淺析油氣層損害機(jī)理及保護(hù)策略

摘 要：在石油勘探開發(fā)中，需要做好油氣層的保護(hù)工作，才能保障油氣開采的順利進(jìn)行，而油氣層保護(hù)設(shè)計(jì)的學(xué)科和部門眾多，屬于一項(xiàng)貫穿油氣生產(chǎn)全過程的系統(tǒng)性工程。本文結(jié)合油氣層損害機(jī)理，對(duì)其保護(hù)策略進(jìn)行了簡要分析。

關(guān)鍵詞：油氣層；損害機(jī)理；保護(hù)策略

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.248

0 前言

石油的勘探和開發(fā)會(huì)造成油氣層的損害，而在多數(shù)情況下，油氣層的損害無法自然恢復(fù)，其會(huì)對(duì)后續(xù)的發(fā)現(xiàn)和開采帶來不利影響。在這種情況下，就必須做好油氣層損害機(jī)理的分析，采取切實(shí)可行的保護(hù)措施，降低對(duì)于油氣層的損壞，提升油氣開采的效率。

1 油氣層損害機(jī)理

油氣層的損害發(fā)生在試油以及修井作業(yè)的過程中，其實(shí)質(zhì)是各種工序?qū)τ谟蜌鈱拥奈廴竞蛽p害，如果不能對(duì)其進(jìn)行有效防范和保護(hù)，會(huì)直接影響油氣層的開發(fā)效率，增大開發(fā)難度。以低滲透儲(chǔ)集層為例，結(jié)合大量的研究實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致油氣層損害的主要原因有兩個(gè)，一是液體與固體顆粒在開發(fā)層孔道及縫隙中的堵塞與運(yùn)移，二是液-固及液-液之間發(fā)生了相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)和熱動(dòng)力作用。有關(guān)學(xué)者認(rèn)為，低滲透儲(chǔ)集層的損害屬于一種非常復(fù)雜的系統(tǒng)工程，是內(nèi)外損害源以及復(fù)合損害源共同作用的結(jié)果，具體的損害形式包括了外來流體與地層巖石以及地層流體的不配伍，如堿敏性損害、水敏性損害以及有機(jī)垢堵塞等；固相微粒運(yùn)移及堵塞導(dǎo)致的損害；微生物作用導(dǎo)致的損害等[1]。

在試油和修井過程中，導(dǎo)致油氣層損害的原因有幾個(gè)，一是礫石充填，如礫石大小不合適，使得儲(chǔ)層砂填充礫石層，或者聚合物殘?jiān)?、鐵銹以及絲扣涂料等對(duì)于油氣層的污染和損害，如果沒有能夠及時(shí)對(duì)下井的管柱工具進(jìn)行清洗，會(huì)導(dǎo)致壓井液性能的拜年話，人為帶入雜質(zhì)，導(dǎo)致油氣層的堵塞；二是酸處理，在油氣勘探和開采環(huán)節(jié)，酸處理采用的酸液會(huì)造成膠質(zhì)物質(zhì)的溶解，從而破壞油氣層的巖石膠結(jié)，同時(shí)也會(huì)引發(fā)石蠟沉淀，造成油氣層的堵塞。雖然通過洗井，可以清除生產(chǎn)管柱中的沉淀物和腐蝕物，但是在這個(gè)過程中，沉淀物和腐蝕物可能會(huì)混在洗井液中進(jìn)入油氣層，造成污染；三是壓裂，在壓裂過程中，可能會(huì)產(chǎn)生殘?jiān)?，其中較小的顆粒會(huì)進(jìn)入到較深的油氣層中，導(dǎo)致裂隙和孔喉的堵塞，存在于縫壁上的殘?jiān)鼊t可能會(huì)混入壓裂液，沿支撐縫移動(dòng)，壓裂結(jié)束后，殘?jiān)盗?，容易造成填砂裂縫堵塞，影響壓裂的效果；四是射孔，正壓射孔作業(yè)中，射孔液的套管、水泥環(huán)碎片、破碎巖屑等可能堵塞已經(jīng)開出的孔道，同時(shí)射孔液也容易造成地層的損害，其與地層流體的配伍性越差，對(duì)于地層的損害也就越嚴(yán)重。

2 油氣層保護(hù)策略

2.1 油氣層損害的解決

從油氣層損害的機(jī)理和原因出發(fā)，可以大致將其損害分為兩種，對(duì)于不同的損害類型，可以采用不同的方法進(jìn)行解決。一是粉砂與粘土的損害，可以根據(jù)實(shí)際情況，采用相應(yīng)的方法和手段進(jìn)行解決，例如，碳酸鹽油氣層可以以鹽酸消除細(xì)粒，砂巖油氣層可以以氫氟酸消除細(xì)粒，如果沉淀物同時(shí)包含了有機(jī)物和無機(jī)物，可以利用酸和烴的乳狀液進(jìn)行系統(tǒng)處理。對(duì)于單純的有機(jī)物沉淀，尤其是重?zé)N沉淀，應(yīng)該注入冷處理液，或者將乙醇與芳香族溶液混合后進(jìn)行處理。二是各種垢質(zhì)的損害，可以選擇適當(dāng)?shù)乃嵋?，在避免鈣鎂鹽沉淀的前提下，溶解氫氧化物垢，也可以選擇氫氟酸溶解硅質(zhì)垢，還可以利用多種還原劑與鹽酸等，對(duì)鐵質(zhì)垢進(jìn)行溶解。如果濾液進(jìn)入油氣層，會(huì)導(dǎo)致油氣層濕潤性的改變，對(duì)此，可以注入互溶劑，消除掉其中的親油烴，也可以注入親水表面活性劑，使得親油烴能夠附著在巖石礦物表面，減少其對(duì)于油氣層的損害。而對(duì)于侵入到油氣層中的水基濾液，其可能會(huì)與原油混合在一起，形成乳狀液，粘度較大，一般會(huì)同時(shí)使用破乳劑和互溶劑進(jìn)行處理[2]。

2.2 油氣層的保護(hù)

對(duì)于油氣層的保護(hù)，需要依照實(shí)際情況，采取有效的保護(hù)措施，以確保保護(hù)的實(shí)際效果。具體來講，可以從幾個(gè)方面著手，一是在試油和修井作業(yè)中，選擇多功能管柱，提升作業(yè)的效率和質(zhì)量，減少堵塞問題；二是對(duì)射孔參數(shù)進(jìn)行相應(yīng)的優(yōu)化調(diào)整，降低孔眼附加壓，同時(shí)優(yōu)先選擇負(fù)壓，在減少壓井液污染的同時(shí)，也可以保證良好的射孔效果。在選擇射孔液的過程中，從縮短等停時(shí)間、防治水敏損害以及減少孔眼堵塞的角度分析，可以以稀鹽酸或醋酸加緩蝕劑來配置射孔液，確保各項(xiàng)工序的緊密銜接；三是壓井液與修井液的合理選擇，由于其在井下停留的時(shí)間越短，造成的損害越小，恰當(dāng)?shù)膲壕汉托蘧耗軌驕p少油氣層的損害，實(shí)現(xiàn)良好的保護(hù)效果。相關(guān)研究表明，如果壓井液的液柱壓力超過油氣層孔隙壓力，則其對(duì)于油氣層的危害或增大。而良好的修井液能夠降低甚至杜絕對(duì)油氣層的損害，同時(shí)也可以保證修井作業(yè)的順利展開。相關(guān)研究表明，在修井液中加入適量的穩(wěn)定劑，能夠有效減少和控制水敏、速敏及鹽敏等問題產(chǎn)生的幾率；四是在作業(yè)過程中，應(yīng)該重視油井的清洗，做好射孔液與壓井液的配置和運(yùn)輸管理，防止出現(xiàn)污染問題。對(duì)于測(cè)試工藝，應(yīng)該科學(xué)選擇，盡可能減少和避免測(cè)試對(duì)于油氣層的損害[3]。

3 結(jié)語

總而言之，在油氣層試油和修井作業(yè)中，可能引發(fā)油氣層損害問題，影響生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行。本文對(duì)油氣層損害的機(jī)理及原因進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的保護(hù)措施，希望能夠做好油田生產(chǎn)中油氣層的保護(hù)工作，為我國石油產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

[1]徐善雷，夏明圣，朱貴山.蘇北區(qū)塊試油油氣層損害原因分析及保護(hù)對(duì)策[J].內(nèi)江科技，2012（05）：149.

[2]郭登峰.油氣層損害機(jī)理及保護(hù)技術(shù)研究現(xiàn)狀[J].內(nèi)蒙古石油化工，2014（01）：115-116.

[3]黃月明，馬永本，李峰昌，董江波.河南油田油氣層損害因素分析及保護(hù)措施研究[J].中國化工貿(mào)易，2014（15）：158，160.

作者簡介：呂沛（1974-），男，甘肅寧縣人，本科，助理工程師，擔(dān)任試油技術(shù)人員。