CN108457615B - 一种高含硫化氢裂缝性储层提高井壁岩体强度的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高含硫化氢裂缝性储层提高井壁岩体强度的方法。借助硫化氢与海绵铁反应产物的胶结作用提高封堵带强度，化学胶结与物理封堵协同作用，大幅度提高井壁岩体强度；本发明利用地层高含硫化氢这个不利因素，将其转变为提高井壁岩体强度的有利因素；选择海绵铁可以作为加重剂、除硫剂、封堵剂，实现了一剂多能，大大降低了处理剂的成本；本发明所形成的封堵层酸溶性高、解堵彻底，对钻井过程中保护储层极为有利；本发明提供了一种新的高含硫化氢储层提高井壁岩体强度的思路，为防塌钻井液体系的研制与优选提供借鉴。
Description
技术领域
本发明涉及石油天然气钻井技术领域，具体涉及高含硫化氢裂缝性储层提高提高井壁岩体强度的方法。
背景技术
在我国能源结构中，21世纪将是天然气的世纪，天然气在我国一次性能源结构中的比例逐年攀升。随着油气勘探开发的不断深入，越来越多的高含硫化氢气藏相继在我国发现，高含硫化氢天然气是非常规天然气的重要组成之一，成为新世纪我国天然气开发不可或缺的重要气源之一。
裂缝是高含硫化氢气藏气体渗流的主要通道，但发育的裂缝导致井壁岩体强度较低，易诱发井壁垮塌、掉块、井漏等复杂情况，严重制约了高含气藏的勘探开发进程。提高井壁岩体强度的方法主要包括建立水力学阻断、物理封堵以及化学加固三种，其中建立水力学阻断主要包括下套管、膨胀管等方法。硫化氢强腐蚀性制约了通过建立水力阻断方法提高井壁岩体强度的发展；物理封堵一定程度上阻止了裂缝延展，提高了地层破裂压力和裂缝重启压力。然而，硫化氢易与钻井液中的组分反应，改变工作液及滤饼性能，易引发井下复杂情况，仅依靠物理封堵难以满足提高地层承压能力、长裸眼井段安全顺利钻进的需要；化学加固主要通过在钻井液加入单聚物，单聚物在地层条件下发生聚合，进而提高岩体的强度，但聚合的单聚物不易返排、且价格昂贵。
鉴于此，本发明基于矛盾转化的思想，利用硫化氢与处理剂反应的化学作用，优选钻井液中处理剂的类型和加量，借助硫化氢与处理剂反应产物的胶结作用提高封堵带强度，达到了“变害为利”、提高井壁岩体强度的目的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高含硫化氢裂缝性地层提高井壁岩体强度的方法，该方法基于矛盾转化的思想，利用硫化氢与钻井液处理剂反应的化学作用，优选钻井液中处理剂的类型和加量，借助硫化氢与处理剂反应产物的胶结作用提高封堵带强度、提高井壁岩体强度的目的。
为达到以上目的，本发明提供以下技术方案。
一种高含硫化氢裂缝性储层提高井壁岩体强度的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)根据硫化氢气藏试气资料分析气体组分，筛选待钻进高含硫化氢储层的气井；
(2)在钻井液中随钻加入一定粒度分布的井壁加固剂
(3)对步骤(2)中的钻井液进行密度、流变性、粒度分布测试，确保钻井液性能在要求范围内；
(4)循环步骤(3)中的钻井液，保持微过平衡钻进；
(5)监测步骤(4)中上返的钻井液性能，及时补充井壁加固剂。
所述的高含硫化氢储层是指储层气体中硫化氢含量大于2％的储层。
所述钻井液为已添加堵漏材料的钻开液。
所述井壁加固剂为海绵铁与石灰石粉的混合物。
所述一定粒度根据与储层裂缝宽度的匹配关系确定。
所述井壁加固剂的补充量根据井的深度、储层的孔隙度以及钻头水眼的排量等因素确定。
与现有技术相比，本方法具有以下有益效果：
(1)基于矛盾转化的思想，利用地层高含硫化氢这个不利因素，将其转变为提高井壁岩体强度的有利因素，达到了“变害为利”的效果；
(2)选择海绵铁可以作为加重剂、除硫剂、封堵剂，实现了一剂多能，大大降低了处理剂的成本；
(3)地层中的硫化氢与海绵铁反应，使反应产物进入封堵层，增加封堵层强度。化学胶结与物理封堵共同作用，大幅度提高井壁岩体强度。形成的封堵层酸溶性高，解堵彻底，对钻井过程中保护储层极为有利；
(4)提供了一种新的高含硫化氢储层提高井壁岩体强度的思路，为防塌钻井液体系的研制与优选提供借鉴。
附图说明
图1为实施例1中硫化氢接触前后的滤饼表面。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和有益效果有更加清楚的理解，结合附图对本发明的一个实施例作进一步描述。实施例只用于对本发明进行进一步的说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，本领域的技术人员根据本发明的内容做出的一些非本质的改进和调整也属于本发明保护的范围。
实施例1
为验证本发明的可靠性，下面结合附图与实施例对本发明做进一步说明。具体操作步骤如下：
a、选取天然岩样抽真空饱和地层水，岩心造缝，测量液测渗透率，并确定裂缝宽度；
b、根据步骤a中确定的裂缝宽度，在钻开液基液中加入一定量的石灰石粉与海绵铁，循环、搅拌；
c、对步骤b中的钻井液进行密度、流变性，确保钻井液性能在要求范围内；
d、利用步骤c中的钻井液开展裂缝岩样的滤饼形成实验，驱替压差为3.5MPa，驱替时间60分钟；
e、将步骤d中已经形成滤饼的岩心小心取出，观察滤饼表面形貌；
f、将步骤e中形成滤饼的岩心放置在装有硫化氢气体的密闭容器中，放置一周，观察岩心表面；
对比图1的两张照片，未接触硫化氢气体的滤饼颜色暗淡，接触硫化氢后，表面有网状、膜状新物质生成，滤饼表面较以前更加致密。硫化氢能与滤饼中的部分处理剂发生化学反应，改变滤饼微观结构，改善滤饼性能。
综上，本发明提供了一种新的高含硫化氢储层提高井壁岩体强度的思路，为防塌钻井液体系的研制与优选提供借鉴。
Claims (5)
1.一种高含硫化氢裂缝性储层提高井壁岩体强度的方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)根据硫化氢气藏试气资料分析气体组分，筛选待钻进高含硫化氢储层的气井；
(2)在钻井液中随钻加入一定粒度分布的井壁加固剂；
(3)对步骤(2)中的钻井液进行密度、流变性、粒度分布测试，确保钻井液性能在要求范围内；
(4)循环步骤(3)中的钻井液，保持微过平衡钻进；
(5)监测步骤(4)中上返的钻井液性能，及时补充井壁加固剂；
所述井壁加固剂为海绵铁与石灰石粉的混合物。
2.根据权利要求1所述的高含硫化氢裂缝性储层提高井壁岩体强度的方法，其特征在于：所述的高含硫化氢储层是指储层气体中硫化氢含量大于2％的储层。
3.根据权利要求1所述的高含硫化氢裂缝性储层提高井壁岩体强度的方法，其特征在于：所述钻井液为已添加堵漏材料的钻开液。
4.根据权利要求1所述的高含硫化氢裂缝性储层提高井壁岩体强度的方法，其特征在于：所述一定粒度根据与储层裂缝宽度的匹配关系确定。
5.根据权利要求1所述的高含硫化氢裂缝性储层提高井壁岩体强度的方法，其特征在于：所述井壁加固剂的补充量根据井的深度、储层的孔隙度以及钻头水眼的排量等三种因素确定。
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