油層保護(hù)技術(shù)在作業(yè)施工中的應(yīng)用現(xiàn)狀及分析

郭愛(ài)華 唐力明 李莉

摘要：針對(duì)油層物性相差較大的特點(diǎn)，從油層的損害機(jī)理，對(duì)目前井下作業(yè)施工過(guò)程中的油層保護(hù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了調(diào)查和分析，找出了目前儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中的不足和差距以及存在的問(wèn)題，結(jié)合實(shí)例從洗（壓）井、射孔、酸化、壓裂、防砂、試油、檢泵等施工過(guò)程對(duì)油層損害現(xiàn)象和機(jī)理進(jìn)行了認(rèn)真分析，然后提出了針對(duì)作業(yè)過(guò)程中易發(fā)生的油層損害建議采取的措施，論證了油層保護(hù)技術(shù)作為一項(xiàng)保護(hù)油氣資源和“少投入，多產(chǎn)出”的重要技術(shù)越來(lái)越體現(xiàn)出來(lái)的重要性，并對(duì)其應(yīng)用的良好前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：酸化；壓裂；修井；油層保護(hù)；分析

前言

油層保護(hù)技術(shù)，簡(jiǎn)單的說(shuō)就是保護(hù)儲(chǔ)集層的技術(shù)。當(dāng)鉆井、完井、采油、增產(chǎn)、修井等各種作業(yè)時(shí)，在儲(chǔ)集層近井壁帶造成流體產(chǎn)出或注入自然能力的任何障礙影響都是油層損害。油層損害降低產(chǎn)能，影響試井與測(cè)井資料的準(zhǔn)確性，造成儲(chǔ)量和產(chǎn)能計(jì)算不準(zhǔn)，影響合理制定開(kāi)發(fā)方案，油層損害還導(dǎo)致試油、酸化、壓裂、解堵、修井等井下作業(yè)工作量的增加，提高油氣生產(chǎn)成本，影響最終采收率。由此可見(jiàn)，油層保護(hù)技術(shù)在油田生產(chǎn)中的應(yīng)用是非常重要的。油層保護(hù)技術(shù)貫穿于油田生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié)，下面主要根據(jù).不同油層特點(diǎn)，就油層保護(hù)技術(shù)在.作業(yè)施工中的應(yīng)用現(xiàn)狀和存在問(wèn)題進(jìn)行分析和探討，提出建議采取的措施。

一、油層傷害機(jī)理

勝坨油田屬于砂巖儲(chǔ)層，其傷害的來(lái)源主要有兩種：一種是砂巖儲(chǔ)層本身潛在的傷害，另一種是外界因素作用下引起的儲(chǔ)層傷害。

（一）砂巖儲(chǔ)層本身潛在的傷害

1、儲(chǔ)層敏感性礦物本身存在的傷害因素，如水敏性礦物的水化膨脹、分散、脫落和運(yùn)移堵塞喉道帶來(lái)的水敏或鹽敏損害；堿敏性礦物在外來(lái)流體PH值較高的情況下，就會(huì)發(fā)生分散和脫落，或產(chǎn)生新的硅酸鹽沉淀和硅凝膠體，而造成滲透率下降；酸敏性礦物在與酸液作用時(shí)就會(huì)產(chǎn)生沉淀或釋放出微粒，造成滲透率的下降；速敏性礦物在高速流體作用下發(fā)生位移，引起儲(chǔ)層傷害。2、儲(chǔ)層流體性質(zhì)對(duì)油層造成的損害，如地層水與注入的工作液不配伍、或者原油性質(zhì)與入井液形成沉淀或乳狀液等，阻礙滲流，從而造成儲(chǔ)層傷害。3、由敏感性礦物產(chǎn)狀帶成的損害，敏感性礦物產(chǎn)狀是敏感性礦物分布的位置和存在的狀態(tài)。

（二）外界因素作用下引起的儲(chǔ)層損害

1、外來(lái)流體與儲(chǔ)層砂巖不配伍造成的損害，這些損害可分為水敏、酸敏、堿敏及潤(rùn)濕反轉(zhuǎn)等，如粘土礦物的膨脹、運(yùn)移造成水敏，從而引起孔道縮小，滲透率下降，乳酸化施工二次沉淀造成儲(chǔ)層酸敏所引起的油層傷害等。2、外來(lái)流體與儲(chǔ)層流體不配伍造成的損害，主要表現(xiàn)為外來(lái)流體與儲(chǔ)層流體產(chǎn)生有機(jī)、無(wú)機(jī)沉淀或乳狀液。外來(lái)流體所攜帶的細(xì)菌在儲(chǔ)層中繁殖生長(zhǎng)，也能在一定程度上造成儲(chǔ)層損害。3、毛細(xì)管阻力造成的損害，主要包括水鎖效應(yīng)或賈敏效應(yīng)，如對(duì)于小孔道低滲儲(chǔ)層發(fā)生的水鎖效應(yīng)和油相在水潤(rùn)濕巖石孔隙終滲流發(fā)生的賈敏效應(yīng)，都能引起油相的滲透率降低，造成油井減產(chǎn)。4、固相堵塞，如注入水中固體懸浮顆粒、鉆井過(guò)程中泥漿濾液的固相顆?；蛘咝蘧褐械墓滔囝w粒等，也能夠在壓差作用下進(jìn)入地層，造成儲(chǔ)層傷害。

（三）工程因素和油氣層環(huán)境條件發(fā)生變化造成的損害

1、作業(yè)或生產(chǎn)壓差太大引起的損害。這類(lèi)損害主要有啟動(dòng)地層微粒、產(chǎn)生有機(jī)或無(wú)機(jī)垢沉淀、應(yīng)力損害、壓漏油氣層以及地層出砂或地層坍塌，并加深已有損害的程度。2、措施作業(yè)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)也會(huì)加重?fù)p害的程度。措施作業(yè)時(shí)間對(duì)油氣層的損害有以下兩個(gè)方面：一方面當(dāng)工作液與油氣層不配伍時(shí)，對(duì)油氣層損害的程度隨時(shí)間的延長(zhǎng)而加劇，同時(shí)細(xì)菌損害的程度也會(huì)隨時(shí)間的增長(zhǎng)而加??；另一方面措施作業(yè)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)影響損害的深度，如鉆井液、壓井業(yè)等工作液，隨著作業(yè)時(shí)間的延過(guò)長(zhǎng)，濾液侵入量增加，濾液損害的深度加深。

二、油層保護(hù)技術(shù)在作業(yè)施工過(guò)程中的應(yīng)用現(xiàn)狀

目前在作業(yè)井施工時(shí)，在油層保護(hù)方面主要開(kāi)展了以下幾項(xiàng)工作：1.盡量采取不壓井作業(yè)，必須壓井時(shí)合理選擇壓井液，做到“壓而不死，活而不噴”，盡量減少地層損害。2.以前的沖砂作業(yè)改進(jìn)為目前的撈砂作業(yè)，避免了入井液的使用，減少了油層受污染損害的機(jī)會(huì)。3.對(duì)于高泥質(zhì)含量低滲透的油層采取原井液壓井進(jìn)行補(bǔ)孔或采用負(fù)壓射孔技術(shù)，合理選擇射孔方式和槍彈型號(hào)。4.對(duì)于新井投產(chǎn)、先期防砂、水平井等重點(diǎn)井，替泥漿時(shí)入井液加防膨劑并根據(jù)地層性質(zhì)合理選擇。5.對(duì)于必須進(jìn)行洗井作業(yè)的井，考慮入井液與儲(chǔ)層的配伍性，原則上采用本油田同油區(qū)的脫油污水，避免入井液性質(zhì)與油層性質(zhì)不匹配，形成堵塞造成傷害。另外，對(duì)于重點(diǎn)井，從保護(hù)油層的角度出發(fā)，嚴(yán)格慎重審批施工程序和設(shè)計(jì)也是一項(xiàng)有效的做法。

通過(guò)以上做法的實(shí)施，對(duì)減少油層損害、保護(hù)油層起到了積極的作用。但通過(guò)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，針對(duì)不同性質(zhì)的油層采取油層保護(hù)技術(shù)的做法還不夠，也就是說(shuō)區(qū)別對(duì)待重視程度不夠。對(duì)于中高滲透性的油層，由于各方面的物性比較好，所以油層保護(hù)應(yīng)用效果表現(xiàn)出來(lái)就相對(duì)較好，而同樣的做法應(yīng)用于低滲透性油層就相對(duì)較差了。低滲透性油藏對(duì)油層保護(hù)的要求更高更細(xì)致，所以不能一概而論。

另外，雖然施工隊(duì)伍基本上都能夠在作業(yè)過(guò)程中應(yīng)用油層保護(hù)技術(shù)，但也不排除因隊(duì)伍素質(zhì)因素以及施工中產(chǎn)生的新情況因素的影響，導(dǎo)致了油層損害現(xiàn)象的發(fā)生。表現(xiàn)在：有的井因?yàn)閴毫Ρ容^高，施工隊(duì)伍為了防止井噴采取了壓井作業(yè)，造成了對(duì)油層的損害，致使產(chǎn)量下降；方案要求負(fù)壓射孔的井，施工隊(duì)伍沒(méi)有按照標(biāo)準(zhǔn)和要求進(jìn)行掏空作業(yè)，導(dǎo)致達(dá)不到預(yù)計(jì)的增油效果。以上這些問(wèn)題都是客觀存在的，也是不容忽視的。

三、作業(yè)施工中存在的油層損害現(xiàn)象及分析

通過(guò)調(diào)查分析，作業(yè)施工中各個(gè)環(huán)節(jié)都有可能對(duì)油層造成損害，主要體現(xiàn)在以下幾項(xiàng)施工中，即洗（壓）井、射孔、酸化、壓裂、防砂、檢泵等。

（一）洗（壓）井

使用入井液進(jìn)行循環(huán)時(shí)，如果入井液含有固相顆粒，就會(huì)堵塞射孔孔眼、地層孔隙及裂縫。使用的入井液與油層巖石及油層流體不配伍，入井后與油層巖石或流體發(fā)生反應(yīng)形成沉淀或結(jié)垢造成堵塞，特別是擠壓井時(shí)，入井液及井筒內(nèi)的雜質(zhì)會(huì)深入地層，造成堵塞會(huì)更深入，對(duì)滲透率的影響更大，危害也更大。微粒、乳化油、化學(xué)添加劑、沉淀有機(jī)物和無(wú)機(jī)物均會(huì)影響儲(chǔ)集層的滲透率，侵入油層后可能引起水堵或乳化液堵，水敏性地層由于濾液的侵入會(huì)造成粘土膨脹，微粒運(yùn)移等。

（二）射孔

射孔過(guò)程對(duì)孔眼周?chē)挠蛯有纬闪藟簩?shí)損害，雖然不可避免，但可以減小。射孔時(shí)的壓差也有影響，理論上來(lái)說(shuō)，井筒壓差越小效果越好，因?yàn)檫@樣可以使油層流體在瞬間流入井筒，對(duì)井眼起到了沖刷作用。射孔孔徑、射孔密度、射孔穿透深度等參數(shù)均有影響，尤其表現(xiàn)在低滲油藏，大孔徑、高孔密、深穿透有利于保護(hù)油層、提高產(chǎn)量。目前勝利采油廠的生產(chǎn)井射孔已基本推廣了102槍彈，個(gè)別低滲或堵塞嚴(yán)重儲(chǔ)層采用了一米彈和復(fù)合增效射孔，效果是不錯(cuò)的。另外，射孔液對(duì)油層的損害也不容忽視，所以對(duì)補(bǔ)孔井提倡原井液壓井。

（三）酸化

對(duì)儲(chǔ)層的損害主要表現(xiàn)在酸液反應(yīng)產(chǎn)生沉淀，地層中的含鈣礦物和鈉粘土與酸反應(yīng)會(huì)形成不可溶的沉淀。酸化砂巖油層有可能會(huì)伴隨釋放細(xì)小的顆?；蛟斐傻貙犹２桓蓛舻乃峄苤彩撬峄氯锏囊粋€(gè)來(lái)源。此外，鐵反應(yīng)物的形成以及膠體殘?jiān)?，酸與原油接觸PH值減小而生成的沉淀等，都會(huì)對(duì)油層造成損害。

（四）壓裂

壓裂液在儲(chǔ)層中滯留會(huì)產(chǎn)生液堵，壓裂殘?jiān)鼤?huì)對(duì)儲(chǔ)層造成堵塞，壓裂過(guò)程會(huì)引起油層中粘土礦物的膨脹和顆粒運(yùn)移；壓裂液與原油乳化形成油包水，產(chǎn)生堵塞；壓裂液對(duì)儲(chǔ)層的冷卻效應(yīng)和支撐劑選擇不當(dāng)，以及設(shè)計(jì)不合理、施工質(zhì)量差等都會(huì)對(duì)油層造成損害。

（五）防砂

尤其是化學(xué)防砂，參數(shù)優(yōu)選不夠，或設(shè)計(jì)不合理，以及防砂液的性能問(wèn)題，會(huì)造成防砂失敗，損害地層，甚至造成防砂后不產(chǎn)液，在油層形成嚴(yán)重堵塞。

（六）檢泵

下井管柱的清潔是非常重要的，如果管柱不清潔，攜帶固相顆粒等入井，極易造成地層堵塞，影響油井產(chǎn)量。提管時(shí)未按標(biāo)準(zhǔn)灌液，井筒液柱下降.巖層容易回吐，大直徑工具下井，下放速度過(guò)快。井筒液注.沖擊巖層，形成壓實(shí)效應(yīng)，對(duì)巖層的骨架顆粒造成損害，由于徑向空間小，容易造成波激效應(yīng)，對(duì)膠皮損壞造成.卡封失敗。如果作業(yè)檢泵開(kāi)井后生產(chǎn)不正常，作業(yè)隊(duì)采取的第一個(gè)補(bǔ)救措施往往是洗井，前面我們已經(jīng)講過(guò)洗井對(duì)地層的損害，所以應(yīng)該分析原因，慎重使用。實(shí)踐證明，洗井是造成有的油井屢修屢壞、屢壞屢修，產(chǎn)量不斷下降的重要原因之一。

綜上所述，儲(chǔ)層損害存在于作業(yè)施工的多個(gè)環(huán)節(jié)，只有根據(jù)油層及施工的實(shí)際情況，認(rèn)真地分析研究，合理制定對(duì)策，才能盡量減少油層損害，提高原油產(chǎn)量。

四、針對(duì)作業(yè)過(guò)程中易發(fā)生的儲(chǔ)層損害建議采取的措施

油層損害雖然不可能完全避免，但我們可以通過(guò)采取相應(yīng)的措施來(lái)盡量減少和預(yù)防，下面結(jié)合勝坨油田實(shí)際，提出作業(yè)施工中油層保護(hù)技術(shù)工作的幾點(diǎn)建議：

（一）要根據(jù)油層實(shí)際情況區(qū)分對(duì)待，勝坨油田中、高滲透油藏儲(chǔ)層特性分析認(rèn)為造成油層潛在傷害的因素主要有：入井液帶入的機(jī)械雜質(zhì)堵塞喉道，污染油層；粘土礦物的膨脹、分散、運(yùn)移堵塞喉道。對(duì)待低滲油藏該怎樣，不能一概而論，尤其是低滲油藏，作業(yè)過(guò)程中采取措施要慎之又慎。象坨142斷塊、坨719斷塊這樣的低滲區(qū)塊的井，制定措施和作業(yè)施工中，要從保護(hù)油層的角度認(rèn)真加以注意。

（二）盡量采取不壓井作業(yè)，不使用入井液，在非使用不可的情況下應(yīng)認(rèn)真選擇，要使用與儲(chǔ)集層巖石及流體都配伍的流體，而且入井液必須保證清潔，比重一定要合適，這就要求我們的施工隊(duì)伍以及生產(chǎn)保障單位通力合作，哪個(gè)環(huán)節(jié)都不能出現(xiàn)問(wèn)題，如裝運(yùn)入井液的罐車(chē)，施工的泵車(chē)必須清洗干凈，決不能留有以前施工的余液。

（三）射孔施工前要根據(jù)油層的具體情況制定優(yōu)選射孔參數(shù)和射孔方式，推廣采用負(fù)壓射孔，合理的負(fù)壓值是確?？籽弁耆鍧嵉闹匾獥l件，應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)集層條件而確定，最好是用巖心靶流動(dòng)實(shí)驗(yàn)法來(lái)確定，對(duì)于低滲油層，建議推廣大槍大彈，增強(qiáng)穿透力，使射孔深度能夠穿透損害深度，同時(shí)使用優(yōu)質(zhì)射孔液，保證與地層巖性及流性液性配伍。

（四）酸化施工前，工藝部門(mén)要針對(duì)不同的油層特性選擇酸化工藝。盡量選擇使用配伍性好、效果好、傷害小的酸液，并根據(jù)特殊要求，選擇高效的添加劑，特別是緩蝕劑、鐵離子穩(wěn)定劑、粘土防膨劑、抗酸渣劑，最好用儲(chǔ)集層巖心及儲(chǔ)集層流體進(jìn)行試驗(yàn)。施工隊(duì)伍要保證酸化管柱的清潔，井筒內(nèi)的殘?jiān)丸F垢等要沖洗干凈，配酸用水、儲(chǔ)酸池、運(yùn)酸罐要保證清潔，嚴(yán)禁混入雜物，深井處理要加乳化劑。

（五）壓裂施工前要嚴(yán)格審批，優(yōu)化設(shè)計(jì)壓裂液、支撐劑和添加劑，以及適當(dāng)?shù)膲毫压に?，采用適當(dāng)?shù)慕宦?lián)技術(shù)，最主要的是加強(qiáng)施工中的質(zhì)量控制。施工中的質(zhì)量控制是保證壓裂效果，防止由于施工不當(dāng)造成油層傷害的重要環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)引起高度重視，施工前首先檢查配液池，壓裂液和支撐劑儲(chǔ)罐是否干凈，所用的成膠劑，交聯(lián)劑和各種添加劑是否合格，嚴(yán)格按壓裂液配方配制壓裂液，地面管線和井筒必須清潔，施工過(guò)程中認(rèn)真監(jiān)控交聯(lián)劑、破膠劑、支撐劑的加入情況，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)注液。密切監(jiān)視地面施工泵壓與排量變化情況，防止脫砂和砂堵的發(fā)生，施工后要迅速排液，并取樣分析，確保迅速?gòu)氐着懦鰤毫岩骸?/p>

（六）提倡使用機(jī)械防砂，對(duì)于化學(xué)防砂，工藝部門(mén)要根據(jù)儲(chǔ)層情況，合理選擇防砂方式和防砂料，要始終貫穿最大程度減少油層損害的思想。

（七）檢泵作業(yè)過(guò)程中，推廣不壓井作業(yè)，保證入井管桿的清潔。起下管柱過(guò)程中保持井內(nèi)液柱高度，按標(biāo)準(zhǔn)灌液，起下帶有大直徑的工具，控制速度，防止產(chǎn)生抽吸或壓力激動(dòng)，帯封管柱控制每小時(shí)40根，對(duì)于一段時(shí)間內(nèi)多次重復(fù)作業(yè)不成功的檢泵井，要組織技術(shù)人員認(rèn)真分析原因，制定對(duì)策，而不應(yīng)該盲目地重復(fù)檢泵。檢一次泵就會(huì)對(duì)油層產(chǎn)生一次損害，盲目地重復(fù)檢泵造成惡性循環(huán)，往往是越修越不成功，就算成功產(chǎn)量也比以前有較大下降。

五、結(jié)論與認(rèn)識(shí)

以上論述基本涵蓋了勝坨油田井下作業(yè)施工中油層保護(hù)技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀、存在的問(wèn)題和不足、以及對(duì)經(jīng)常發(fā)生的油層損害現(xiàn)象應(yīng)該采取的的措施，但并不是全部包括，對(duì)于一些涉及不到的施工工序，油層保護(hù)要具體情況，具體分析，具體對(duì)待，而不能生搬硬套。隨著老油田的自然遞減和井筒條件的復(fù)雜化，我們每年的作業(yè)工作量呈增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，因此，油層保護(hù)技術(shù)作為一項(xiàng)保護(hù)油氣資源和“少投入，多產(chǎn)出”的重要技術(shù)越來(lái)越顯示出它的重要性。只要大家從思想上重視，從油層保護(hù)的角度來(lái)設(shè)計(jì)、組織和實(shí)施施工，針對(duì)不同的層位和實(shí)際情況采取有針對(duì)性的措施，油層保護(hù)工作必將取得良好的效果，推動(dòng)勝坨油田油氣資源開(kāi)發(fā)的可持續(xù)發(fā)展。

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