[发明专利]一种裂缝性碳酸盐岩储层保护钻井液及其制备方法

说明书

本发明涉及一种裂缝性碳酸盐岩储层保护钻井液及其制备方法，选用具有多点吸附基团的酸溶性纤维作为架桥离子，不同粒径的碳酸钙作为填充粒子，乳化沥青作为可变型的软化粒子，提出适合于碳酸盐岩储层段的暂堵剂复配的暂堵方案，优选出最佳的复配暂堵配方，通过最优复配暂堵剂在近井壁带形成一层薄而渗透率几乎为零的屏蔽层，有效地阻止钻井液中的固相和液相继续侵入储层。该钻井液具有良好的流变性能，滤失量低，润滑性能优异、渗透率恢复值高，同时具有很好的储层保护性能，能够满足裂缝性碳酸盐岩储层钻井施工的要求。

技术领域

本发明涉及石油天然气开采领域，具体地涉及一种裂缝性碳酸盐岩储层保护钻井液及其制备方法。

背景技术

裂缝性储层指油气渗流通道主要为裂缝的储层，这些储层大多为碳酸盐岩。碳酸盐岩是极为重要的储集岩，中东、北美以及我国四川盆地、塔里木盆地、鄂尔多斯盆地、华北平原等都有极其丰富的油气资源储藏于碳酸盐岩储层中，对石油工业具有重大价值。裂缝性碳酸盐岩储层岩石的非均质性强，裂缝开度具有不确定性，在勘探开发过程中易受外来流体和固相颗粒的损害，至今国内外对裂缝性碳酸盐岩油气藏的损害评价及储层保护技术措施还没有形成成熟统一的标准和方法，因此裂缝性碳酸盐岩的储层保护技术成为全球当前急需解决的重要难题之一。

目前，屏蔽暂堵技术是国内外广泛采用的保护裂缝性碳酸盐岩储层的方法。屏蔽暂堵技术是在钻井液中加入可酸溶或油溶的、粒径与裂缝宽度相匹配的固相颗粒(称为暂堵剂)，这些颗粒在压差作用下，在近井壁带形成一层薄而渗透率几乎为零的屏蔽层，从而有效地阻止钻井液中的固相和液相继续侵入储层。在油井投产前经酸化或通过射孔、返排等解堵方式来解除屏蔽层，使储层渗透率恢复到原始水平。

屏蔽暂堵技术的关键在于钻井液中含有足够多的能与储层孔喉尺寸分布相匹配的各种架桥粒子及填充粒子，可变型的软化粒子。

屏蔽暂堵技术的关键还在于该技术具有随钻堵漏技术特点，也就是说，在钻井液中加入各种具有随钻堵漏功能的处理剂时，能够满足屏蔽暂堵要求的性能的同时，不会显著影响钻井液流变性能的工程要求。

(1)当裂缝性碳酸盐岩在储层条件下的裂缝尺寸小于10μm时，裂缝宽度与岩块基质的平均孔隙直径相近，可列入基质范畴。

(2)当储层条件下的裂缝尺寸大于10μm时，应采取纤维状暂堵剂和起充填作用的颗粒状暂堵剂以及可变形的油溶性暂堵剂复配的暂堵方案。

(3)当人造裂缝的宽度在2mm左右时，具有多吸附基团的纤维状暂堵剂与可酸溶颗粒状暂堵剂及其可变形的油溶性颗粒复配使用时仍能在裂缝入口处形成有效的屏蔽层，使暂堵带之后的裂缝不受损害，而仅有颗粒状暂堵剂时却不能有效阻止钻井液裂缝中大量漏失。纤维状暂堵剂强度差、易变形，在钻井液中易交织成絮凝团，一旦吸附在裂缝表面，一个纤维状絮凝团块与裂缝表面就有十几到几十个吸附点，这些吸附点很容易在裂缝表面架桥，再通过颗粒状暂堵剂在桥上封堵，从而有效地防止钻井液侵入储层，被堵塞的部分在油井投产时，可以利用反向压差自动解堵。

目前国内外使用纤维状暂堵剂和其他暂堵剂复配的暂堵方案对裂缝性碳酸盐岩进行了大量的暂堵实验。实验结果表明，当储层条件下的裂缝宽度在一定范围内时，使用复配的暂堵技术可以有效地保护此类油气藏。

目前储层保护暂堵技术主要采用超细碳酸钙暂堵、交联聚合物弹性颗粒暂堵，现有技术的不足之处主要有：采用聚合物弹性颗粒封堵裂缝，承压强度低，不易返排，并且交联聚合物弹性颗粒不具有可酸溶性能，综合来说保护储层效果没有可酸溶性堵漏材料优异。部分专利中还采用了不可酸溶的植物纤维、氧化沥青等材料来提高封堵率，但是所形成的封堵层不易返排和酸溶，无法实现暂堵目的，因此影响储层保护效果；超细碳酸钙暂堵技术，对裂缝条件具有较高的选择性，只有在碳酸钙颗粒粒径与裂缝宽度相适应时才具有暂堵效果，过大、过小颗粒粒径都无法满足暂堵要求，由于储层裂缝具有高度的不均一性，严重影响其暂堵作用效果。

发明内容