第六章保护油气层技术.doc

第六章:保护油气层技术 §6-1 油气层损害的基本概念和储层敏感性 油气层保护是指在完井、试油和采油过程中为防止油层损害所采取的一系列措施，其目的是保证油气畅流入井。如果油气层受到损害，其后果会影响新探区和新油气层的发现，以及油气井的产量，从而给石油勘探和开发带来巨大经济损失。因此，保护油气层不受损害是十分重要的。 一、油气层损害 在钻开油气层、注水泥、射孔、试油、酸化、压裂、采油、注水、修井等施工过程中都会不同程度地破坏油气层原有得物理-化学平衡状态，这种入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带油层渗透率下降得现象称为油气层损害。油田的勘探和开发是一个系统工程，如果其中的某个环节造成了严重的油气层损害，就可能使其它工作无效，影响油田开发效果。因此，了解油气开采过程中可的造成的油气层损害的机理，不但有助于采取保护油气层的措施，而且是判断油气层损害程度的基础。 表6.1.1简要列出了油气井作业中可能造成的油气层损害的原因。生产过程中可能造成油气层损害的原因虽然很多，但主要的损害机理可归纳为以下四个方面： （1）外来流体与储层岩石矿物不配伍造成的损害。 （2）外来流体与储层流体不配伍造成的损害。 （3）毛细现象造成的损害。 （4）固相颗粒堵塞引起的损害。 表6.1.1 油气开采过程中可能导致油气层损害的原因 序号 作业过程 导致油气层损害的原因 1 钻开油气层 （1）钻井液与储层不配伍 （2）压差控制不当 （3）浸泡时间过长 （4）钻井液流速梯度过大 （5）快速起下钻 （6）钻具刮削井壁 （1）滤液可引起粘土膨胀、水锁、乳化，固相可引起堵塞等 （2）易促使钻井液滤液及固相进入地层 （3）增加滤液侵入量 （4）冲蚀井壁、破坏滤饼，不仅促使浊液进入产层，而且易造成井眼扩大，影响固井质量 （5）快速起钻的抽汲作用破坏滤饼，快速下钻的冲击作用增大压差而使井液侵入储层量增加 （6）破坏滤饼使井液易进入储层；泥抹作用易使固相嵌入渗流通道 2 注水泥 （1）水泥浆滤液进人储层 （2）固井质量不好 （1）造成粘土膨胀分散；水泥的水化作用使氢氧化物过饱和、重结晶，沉淀在孔隙中 （2）后续工作会沿水泥环渗漏于地层 3 射孔、试油 （1）压实带的形成 （2）射孔液与储层不配伍 （3）固相堵塞 （4）射孔压差过大 （5）高压差、高排量试油 （1）射孔工艺固相特征、压实带内岩石力学性质及渗流特征受到破坏 （2）引起粘土膨胀及水锁等 （3）射孔液中固相颗粒高，如钻井液絮块、射孔碎片 （4）射孔正压差比负压差更易产主损害 （5）引起储层内微粒运移；在井眼周围地带形戌压力亏空带，再次引起大量渗漏 压力下降快，原油脱气 4 酸化 （1）酸反应物再次产生沉淀 （2）酸有杂物 （3）酸化措施不 （4）酸与地层流体不配伍 （1）酸敏矿物存在时可产生絮状或胶状沉淀物 （2）） 则说明已发生速度敏感，流量Qi-1即为临界流量。速敏程度评价标准见表6.1.1。 表6.1.1 速度敏感程度评价指标 损害程度 ≤0.3 0.3～0.7 ≥0.7 敏感程度 弱 中等 强 表中损害程度的计算式为： 损害程度 = ×100％ 式中 kmax――所有流速下各渗透率点中的最大值，10－3μm2； kmin――所有流速下各渗透率点中的最小值，10－3μm2。 储层的临界流速vc不是一个常数，它随流体性质的不同而改变。这里的流体性质主要是指流体的盐度、pH值等，盐度降低将使储层的粘土矿物水化、膨胀，并可能进一步分散解体，释放出更多的微粒；同时，粘土膨胀也将使储层的喉道尺寸缩小。pH值升高会使结合力较弱的高岭石类粘土矿物脱离岩石骨架。因此，临界流速往往随着流体盐度的下降及pH值的升高而下降。 2．水敏 油气层中的粘上矿物在原始油藏条件下处于一定矿化度的环境中，当淡水进入储层时，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移，从而减少或堵塞地层孔隙和喉道，造成地层渗透率的降低，油气层的这种遇淡水后渗透率降低的现象称为水敏，水敏实验的目的是了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过程，找出发生水敏的条件及水敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供参考依据。 3．盐敏 在钻井、完井及其它作业中，各种工作液具有不同的矿化度，有的低于地层水矿化度，有的高于地层水矿化度。当高于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，可能引起粘土的收缩、失稳、脱落；当低于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，则可能引起粘土的膨胀和分散。这些都将导致油气层孔隙空间和喉道的缩小及堵塞，引起渗透率的下降从而损害油气层。因此，盐敏评价实验的目的是找出渗透率明显下降的临界矿化度以及由盐敏引起的油气层的损害程度 4．碱敏