淺析低滲透油田的油層傷害機理與保護

【摘要】低滲透油層的的傷害機理，有水敏損害、水鎖損害和固體堵塞造成的損害，對損害的機理進行分析，制定對應(yīng)的油層保護措施。主要有以下幾個方面：加入粘土防膨劑預(yù)防水敏損害、解堵技術(shù)以及應(yīng)用水鎖解除劑預(yù)防或解除水鎖傷害

【關(guān)鍵詞】低滲透；機理；保護

一、低滲透油層傷害機理

對于低滲和特低滲油田，普遍存在著2種形式的傷害，一種是“水”的侵人造成的傷害，另一種則是固相顆粒的侵人造成的堵塞。低滲透儲層主要為水敏損害，特低滲透層主要為水鎖損害。這兩種損害具有普遍性。

1、水敏損害

所謂水敏損害是指當(dāng)與地層不配伍的外來流體進入地層后引起粘土膨脹、分散和運移，從而導(dǎo)致儲層滲透率不同程度下降的現(xiàn)象。通常認為影響水敏的因素有4種：粘土礦物類型和分布狀況；儲層孔滲性質(zhì)和喉道大小及分布；外來液體礦化度、含鹽度、pH的影響和外來液體陽離子成分；溫度等環(huán)境的影響。

1.1水敏性粘土含量、類型、分布對儲層影響

油氣層水敏性的基本原因是儲集層中含有可水化膨脹或分散運移的水敏性礦物，粘土礦物的水敏性大小的次序為：蒙脫石，蒙脫石/伊利石混層礦物，伊利石、高嶺石、綠泥石，此外分布狀況也很重要。國內(nèi)外專家研究表明不同類型的粘土礦物產(chǎn)狀分布對水化膨脹及微粒運移形成程度有一定的差別。

1.2滲透率孔喉大小的影響

一般情況下，滲透率越低，喉道越小，水敏損害也越強，一般為40%，最高達90%，儲層粘土礦物含量越高，滲透率就越低。

1.3外來液體和地層流體性質(zhì)的影響

巖心流動試驗證明，從高含鹽量突然變?yōu)榈芤鹫惩炼氯?，如果逐漸降低就可避免粘土堵塞。如果外來液體的含鹽度低于臨界鹽度，巖心的滲透率會明顯下降。滲透率降低的程度與含鹽度降低的速度有關(guān)，若液體突然從高礦化度鹽水變成近似淡水，滲透率則會大幅度降低。產(chǎn)生這種情況的原因一般解釋為，過快的降低離子濃度會促使敏感性礦物加速分散釋放，增大微粒數(shù)量和濃度，增加孔喉堵塞。

2、水鎖損害

一般認為影響水鎖的因素為外來液體的表面張力，儲層潤濕性，侵入液體量，含水飽和度，儲層孔道的大小，驅(qū)替壓力的大小，外來流體粘度的大小，巖石孔道彎曲程度和粗糙程度。主要有含水飽和度、外來流體表面張力和接觸角及其他因素。

特低滲透儲層均具有較高的毛細管力。通過壓汞、水蒸汽和烴蒸氣吸附一解吸等溫線和高速離心法等方法對致密氣層毛細管力測量表明，當(dāng)巖石潤濕相處于中低飽和度時，低孔儲層的毛細管壓力較高或很高。巖心孔喉和毛細管都極小，在致密儲層和常規(guī)儲層中，含水飽和度會降低或阻止天然氣的流動。毛細管力與外來液體表面張力成正比，就是說外來液體的表面張力越大，毛細管力就越高。室內(nèi)試驗中發(fā)現(xiàn)，在污染液中加入0.5%～1%表面活性劑后，進行驅(qū)替試驗，水鎖反而更為嚴重。其原因是由于活性劑的氣泡產(chǎn)生氣水賈敏效應(yīng)堵塞滲流通道而致。因此，在使用表面活性劑時，要特別注意有無發(fā)泡現(xiàn)象。此外，外來液體與儲層粘土礦物或敏感性粘土礦物相互作用，外來流體與地層流體不配伍，在儲層中形成垢或酸渣所造成的孔喉表面化學(xué)劑的吸附滯留或外來流體的增稠等因素，會增加儲層孔喉的粗糙程度從而造成儲層孔喉半徑縮小，這些影響孔喉有效半徑的因素都應(yīng)綜合考慮進去。

3、固體堵塞造成的傷害

3.1無機堵塞

來源有2種，一種是鉆井液、完井液、注入水等各種入井液中含有的固相顆粒，對低孔隙度低滲透率砂巖儲集層來說，固相顆粒侵入淺而量少，相對于濾液侵入造成的傷害來說不是主要的危害。第二種則是外來液體與儲層流體不配伍，在儲層中形成的無機垢，如碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇和碳酸鐵是最普遍的井下堵塞情況之一。

3.2有機堵塞

一是乳化堵塞。油田上不同作業(yè)過程中經(jīng)常使用的許多化學(xué)添加劑，這些外來油或外來水相流體與地層中的油相混合，形成油或水的乳化物。二是有機結(jié)垢堵塞。儲層中有機垢主要來源于原油中的石蠟、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)。打開油層后，油藏流體組成、溫度和壓力發(fā)生變化，原來的流體平衡被破壞，原油中的蠟和膠質(zhì)瀝青質(zhì)析出并沉積下來，形成有機垢，堵塞油流孔道。三是鐵銹與腐蝕產(chǎn)物及細菌對油層的儲塞作用，在一般的注水系統(tǒng)中，鐵的銹蝕產(chǎn)物和其他腐蝕產(chǎn)物也會堵塞儲集層。注水系統(tǒng)中細菌的存在不但污染水質(zhì)，腐蝕管道，而且會形成堵塞。

二、油層保護措施研究

低滲透儲層生產(chǎn)過程中的油層保護主要側(cè)重于以下幾個方面：

1、加入粘土防膨劑預(yù)防水敏損害

試驗表明，各種濾液均對低滲透率儲層的滲透率損害嚴重，滲透率下降幅度為5%～45%，滲透率越低，粘土水化膨脹引起滲透率下降幅度越大。根據(jù)勝利油田的開發(fā)經(jīng)驗，一是在入井液中加入適量高效粘土防膨劑，二是利用屏蔽暫堵技術(shù)也可收到不錯的效果。

2、解堵技術(shù)

對已經(jīng)產(chǎn)生堵塞的井利用解堵的方法可以獲得好的效果。對于因井底積水產(chǎn)生水敏而導(dǎo)致逐漸減產(chǎn)的井采用熱洗井的方法。對于固相堵塞產(chǎn)生傷害的井，可利用酸化解堵或氧化解堵的方法。常用HC1、HF等無機酸對油氣藏儲層進行酸化，恢復(fù)或提高油氣井的產(chǎn)能。但對于深部堵塞，這類酸優(yōu)勢較小，有時還能造成產(chǎn)量減少，甚至毀壞生產(chǎn)井。目前比較流行的是利用一種深部緩速酸，該酸在地面為中性，在地層條件下逐步產(chǎn)生H+和HF，使酸液能夠進入到地層深部進行酸化解堵。

此外，針對入井流體中聚合物或乳化物、有機垢對儲層造成的傷害，可應(yīng)用“酸+氧化劑”的復(fù)合解堵技術(shù)，效果比常規(guī)的酸解堵效率高，其解堵率大于80%。

3、應(yīng)用水鎖解除劑預(yù)防或解除水鎖傷害

對于因水鎖造成的傷害，可應(yīng)用專門用于解除水鎖傷害的化學(xué)配方體系。該配方體系應(yīng)具有界面張力小、與油水配伍性好，不形成乳狀液，可減少乳狀液堵塞造成的阻力的特點。水鎖解除劑的室內(nèi)研究表明，水鎖解除率最高可達85%以上，并且能夠重復(fù)解堵，對解除低滲透油藏巖心水鎖傷害具有較好的效果。

對低滲、特低滲儲集層損害機理分析表明，水敏損害是低滲透油氣藏儲層的主要損害因素，水鎖損害是特低滲透層的主要損害因素?？衫闷帘螘憾录夹g(shù)、防膨劑、水鎖解除劑及其它相關(guān)技術(shù)預(yù)防和解除這類損害。低滲透油田生產(chǎn)中，應(yīng)嚴格規(guī)定采油工程人井液質(zhì)量要求，精細處理，并使其可防膨、防垢和降低界面張力，不造成對儲層的傷害。同時注意注入壓力近于飽和壓力不脫氣以防止氣水賈敏效應(yīng)。除水的侵人造成的損害外，低滲透油田的另一大傷害就是固體造成的傷害。對于這種傷害，可應(yīng)用酸化解堵、熱洗井及酸+氧化劑的解堵方法來解釋。

參考文獻

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