性良好，无沉淀产生；并进行了现场应用，储层保护效果明显。
关键词 准噶尔盆地；储气库；损害机理；屏蔽暂堵；双膜钻井液
中图分类号：（TE254.3） 文献标志码：A
第一作者简介：王雄飞（1982-），男，汉族，四川省达州市，本科，现在主要从事石油工程技术研究。E-mail：wangxiongfei.slyt。
呼图壁气田储层以细砂级和粉砂级为主，储层物性条件好；粘土矿物成份主要以伊/蒙混层矿物为主，具有强－中等的水敏性、中等－强的盐敏性、弱－中等的速敏性；孔隙类型主要以粒间孔为主，平均孔隙直径为41μm，喉道宽度为11.9μm，孔喉比为2.7，面孔率为4.4%属于中等孔隙、中等渗透率、中等喉道；原始储层温度为92.5℃，温度梯度为2.2℃/100m，储层地层水氯根含量2758mg/L～9974mg/L，总矿化度12834mg/L～16188mg/L，水型为CaCl2型。在长期开采后，目的层压力极低（压力系数为0.47），属于枯竭气藏。
1储层损害机理对策
1.1储层保护对策
针对储层损害分析，结合储层地质特征，制定了一系列的储层保护措施，如下：
1）对于液相进入储层后，与储层中粘土矿物发生反应会造成损害，对储层敏感性矿物的损害可以采用加入粘土抑制剂及稳定剂，降低pH等措施防止。
2）对于水锁对储层造成的损害来说，可以采用加入表面活性剂来降低水锁效应[6]。
3）针对于固相侵入储层堵塞孔喉及裂缝的行为，可采用屏蔽暂堵防止工作液进入储层[7]。
2处理剂优选
2.1防水锁优选研究
为了减轻水锁造成损害，选取目前常用的表面活性剂ABSN[8-9]，配制不同溶液测定其表面张力和界面张力。
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图1 ABSN加量与表面张力、界面张力关系图
表1 水锁损害的影响试验
通过实验表明，加入表面活性剂ABSN之后，渗透率的损害率明显下降。
2.2 暂堵剂优选研究
应用理想充填理论与d90规则，根据储层的孔隙及裂缝尺寸分布，确定了QCX-1[10]（轻质碳酸钙）和WC-1（重质碳酸钙）两种暂堵剂的复配比例为2：1。为了进一步提高泥饼的承压能力，在钾钙基钻井液体系中加入油溶性暂堵剂并测量钻井液的基本性能。当暂堵剂加量为2%时效果最佳，API滤失量有所下降。
表2 油溶性暂堵剂加量评价试验
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2.3 双膜钻井液体系优选
优选了隔离膜剂CMJ-2和超低渗透处理剂JYW-1形成的致密超低渗透封堵膜，能够提高岩心承压能力。并复配得到双膜增效的成膜钻井液技术。通过大量实验，二者最适合的加量为：1%JYW-1+2%CMJ-2。
3基础配方确定
针对呼图壁气田紫泥泉子组常用的钻井液配方进行基本性能评价实验，并通过渗透率恢复值来检验各钻井液对储层保护效果。
表3 常规性能参数试验数据
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实验表明，钾钙剂双膜屏蔽钻完井液体系的抑制性强，恢复性高。
4 室内评价实验
4.1 钻井液体系抑制性防塌性能评价
重点研究了CSW-1、FA367对钻井液抑制性作用，另外辅以QCX-1、WC-1和油溶性暂堵剂即可形成较好封堵作用的滤饼，进一步提高体系的防塌效果。
表5 回收率实验结果
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注：实验条件为120摄氏度高温热滚16小时
优化钾钙基双膜钻井液体系的回收率达到91.85%，表明其抑制水化分散的能力强。
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图2 各种钻井液的岩屑膨胀率实验结果
通过实验得知，优化后的钾钙基钻井液体系的页岩膨胀率降低至18.5%，具有较好地防膨性能。
4.2 钻井液体系岩心动态污染损害评价
呼图壁储气库紫泥泉子组钻完井液滤液的侵入是引起该气层严重伤害的主要因素。为此进行岩心污染实验，用其渗透率的恢复值[17]来直观反映储层保护效果。
表6 优化配方的污染损害评价实验结果
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由数据可知优化的钾钙基双膜体系的恢复值提高到83%，储层保护效果得到了很大提升，在水基体系中性能是最好的。
4.3钻井液体系配伍性评价
钻井液滤液与地层水的配伍性好坏说明钻井液滤液进入地层后与地下水化学反应产生化学沉淀的情况。
表7 配伍性实验结果
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由实验数据分析得知，钻井液体系都与地层流体有良好的配伍性。
5 现场应用
准噶尔盆地南缘新疆呼图壁气田HUHWK3井四开储层紫泥泉子组使用钾钙剂双膜屏蔽钻井液体系，通过现场得知在造斜段井斜角大于40°情况下，泥饼的质量、防塌效果和润滑性较好；水平段摩阻系数小于0.1，润滑和携岩能力较强；泥浆漏失量相比之前有较大减少，达到对储层保护。
表8 现场井浆性能评价
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6 结论
1）钾钙基双膜钻完井液体系能显著降低泥页岩的水化膨胀量，6h线性膨胀率降低了68%，有效地防止泥页岩地层因水化造成的井壁不稳定。
2）屏蔽暂堵颗粒的复配有效地填充和封堵孔道，在近井壁地带形成了致密的屏蔽环，减少钻完井液对储层的伤害。
3）优化后钾钙基双膜钻井液体系的岩心动态污染损害渗透率恢复值达到91%，并且与地层流体也有良好的配伍性，具有较好的储层保护效果。
参考文献
[1] 刘阳,陈平,何卓璞等.页岩钻井储层伤害机理及应对措施[C].//第三届全国特殊气藏开发技术研讨会论文集.2014:180-186.
[2] 樊世忠. 储层损害机理及评价方法的近期发展[J]. 钻井液与完井液, 1995(3):68-73.
[3]李宁, 王有伟, 张绍俊, et al. 致密砂岩气藏水锁损害及解水锁实验研究[J]. 钻井液与完井液, 2016, 33(4):14-19.