油氣層保護(hù)技術(shù)研究與應(yīng)用

徐峰 （中油遼河油田公司油氣工程技術(shù)處,遼寧 盤錦 124010）

油氣層保護(hù)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，它貫穿在射孔、生產(chǎn)、壓裂、注水及修井等各個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)中，不同的作業(yè)環(huán)節(jié)，造成油氣層損害的因素、損害程度不同；解除或保護(hù)措施也不同。為此需要針對(duì)以上工藝環(huán)節(jié)，采取相應(yīng)的油氣層保護(hù)措施。

1 油氣層保護(hù)技術(shù)機(jī)理

1.1 油氣層損害的基本概念

根據(jù)多孔介質(zhì)中流體滲流理論，油氣從地層流向井底，進(jìn)而形成產(chǎn)能，其流動(dòng)規(guī)律遵從達(dá)西定律。在控制油氣井產(chǎn)能的眾多因素中，巖石滲透性屬于油氣層自身物性。當(dāng)油氣層受到損害時(shí)，宏觀上表現(xiàn)為油氣層滲透率下降。因此，保護(hù)油氣層的核心問題就是保護(hù)油氣層的滲透性。同時(shí)，了解不同作業(yè)條件下?lián)p害油氣層的類型和特點(diǎn)，有助于準(zhǔn)確判斷損害原因，尋求有效的預(yù)防或補(bǔ)救措施。

1.2 油氣層損害類型

可以說，幾乎每一個(gè)生產(chǎn)工序都可能給油氣層帶來損害問題。由于各生產(chǎn)工序影響油氣層的條件不同，所表現(xiàn)出的損害特征各有差異。但是，如果從產(chǎn)生損害的根源看，也有很多共同點(diǎn)。

儲(chǔ)層損害可分為水敏性損害、酸敏性損害、微粒運(yùn)移損害、結(jié)垢損害、水鎖損害、濕潤(rùn)性改變損害、固相顆粒損害、出砂等幾種類型。

2 注水過程中油氣層保護(hù)措施

注水過程中對(duì)油層損害的主要原因有注入水中的機(jī)械雜質(zhì)、鐵離子和細(xì)菌等物質(zhì)直接堵塞油層孔道；水中氧離子和細(xì)菌腐蝕管線設(shè)備，產(chǎn)生雜質(zhì)堵塞油層；注入水使油層中的粘土膨脹或顆粒運(yùn)移堵塞油泊層；注入水質(zhì)與地層不配伍，發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生鹽類沉淀（結(jié)垢）等。因此，保護(hù)油層，降低注入壓力應(yīng)從提高注入水水質(zhì)抓起：

2.1 合理工作制度的確定

優(yōu)化注水強(qiáng)度、注水壓力、注水溫度、處理劑選用等。

2.2 確定合理的注水溫度

由于注水使井筒及近井地帶油藏溫度場(chǎng)發(fā)生變化，可能導(dǎo)致近井地帶應(yīng)力場(chǎng)變化、油藏巖石表面性質(zhì)變化、原油中石蠟析出、水中礦物沉淀等而傷害油層，導(dǎo)致吸水能力變化。

2.3 正確選用各種處理劑

注水水質(zhì)預(yù)處理時(shí)，要考慮處理劑與巖石和地層流體的相溶性，保證這些添加劑之間的配伍性，防止生成新的化學(xué)沉淀。

3 油氣層保護(hù)劑的優(yōu)選

3.1 加重劑的選取

根據(jù)目前油田射孔壓井液應(yīng)用情況，一般用鹵水作為加重劑，但鹵水的密度最高只能達(dá)到1.25g/cm3，部分油田區(qū)塊由于原始地層壓力高，淺層或氣層，需要體系達(dá)到更高的密度，我們選取甲酸鹽為加重劑。因此當(dāng)油氣層保護(hù)液體系密度需要1.25-1.30g/cm3時(shí)，選用甲酸鹽作加重劑，加量為30%-50%；當(dāng)油氣層保護(hù)液體系密度需要1.05-1.25 g/cm3時(shí),選用鹵水作加重基液，加量為10%-100%。

3.2 滲透劑的選取

巖石的潤(rùn)濕性也影響相對(duì)滲透率。在同一含水飽和度下，油相的滲透率隨著潤(rùn)濕接觸角的增大而降低。如果巖石親水，這些水一部分分布于細(xì)小孔隙，一部分則充填于死孔隙或呈薄膜狀態(tài)分布于顆粒表面，這些水并不防礙油的流動(dòng)。如果巖石親油，在相同的含水飽和度條件下，水便以水滴狀態(tài)分布于孔道的油流中，成為油的流動(dòng)阻力，使油的相對(duì)滲透率降低。為此，選用某化工廠自制的一種滲透劑，做如下實(shí)驗(yàn)，用6塊相同的親油載片在不同濃度滲透液浸泡后測(cè)試油水接觸角。,隨著滲透劑濃度的增加,油接觸角增加,水接觸角減小,說明表面潤(rùn)濕性向親水方向改變,提高其油相滲透率有利于更好地保護(hù)油層，提高單井開發(fā)效果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明滲透劑濃度為5.0-7.0%時(shí)，潤(rùn)濕性改變較強(qiáng)。

4 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)情況

在室內(nèi)優(yōu)選試驗(yàn)評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，在興隆臺(tái)油田試驗(yàn)應(yīng)用四口井(興83C、更興258、興10-10、興北3)，投入資金18萬元，目前四口井均正常生產(chǎn)。

4.1 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)工藝

射孔前將清洗炮眼液作為射孔液灌入井內(nèi)；射孔后正擠油氣層保護(hù)液；正頂替適量的頂替液；關(guān)井反應(yīng)8小時(shí)以上。

4.2 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)井情況

興隆臺(tái)油田東營(yíng)組馬圈子油氣儲(chǔ)層巖性以中粗砂巖、細(xì)砂巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，巖石的主要成分以石英、長(zhǎng)石為主，泥質(zhì)膠結(jié)，較疏松。膠結(jié)物泥質(zhì)含量高，最大為49.2%，平均為13.0%，這種粘土礦物以蒙脫石、伊利石為主，容易吸水膨脹、運(yùn)移、堵塞油層流通孔道，破壞油層結(jié)構(gòu)，引起油井出砂。

為此我們?cè)谂d隆臺(tái)油田選取了四口調(diào)層井進(jìn)行了試驗(yàn)，均取得了較好的油氣層保護(hù)效果，措施成功率100%，措施有效率100%。

5 結(jié)語

5.1 研究開發(fā)的無固相油層保護(hù)體系適應(yīng)于我廠油田區(qū)塊地質(zhì)特征。該技術(shù)便于操作，施工簡(jiǎn)便。

5.2 無固相油層保護(hù)液體系是一種新型的油層保護(hù)技術(shù)，既取代了目前用鹽水作射孔液，避免了鹽水對(duì)油層的污染，同時(shí)將油氣井防膨技術(shù)有機(jī)地結(jié)合，起到了早期防砂的目的。

5.3 無固相油氣層保護(hù)液體系穩(wěn)定性好，防膨性好，失水量低，懸浮攜帶能力強(qiáng)，密度可調(diào)，配制簡(jiǎn)單，配伍性好，對(duì)儲(chǔ)層有較好的保護(hù)作用。

5.4 油氣層保護(hù)技術(shù)是一項(xiàng)綜合性技術(shù)，需要各個(gè)施工環(huán)節(jié)相配合，尤其是射孔液必須與地層配伍，否則達(dá)不到預(yù)期效果。

[1]李克向.保護(hù)油氣層鉆井完井技術(shù)[M].北京：石油工業(yè)出版社,1993.