試油中地層損害原因與保護(hù)方法探討

魏繼福（大慶鉆探工程公司試油測試公司，吉林松原 138000）

試油中地層損害原因與保護(hù)方法探討

魏繼福
（大慶鉆探工程公司試油測試公司，吉林松原 138000）

地層損害機(jī)理及地層損害評價標(biāo)準(zhǔn)和防止地層損害的鉆井完井技術(shù)等都是試油中地層損害原因及保護(hù)方法分析的關(guān)鍵內(nèi)容，分析了油田低滲油氣層中降低油氣層損害的方式，為我國試油工程的可持續(xù)發(fā)展提供可靠的依據(jù)。

試油；油氣層；損害；保護(hù)方式

油田地區(qū)大都是低壓低滲的，且許多油田油氣層薄，泥質(zhì)及微粒礦物質(zhì)很多，儲層物性差，且其孔隙度及滲透率偏低，孔喉半徑不大，油氣層極易被污染，這使得其開發(fā)難度更大，我國許多油田地質(zhì)儲量采出程度只是0.8%，且其采油速度僅是0.2%。因此，分析試油中地層損害原因與保護(hù)方法，對我國油田行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展有著極大的推動作用。

1　簡述地層損害原因

具體而言，勘探開發(fā)井層根本不可能處于無限大均質(zhì)下的，且其水平亦不是同等厚度的，垂直鉆穿和完全打開及無污染損傷是不存在的。這些問題的出現(xiàn)主要是其井壁區(qū)長時間處于壓降狀態(tài)下，從而嚴(yán)重阻止了氣溶的有效流動，其壓降產(chǎn)生大都是內(nèi)外因形成的，內(nèi)因強(qiáng)調(diào)的是油層和所含流體中存在的固有性質(zhì)，比如儲層礦物含量和成分，再者是儲層孔隙結(jié)構(gòu)及地層流體性質(zhì)等方面所誘發(fā)；外因則是指油田由鉆井至油田開發(fā)生產(chǎn)方面所導(dǎo)致的，再是其各種作業(yè)過程中極有可能會出現(xiàn)油層微觀結(jié)構(gòu)出現(xiàn)相應(yīng)變化，抑或是其油層出現(xiàn)了各類物理化學(xué)反應(yīng)，使得油層滲透率降低。本文從下述幾方面對此進(jìn)行了分析：

1.1儲層形狀擬表皮

其間不穩(wěn)定試井?dāng)?shù)學(xué)模型強(qiáng)調(diào)的是圓形地層核心為生產(chǎn)井，且具體地層油藏形狀十分復(fù)雜，井位很多時候亦是不對稱的，這時其產(chǎn)生的形狀擬表皮系數(shù)亦是不同的。

1.2斜井?dāng)M表皮

因地質(zhì)構(gòu)造取決于有效層位，且其均是對應(yīng)不同深度層位，井深也都有著相應(yīng)的斜度。斜井的井筒和儲層接觸方式均是特殊的，這也是造成氣溶流轉(zhuǎn)向井筒流動面積比直井要大，且其流動阻力也隨之減小。這強(qiáng)調(diào)的是各向異性地層均處于相應(yīng)的時間，且流動時間亦會大于不穩(wěn)定試井分析時，應(yīng)全面分析井斜擬表皮因子，這也是地層損害分析中最關(guān)鍵的內(nèi)容。

1.3局部打開擬表皮

地質(zhì)結(jié)構(gòu)及儲層特征方面，儲層和井筒連通部分僅是生產(chǎn)層段的內(nèi)容，抑或是由于射孔彈未能全部引爆，這主要強(qiáng)調(diào)的是層段部門被合理打開。流體均處于滲濾儲層之中，其徑向流流向會產(chǎn)生較大的變化，且流線收縮會導(dǎo)致流動阻力提高，這時流量亦隨之降低。

1.4氣液非達(dá)西流擬表皮

往往低滲儲層的流體滲流速度和壓力梯度間是非線性關(guān)系，其間滲流速度高低會導(dǎo)致井底周圍出現(xiàn)相應(yīng)的附加壓力降，應(yīng)嚴(yán)格阻止流體的正常流動，文中從下述幾方面進(jìn)行了分析。

1.5基于非達(dá)西滲流的高速滲流

氣井高產(chǎn)量生產(chǎn)時，其井筒周圍流動速度會增大，這時的達(dá)西定律并不適用，也就是說其慣性及湍流效應(yīng)非常明顯，而增加了總壓降。此壓降均是以相關(guān)衡量滲流阻力大小，這時的非達(dá)西流動條件下井中存在的各類物理因素，這極易導(dǎo)致井壁總附加阻力發(fā)生變化。

1.6基于非達(dá)西滲流的低速滲流

低產(chǎn)且低滲性非達(dá)西滲流儲層會因流體及儲層巖石的作用，從而生成吸附層及水化膜，這使得孔隙喉道降低，且其滲透率亦隨之降低，非線性流動作用極強(qiáng)。比如地層中出現(xiàn)束縛水，于細(xì)小孔隙喉道位置形成水化膜，油氣滲流則應(yīng)盡可能的打破水化膜阻力，這時會出現(xiàn)相應(yīng)的附加壓力降。再是氣井產(chǎn)水及粘土膨脹和井底周邊不流動的水形成了氣體流動阻力，其滲透率會有效降低，這時的表皮因子也隨之增加。加上井底流動壓力及溫度的不斷降低，這使得井壁區(qū)產(chǎn)生形變，而析出凝析油，這主要是因為溶堵產(chǎn)生了氣流，使得附加阻力提高。

2　油氣層損害降低方式

2.1射孔工藝優(yōu)化

應(yīng)選擇相應(yīng)的射孔槍型和彈型，往往油田鉆井污染會大于300mm，且其滲透率小，射孔大都是以SQ-127槍實現(xiàn)的，要裝102彈且控制孔密為32孔/m，此類方式效果良好，射后間歇性自噴。

2.2以水力壓裂工藝降低地層損害

可采用水力壓裂方式來改造油氣層，以降低油氣層損害度，從而解放油氣層。該方式效果良好，油氣層損害可被合理緩解，這時的滲透率可得到有效的改善，從而快速提高產(chǎn)量。

2.3快速排液

許多低壓且低孔、低滲的油藏，其試油排溶工作量很大，具體而言，排溶施工所需時間很長，工作量可謂是最重要的工序，從而可有效提升試油效率，尤其是其間壓裂關(guān)井?dāng)U散壓力之后，從而加快返排壓裂殘溶，這也是壓裂施工之后最為關(guān)鍵的一項工作。試油排溶質(zhì)量會影響試油結(jié)論，從而全面分析儲層。這時更好地處理了排溶方面的問題，從而盡可能地縮短試油時間，提升試油速度，這樣也能盡早獲得真正的地層地質(zhì)資料，且提升油田勘探經(jīng)濟(jì)效益。通常強(qiáng)調(diào)以井口壓力來確定油嘴大小，從而以油嘴合理控制放噴返排，且其井口壓力會降低至0，之后會起出壓裂管柱，下抽汲管柱中的排溶，抽汲應(yīng)合理加快速度，從而快速定深和定抽，這樣才能有效防止出現(xiàn)新污染。

3　試油中地層損害保護(hù)方式應(yīng)用分析

3.1射孔工藝優(yōu)化

紊流或者是非達(dá)西流動會嚴(yán)重影響流動效率，應(yīng)于其預(yù)計產(chǎn)生紊流和非達(dá)西流井中射孔，這時應(yīng)盡可能提升流動面積，從而有效減少紊流影響，往往是選擇更大的射孔孔密及相應(yīng)的相位。滲透率的各向異性對相位及孔密非常敏感，再是鉆井溶及固井時產(chǎn)生的污染，通常均是于井筒周邊產(chǎn)生的滲透率減少位置，如果預(yù)計污染很深時，則要選擇高穿深射孔器。

3.2改善地層打開程度

地質(zhì)結(jié)構(gòu)與儲層特征等方面原因，儲層和井筒連通僅是生產(chǎn)層段的內(nèi)容，抑或是由于射孔彈并沒有全部引爆，這里強(qiáng)調(diào)的是層段部分都被有效打開。流體則會處于局部滲濾儲層中，且徑向流流向亦會隨之出現(xiàn)變化，從而使得流線收縮，流動阻力也持續(xù)增加，流量隨之有效降低。這時應(yīng)重新施以補(bǔ)孔，從而有效改變試油層段滲流問題。

3.3以壓裂試油加強(qiáng)滲透率

為了有效改善井地層滲透性和導(dǎo)流能力，采用水力壓裂施工。根據(jù)地質(zhì)特征采取壓裂試油來加強(qiáng)滲透性，從而有效降低油氣層損害，以便快速恢復(fù)近井筒周圍地層的導(dǎo)流能力，改善井地層的滲透性。

4　結(jié)束語

地層損害會造成更多油氣資源浪費(fèi)，從而使得勘探開發(fā)成本增加。具體而言，試油中地層損害保護(hù)應(yīng)選擇適宜的射孔壓井溶，以此有效避免壓井溶對油氣層帶來嚴(yán)重的損害；再者是應(yīng)盡可能避免油氣層的損害程度，應(yīng)基于油氣層損害形成不同原因，分析油氣層損害降低方式，這對油氣田開發(fā)有著極大重要意義；且以相應(yīng)的地質(zhì)特征進(jìn)行射孔工藝，以壓裂技術(shù)來降低油氣層的損害程度，從而盡快恢復(fù)近井筒周圍的地層導(dǎo)流能力，以確保試油工作有序進(jìn)行；應(yīng)采用多種方式來保護(hù)和完善油氣層良好程度，油氣田開發(fā)中的各個環(huán)節(jié)均應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)的油氣層保護(hù)，從而有效降低其對油氣層帶來的損害，這樣也能快速降低開發(fā)時因油氣層損害而做出的大量投資。本文對地層損害原因進(jìn)行了分析，全面探討了油氣層損害降低方式，并對試油中地層損害保護(hù)方式應(yīng)用進(jìn)行了探討，提出了相應(yīng)的處理策略，為我國試油工程的可持續(xù)發(fā)展提供可靠的依據(jù)。

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[4] 袁肖肖，許詩婧，陳婧，等.低滲透致密砂巖儲層水鎖傷害研究[J].山東化工，2015，（22）.

Test Oil Formation Damage Causes and Protection Methods Discussion

Wei Ji-fu

The mechanism of formation damage and formation damage evaluation criteria and prevent formation damage test drilling and completion techniques are oil formation damage causes and protection methods analysis of key elements analyzed oilfield permeability reservoir in a manner to reduce formation damage provide a reliable basis for the sustainable development of test oil project.

oil testing；reservoir；damage；protection

TE258

B

1003-6490（2016）03-0041-02

2016-03-06

魏繼福（1980—），男，吉林松原人，工程師，主要從事井下試油工程工作。