本文關鍵詞：低孔滲砂巖儲層泥漿侵入模擬及侵入特征研究　出處：《中國石油大學(華東)》2015年博士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： 泥漿侵入 數值模擬 物理模擬 有限差分 波及范圍假設法 泥餅 滲透率損傷率

【摘要】：鉆井泥漿侵入一直是困擾油氣田勘探開發(fā)的難題,泥漿濾液與細小顆粒的侵入改變了井周儲層的原始狀態(tài),給儲層測井評價造成困難。隨著國內低孔滲油氣藏勘探開發(fā)的不斷深入,低孔滲砂巖儲層的泥漿侵入規(guī)律和侵入特征也備受關注。由于低孔滲砂巖儲層物性差、孔喉半徑小、非均質性強,受泥漿侵入的影響也更復雜,因此研究低孔滲砂巖的數值模擬和物理模擬實驗方法,對揭示低孔滲砂巖儲層泥漿侵入機理,對提高低孔滲油氣藏勘探開發(fā)成功率,優(yōu)化泥漿性能和保護儲層產能都具有重要意義。利用有限差分方法實現(xiàn)了低孔滲砂巖儲層的泥漿侵入數值模擬,著重分析儲層孔隙度、滲透率,壓差,泥餅滲透率和侵入時間對泥漿侵入的影響,深化了對泥漿侵入主要影響因素的認識,為設計泥漿侵入物理模擬實驗參數提供理論指導;通過泥漿侵入數值模擬確定了泥漿侵入物理模擬實驗裝置關鍵參數:地層模塊厚度0.1m,徑向長度≥0.5m。在攻克大尺寸樣品模塊飽和加壓、侵入室設計、泥漿侵入裝置密封保壓和泥漿侵入全過程實時動態(tài)監(jiān)測等關鍵技術的基礎上,設計并制造了一套地層模塊泥漿侵入多功能物理模擬系統(tǒng),實現(xiàn)了復雜鉆井條件下的泥漿侵入實驗模擬,實驗中實時采集的地層壓力、電阻、濾失流量數據為研究低孔滲泥漿侵入機理及侵入特征提供充足信息。提出波及范圍假設法,將泥漿濾液流經地層模塊電極位置分為侵入前、侵入中、侵入后三種狀態(tài),在不同狀態(tài)下分別計算上下正對電極對應的波及范圍,再使用電阻測量數據計算地層模塊的徑向電阻率分布,利用電阻率分布數據確定泥漿濾液到達徑向各電極的侵入時間,通過侵入深度-侵入時間交會圖揭示泥漿濾液侵入的動態(tài)過程。實驗中采集的地層壓力數據雖不能反映泥漿濾液的侵入深度信息,卻能反映泥漿濾液濾失流量的快慢。由于地層模塊孔隙流體及孔隙空間的微可壓縮性,采集的濾失流量數據能夠間接反映井壁處泥漿濾液的侵入速率,對了解泥漿配方的濾失性能、護壁性能有直接幫助。利用地層模塊泥漿侵入多功能物理模擬系統(tǒng)進行不同條件下的泥漿侵入模擬實驗,結合泥漿侵入數值模擬結果,得到以下幾點認識:泥漿侵入內部影響因素包括儲層孔隙度、滲透率、非均質性等,外部影響因素包括泥漿壓差、泥漿性能(粘度、濾失性能、固液比例等)、泥漿水動力環(huán)境、侵入時間等。侵入過程中,泥餅的形成是一動態(tài)過程,侵入初期,泥餅逐漸形成,泥餅表面固體顆粒的沉淀速率沖蝕速率,其厚度增加,而孔隙性、滲透性降低,泥漿侵入中后期,泥餅表面固體顆粒的沉淀速率≈沖蝕速率,達到動態(tài)平衡,泥餅性質也趨于穩(wěn)定,計算表明低滲透泥餅有效延緩了泥漿濾液的持續(xù)侵入。泥漿侵入初期,低孔滲砂巖儲層泥漿侵入速度比中高孔滲砂巖儲層慢,泥漿侵入中后期,低孔滲砂巖儲層泥漿侵入速度比中高孔滲砂巖儲層快,泥餅形成快慢導致的泥餅滲透率差異是產生該現(xiàn)象的直接原因。相同砂巖儲層,泥漿壓差越大,泥漿濾液侵入速度越快。泥漿侵入初期,由于泥漿中的高分子聚合物和粘土細顆粒的侵入,侵入時間越長,砂巖儲層滲透率損傷率越大;泥餅形成并穩(wěn)定后,砂巖儲層滲透率損傷率停止增長;壓差越大,砂巖儲層滲透率損傷率越大。雖然低孔滲砂巖儲層孔隙半徑小,高分子聚合物和粘土細顆粒侵入深度淺,滲透率損傷率小,但低孔滲砂巖儲層的原始滲透率比中高孔滲砂巖儲層要小2~3個數量級,因此低孔滲砂巖儲層的產能受泥漿侵入影響更嚴重。因此優(yōu)化鉆井泥漿的濾失性能、在鉆井安全范圍內降低壓差、提高鉆井施工效率縮短鉆井時間是降低泥漿侵入影響的有效措施。
[Abstract]:The drilling mud invasion has been a difficult problem which troubles the exploration and development of oil and gas fields . The mud filtrate and fine particles have changed the original state of the reservoir . The formation of mud cake is a dynamic process . The formation of mud cake is a dynamic process . The formation of mud cake is a dynamic process .

【學位授予單位】：中國石油大學(華東)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TE311

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