淺析修井作業(yè)中的儲層保護(hù)

【摘要】油田開采和開發(fā)是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工程，如果不注意造成儲層的嚴(yán)重傷害，后果將會很嚴(yán)重。儲層保護(hù)存在于石油工程的各個環(huán)節(jié)，修井工作質(zhì)量的好壞與儲層是否受到傷害密切相關(guān)，而修井工作技術(shù)的關(guān)鍵就是修井液的選擇，性能合適的修井液是修井工作實(shí)現(xiàn)儲層保護(hù)的必備條件。

【關(guān)鍵詞】儲層傷害；儲層保護(hù)；修井液

一、引言

儲層保護(hù)技術(shù)是貫穿于石油開采和開發(fā)過程之中一直得到重視，油田在開采過程中各種各樣的因素都有可能對儲層造成一系列的損壞，我們可以通過保護(hù)儲層、防止污染的方法，來使儲層傷害減少到最低。對于井下作業(yè)公司來說如何更好的在修井作業(yè)中減少儲層傷害是修井工作中必須要解決的問題。

二、修井液對儲層的影響

所謂的儲層傷害就是指在井下的各種作業(yè)中，在儲層近井壁帶造成流體（包括液流、氣流和多相流，也可能是流體中還含有固體顆粒）產(chǎn)出或注入自然能力的任何障礙。在修井作業(yè)中修井液性能是關(guān)系到是否能實(shí)現(xiàn)儲層保護(hù)的關(guān)鍵。它的性質(zhì)對儲層的損壞影響較大。其中影響的因素較多：

（1）修井液與儲層巖石礦物等不配伍引起的傷害，因?yàn)榈貙又卸己幸欢ū壤恼惩恋V物，粘土礦物具有比表面積大和易分散等特點(diǎn)。特別是一些極容易發(fā)生水敏反應(yīng)的粘土，會產(chǎn)生水化膨脹。還有就是一些巖石礦物與外界流體接觸易發(fā)生物理和化學(xué)作用并導(dǎo)致滲透率大幅度下降，對儲層造成嚴(yán)重的傷害；（2）固體顆粒堵塞引起的儲層傷害，固體顆粒來源于各種修井液中所攜帶的顆粒，還有就是地層本身的顆粒。對于儲層來說固體顆粒本身就是污染物。由于修井液中有可能含有大量的固體顆粒，有可能侵入到地層，進(jìn)入孔隙和喉道之中，影響地層的孔隙度；（3）外來液體與地層流體不配伍一起的傷害。當(dāng)外來的修井液的礦化度低于地層水的礦化度時，則可能引起粘土礦物的膨脹和分散，也有可能兩種液體發(fā)生物理化學(xué)作用產(chǎn)生結(jié)垢和化學(xué)沉淀造成儲層傷害；（4）毛細(xì)現(xiàn)象引起的傷害。地層中的孔道可以看作是無數(shù)個大小不等，形狀各異的，彼此相通的毛細(xì)管。當(dāng)外來水相流體侵入親水的油藏孔道后，會形成一種毛細(xì)管阻力，如果儲層無法克服，油將無法流向井筒，最終導(dǎo)致油相滲透率降低，對儲層造成嚴(yán)重的傷害；（5）由于鉆井殘余的污物，氧化物，瀝青等的有機(jī)物，細(xì)菌分解物等，在修井作業(yè)中可能堵塞射孔孔眼，地層孔隙，孔洞和裂縫等。

由于各種各樣的儲層傷害最終導(dǎo)致的結(jié)果就是降低了儲層的滲透率（包括絕對滲透率以及油、氣層的有效滲透率）。在修井作業(yè)中主要是因?yàn)樾蘧褐泄滔嗪鸵合嗲秩肷a(chǎn)層以后，地層的巖石結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)和流體相等均發(fā)生不同程度的改變，從而增加油氣流向井底的阻力，降低它的有效滲透率。當(dāng)油田開發(fā)到一定時間以后儲層傷害所帶來的后果就越來越顯著，主要表現(xiàn)在：（1）降低產(chǎn)能和產(chǎn)量；（2）增加修井作業(yè)的工作量，提高油氣生產(chǎn)成本；（3）影響最終采收率，即損壞油氣資源。儲層傷害尤其對中、低滲透油氣層的危害都比較大，當(dāng)傷害比較嚴(yán)重時，就有可能完全堵塞油氣孔道，導(dǎo)致測井時得不到或者很小的油氣顯示，從而影響油氣田的正常開發(fā)。而且有些油氣層一旦受到嚴(yán)重的傷害，再想進(jìn)行有效的恢復(fù)就比較困難了，即使有些井能夠恢復(fù)但是費(fèi)用也會比較高。所以我們在各種作業(yè)中要盡量減少對儲層的傷害，這樣對油氣層的開發(fā)起到至關(guān)重要的作用。

三、儲層保護(hù)

當(dāng)我們對一口井或者一個區(qū)塊甚至一個油氣田進(jìn)行開發(fā)之前為了實(shí)現(xiàn)對儲層的保護(hù)，我們要做很多的準(zhǔn)備工作：（1）巖性的測定與分析；（2）儲層損壞的機(jī)理研究；（3）建立儲層損壞程度的評價標(biāo)準(zhǔn)和評價方法；（4）保護(hù)油氣層各種修井液的研究與分析。我們完成了上述工作以后，就能根據(jù)實(shí)際需求選擇出合適不同工序的修井液既能滿足工作的需求又能解決儲層的保護(hù)問題，進(jìn)而對油氣田的開采率的提高起到積極的效果。這些都是要求我們選擇的修井液與產(chǎn)層具有很好的配伍性。修井工作目的是為了提高油井采收率，因此儲層保護(hù)是我們修井工作的前提條件，它不但關(guān)系到修井效果的好壞，最重要的是關(guān)系到油氣井的最終產(chǎn)量，如何實(shí)現(xiàn)儲層保護(hù)提高油氣田的開采率。選擇合適的修井液尤為重要。什么樣的修井液才是最適合的，應(yīng)該滿足的條件有：

（1）密度保證氣井不噴不漏；（2）以最大限度的保持產(chǎn)層的原始性質(zhì)；（3）配置與使用時應(yīng)符合修井作業(yè)的要求；（4）對套管和工藝設(shè)備的部件沒有腐蝕或腐蝕較??；（5）對井下地球物理測井的指標(biāo)沒有影響；（6）進(jìn)行射孔作業(yè)時不會使產(chǎn)層的儲集性質(zhì)變壞；（7）能與修井作業(yè)前后其他的作業(yè)液體相配伍；（8）在井下使用具有熱穩(wěn)定性和剪切穩(wěn)定性；（9）氣有關(guān)性能應(yīng)能根據(jù)油氣井地質(zhì)條件廣泛調(diào)整；（10）無爆炸和失火的危險；（11）在條件準(zhǔn)許的情況下，硬選擇最經(jīng)濟(jì)的修井液。

這些性能不是要求所有的修井液都必須具備，但這些是最基礎(chǔ)的，對于一些特殊井我們還要特殊對待。修井液與鉆井液不同，之間有很多共性也有明顯的區(qū)別，設(shè)計(jì)與配置修井液時，要考慮如何防止或者盡量減少對儲層的傷害，同時更應(yīng)該注重考慮如何解決井控，潤滑與自身的流變性以及濾失性能的控制，因此修井液的配置成本往往較高。特別在氣井中使用的修井液，需要適當(dāng)?shù)拿芏葋砜刂频貙訅毫?，但同時又要考慮它的流變性，儲層傷害的大小等因素。

在修井作業(yè)中，修井液是直接接觸到油氣層的流體，它的性質(zhì)的好壞直接影響到油田的產(chǎn)量和開采效果，因此在選擇修井液時一定要進(jìn)行綜合考慮，在條件準(zhǔn)許的情況下盡量減少對儲層的傷害。

四、現(xiàn)場實(shí)踐

滴西17井是位于新疆油田克拉美麗氣田，是一口高壓氣井，由于原來的產(chǎn)層低能不出，需要對下部層位進(jìn)行開發(fā)，層位為3633-3642m井段，平均油藏壓力48.604MPa，折算地層壓力系數(shù)1.363，試油結(jié)論證明這是一段高壓氣層。儲層溫度達(dá)到120℃。修井作業(yè)的任務(wù)是安全的打開這個層位，恢復(fù)這口井的產(chǎn)能。

在打開井口之前我們選擇1.5g/cm3常規(guī)的修井液來進(jìn)行壓井，由于修井液循環(huán)的次數(shù)較少，性能比較穩(wěn)定，但是隨著時間的推移，修井液循環(huán)次數(shù)的增加，再加上鉆去500m長的水泥灰塞，大量的固體顆粒侵入到修井液之中，他的性能發(fā)生了很大變化，而且不斷的有氣侵的現(xiàn)象發(fā)生，對整個修井液造成了很大的影響，粘度后期高達(dá)90S。于是在套取3633-3642m層位上部的橋塞之前我們把普通的修井液換成有機(jī)鹽無固相修井液，除了考慮普通的修井液性能不穩(wěn)定以外，主要是為了保護(hù)油氣層，使其盡量減少對儲層被污染的程度。

雖然普通的修井液比較簡單只需要靠向其中加入添加劑來能滿足修井修井液的懸浮，凝膠結(jié)垢和腐蝕控制等方面的基本要求。具有成本比較低，密度可調(diào)范圍比較大等優(yōu)點(diǎn)。但是我們不選擇普通的修井液來打開新層位，主要是因?yàn)樗哂泻芏嗳秉c(diǎn)。

（1）在滴西17井井深達(dá)到3600米，井筒修井液靜止時間稍長修井液中的固相顆粒就會發(fā)生沉淀，導(dǎo)致液柱壓力下降，特別是氣井，很容易造成氣侵；（2）普通的修井液一旦發(fā)生氣侵，性能恢復(fù)比較困難；（3）普通的修井液，脫氣時間比較長，井筒壓力恢復(fù)較慢；（4）修井液的性能穩(wěn)定性教差，使用時間如果較長，循環(huán)次數(shù)較多以及固體顆粒的侵入最終導(dǎo)致修井液的本身性能發(fā)生明顯變化；（5）普通的修井液中含有大量的固體顆粒，這些固體顆粒有可能侵入地層，會影響地層的滲透率，并且地層中很多巖石礦物類成分較多很有可能會與外來液體發(fā)生物理化學(xué)反應(yīng)生成沉淀或者結(jié)垢的現(xiàn)象，嚴(yán)重的影響到底層的孔隙度，使儲層造成嚴(yán)重的后果。

根據(jù)油田公司的需求我們選用密度為1.5g/cm3的無固相修井液來進(jìn)行新層位的開發(fā)，那么這種無固相有機(jī)鹽修井液具有哪些優(yōu)點(diǎn)：

（1）這類修井液中不含固相，靠增加有機(jī)鹽的濃度來增加液體的密度，不會出現(xiàn)外來固相侵入儲層的問題；（2）由于離子環(huán)境的不同，減弱了粘土對水份的吸收能力，即使這類液體侵入儲層，儲層的粘土仍能保持穩(wěn)定，不容易發(fā)生水化膨脹和分散運(yùn)移；（3）滴西17井是一口氣井，使用無固相修井液比較容易脫氣，能夠很快的使修井液恢復(fù)到原來的性能，最重要的是能夠有效的保護(hù)油氣層，使得油氣層不會被污染；（4）滴西17井有兩段層位需要進(jìn)行套管補(bǔ)貼，無固相修井液中固體顆粒對膨脹管的膨脹效果影響較小。

五、結(jié)論

實(shí)踐證明：使用有機(jī)鹽無固相修井液可明顯減少儲層傷害，提高油氣井產(chǎn)量。因此這種修井液被認(rèn)為是最完美的修井液之一。儲層保護(hù)是一項(xiàng)很復(fù)雜的技術(shù)，這就要求在現(xiàn)場的工作中去不斷的完善不斷的總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。根據(jù)油氣田儲層保護(hù)和其他的一些因素我們在滴西17井選擇了有機(jī)鹽無固相修井液，這種修井液解決了儲層的保護(hù)問題和產(chǎn)層的穩(wěn)定性。雖然也存在一定的腐蝕問題，但是性能較好，為了下部的套管補(bǔ)貼提供了很好的井筒環(huán)境。最重要的是滴西17井使用這種有機(jī)鹽的修井液過程中總體性能比較穩(wěn)定，為修井工作的順利完成奠定了基礎(chǔ)。

作者簡介

段志新（1969.5.19），男，畢業(yè)于新疆高等教育學(xué)院，學(xué)歷：大專， 工作方向：石油工程。