深水疏松砂岩储层微粒运移损害的控制方法

作     者：邱正松 高健 赵欣 耿麒 刘书杰 孙昊 邢希金 Qiu Zhengsong;Gao Jian;Zhao Xin;Geng Qi;Liu Shujie;Sun Hao;Xing Xijin

作者机构：中国石油大学(华东)石油工程学院山东青岛266580 中国石油大学(华东)非常规油气开发教育部重点实验室山东青岛266580 中海油研究总院有限责任公司北京100027 中海石油(中国)有限公司海南分公司海南海口570312 

出 版 物：《石油学报》 (Acta Petrolei Sinica)

年 卷 期：2022年第43卷第7期

页      面：1016-1025页

核心收录：

学科分类：0820[工学-石油与天然气工程] 082001[工学-油气井工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0703[理学-化学] 

基　　金：国家重点基础研究发展计划(973)项目(2015CB251205) 国家自然科学基金项目(No.51804331、No.51974354)资助 

主　　题：深水储层 疏松砂岩 微粒运移 纳米颗粒 储层损害 相互作用势能 矿化度 

摘      要：中国南海深水疏松砂岩油气层钻完井作业中,易发生微粒运移、堵塞,造成储层损害,需要探索微粒运移损害的控制方法。选用南海深水疏松砂岩储层岩样,通过微粒吸附和释放实验以及岩心动态损害评价实验,探讨了纳米材料控制微粒运移损害的作用效果;实验分析了纳米颗粒吸附对岩石表面形貌、粗糙度及电性的影响;利用微粒与吸附纳米颗粒的岩石孔壁之间的相互作用能计算模型,分析了不同离子强度下储层微粒与岩石孔壁之间的总相互作用势能及作用机制。结果表明,纳米颗粒能有效控制深水储层微粒的运移,将其吸附并固定在孔壁表面。随着流体离子强度增加,控制运移的作用效果增强。其中,纳米氧化铝NP-1的作用效果最好,可明显提高深水储层岩心的渗透率恢复值,并且与深水钻井完井液具有良好的配伍性。模型计算结果表明,吸附纳米颗粒后,岩石孔壁与储层微粒之间的总相互作用势能下降,有利于岩石孔壁吸附、固定微粒,原因是纳米颗粒的吸附增加了岩石表面粗糙度及黏附力矩,也影响了表面电荷分布,有利于降低排斥势垒,并使初级势阱加深,提高岩石表面固定微粒的能力。因此,深水钻完井中,可通过加入纳米颗粒、适当提高工作液矿化度来减少微粒运移引起的储层损害。