本文综述了油层气储层具有低渗透率、低压力、低含水饱和度的特征，提出钻井完井过程中引起储层伤害的主要因素是应力敏感和水锁。为了防止储层伤害，钻进过程中应首先考虑使用空气钻井，其次考虑使用可循环泡沫钻井液和水包油可循环泡沫钻井液体系。对于水平井和定向井，可考虑使用玻璃漂珠钻井液体系，实现近平衡压力钻井。目井时应采用低密度、低滤失量和高强度水泥浆体系。

1. 油田油气储层特征分析

        油层具有丰富的端割理、面割理和高度发育的微裂隙，这与世界上大多数国家油层情况相似。与美国相比，我国的油层储层具有明显不同的特征，具体表现在低渗透率、低压力含水饱和度。我国90％的油层的渗透率一般低于3×10-3 um2，通常为(0.001-0.1)×10-3 um2，属于典型的低渗透、特低渗透储层。根据岩石力学实验结果可知，我国油层的杨氏模量小，泊松比大，受到外力作用时比较容易变形。我国多数油层的储层压力梯度低于正常的静水压力，说明储层压力较低。并且，许多油层打开后排水量很低，有时甚至没有水排出。经过研究发现，主要原因是油层的含水饱和度低。

2. 钻井过程中储层伤害机理分析

        通过储层特征分析，发现中国油层储层具有低渗透率、低压力和低含水饱和度的特点。这些特点决定了在钻井完井过程中如果不采取有效措施，储层将受到很大伤害，造成渗透率下降，产量降低。钻井完井过程中储层伤害的因素主要有以下方面。

2.1 应力敏感

        一般情况下，油层中有丰富的端割理、面割理以及高度发育的微裂缝，应具有较高的渗透率。然而，根据试验结果，油层的渗透率却非常低。分析其原因主要是油层的应力敏感性很强，在有效应力作用下，一些裂缝闭合，导致渗透率显著降低。大量试验表明，油层的杨氏模量要远远小于天然气储层，相差将近一个数量级。油层的孔隙压力低于正常压力梯度。普通的低固相钻井液的密度一般都高于1.04g/cm3，而水泥浆的密度一般为1.80-1.90g/cm3。因此，在钻井、固井过程中液柱与储层之间必然存在一定正压差，油层会受到比较大的外力作用。正是由于储层孔隙压力低于正常压力梯度，因而油层中微裂缝中的水是处于欠压实状态，其支撑能力较差。如果油层中含水饱和度高，孔隙和裂缝中充满了水，而水的可压缩性很低，因而在受到外力作用时，会受到水的支撑作用。此时，水处于超高压状态，油层仅发生微小的变形，孔隙和裂缝不会发生大量闭合。而如果油层中含水饱和度低，油层受压缩时缺少必要的支撑，导致油层中的微裂缝很容易发生闭合，使渗透率进一步降低。

2.2 水锁伤害

         钻井中如使用常规钻井液，则液柱与地层之间势必产生较大正压差，而油层井壁难以形成泥饼，因而钻井液滤液将较多地侵入储层，造成伤害。油层中微孔隙可以看作是无数曲折弯曲的毛细管，而油层一般是弱亲水的，当外来液体接触油层时，会产生强烈的吸水作用。这种作用即使在负压情况下也会发生，在高压差下更为强烈。由于油层含初始水饱和度较低，滤液侵入储层后会在微孔隙中形成弯液面，产生毛细管力。这单靠储层自身的能量是无法驱开的。此外，滤液侵入储层后也会增加储层的含水饱和度，降低气相渗透率，导致较为严重的水锁伤害。液体的侵入对储层渗透率的伤害十分明显。试验表明，当液体饱和度达到10％时，气体渗透率伤害达50%，而当液体饱和度为30%时，气测渗透率几乎降为0。

3. 储层伤害的控制

3.1 从钻井工程上进行控制

        为防止对油储层的伤害，从钻井工程方面采取的主要措施是：起下钻时要平稳，减少压力激动；维持合理的泥浆返速；尽量缩短储层段的浸时间；并实施近平衡压力钻井。

3.2 优选低密度钻井液体系

(1) 空气钻井

        空气作为循环介质，具有钻速快，保护储层效果明显的特点。在我国已经在多口油层气井上采用了空气钻井技术，取得了显著的效果。油炭钻井使用的空气锤技术也在钻井上得到了应用。使用空气钻井技术也受到一些条件限制，如地层必须稳定，不能发生垮塌等井下复杂情况，同时地层不能出水。钻进过程中如果地层出水，钻井过程中产生的粉尘遇水后会发生聚集，容易卡钻。

(2) 可循环微泡沫钻井液体系

        对于地层出水、存在井壁稳定问题的油层气井，需要钻井液具有一定的密度以维持井底压力。在此情况下，使用可循环微泡沫钻井液技术能满足要求。可循环泡沫钻井液是在普通低固相钻井液中加入发泡剂和稳泡剂配制的钻井液体系，在1500m以内的井可以成功使用。该钻井液体系具有密度在0.8-1.1g/cm3之间可调,成本低，滤失量低等优点。但由于泡沫是可压缩流体，因而在钻水平井时不能有效传递MWD 和LWD 信号，限制了其使用。

(3) 油基可循环泡沫钻井液体系

        油层气储层钻井过程中，有时还会遇到孔隙压力低于0.7g/cm3 的超低地层压力的情况。如果使用水基泡沫或空心玻璃漂珠体系，则会产生较大正压差，伤害储层。针对这种情况，研究了油基可循环泡沫钻井液体系。该体系为柴油、水和泡沫三相流体，密度在0.55-0.9g/cm3 之间可调。该体系滤失量几乎为0，泥浆滤液很难侵人裂缝。但需注意，该体系需要使用柴油，会对环境产生一定影响，同时配浆成本较高，因而使用受到一定限制。

(4) 优质膨润土钻井液

        为了降低正压差和成本，使用清水作为钻井液。在对于地层压力系数高的储层，使用清水在钻井过程中能降低正压差。但使用清水不能形成优质泥饼，在固井工程中会有大量的滤液侵人储层，造成更大的污染。因此需要使用适量优质膨润土基浆，加人优质降滤失剂和固相填充粒子，降低滤失量，形成薄而韧的优质泥饼。

(5) 低密度、低滤失量和高强度水泥浆体系

        高密度水泥浆会产生很大的正压差，造成储层应力敏感，同时如果滤失量高也会造成大量滤液侵人储层。水泥浆滤液的pH 值较高，容易与油层发生反应后产生沉淀，堵塞孔道。因此应选用低密度、低滤失量和高强度的水泥浆体系。目前已经研究成功了低密度水泥浆体系，配合降失水剂，能控制滤失量在100mL 以内，同时能将水泥浆密度降低到1.20g/cm3，抗压强度达到14MPa。

4. 结论

通过以上研究分析可得出以下结论：

(1) 引起我国油层气储层伤害的主要因素是应力敏感和水锁伤害。

(2) 为了防止钻井过程中发生储层伤害，应强化钻井工程技术措施。

(3) 应尽量降低钻井液与储层之间的正压差，在满足井下安全的条件下实现近平衡压力钻井。

(4 ) 针对不同储层优选低密度钻井液体系，尽量降低钻井液滤失量，减少滤液侵人储层。

(5) 为了防止固井过程中对储层的污染，应尽量降低水泥浆的密度和滤失量。

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