牛莊油田王53斷塊油藏儲層傷害機理及保護技術研究

任卓琳(中石化勝利油田分公司采油工藝研究院 山東 東營 257000)

王53斷塊儲層受地層條件及外來因素的影響，其潛在傷害因素較多，傷害程度也較大，若在實際生產中不針對具體情況對儲層加以保護，最終對油層會造成不可挽回的損失。要盡量減少或消除各種傷害，必須從鉆井、完井、采油、作業等全過程實施油層保護技術，只有這樣，才能達到保護油層的目的。針對各斷塊儲層的室內試驗結果，提出了低傷害鉆井液、低傷害、壓井液、洗井液的質量要求以及壓裂、酸化、防砂等作業過程中的油層保護措施、注入水的標準。

一、油氣儲層傷害機理

在油氣井完鉆井、生產、增產、提高采收率等全過程中的任一作業環節，儲層與外來液體以及所攜帶的固體微粒接觸，由于這些液體與地層流體不匹配而產生沉淀，或造成儲層中粘土礦物的膨脹或產生微粒運移，它們往往堵塞了孔隙通道，使得滲透率降低，從而不同程度地損害了儲層的生產能力，即儲層傷害。

一般研究認為，儲層損害是一個復雜的系統工程，它是由于內傷害源、外傷害源和復合傷害源導致的結果。具體損害形式有：①固相微粒運移造成的儲層損害；②外來流體與儲層巖石、流體不配伍造成的損害：如水敏性損害、堿敏性損害和無機垢、有機垢堵塞等；③潤濕性、毛管現象引起的儲層損害；④地層濕度、壓力變化引起的儲層損害；⑤微生物對儲層的損害。

二、儲層保護技術研究

20世紀90年代以來，國外很多油氣田和國內一些油氣田已經形成了從傷害機理研究到現場施工一整套系統保護油氣的研究思路和工作方法，并取得了豐碩的成果和較好的經濟效益。

1.提高低傷害鉆井液質量

在鉆井過程中，鉆井液必須與油層接觸，由于鉆井液成份復雜，加上有害固相含量多，因此鉆井液對油氣層的傷害也許是相當嚴重的。特別是重晶石等加重劑，在堵塞油氣層以后，甚至用強酸也無法解除，因此控制鉆井液質量、有效控制鉆井壓差、環空氣流速等鉆井技術參數，是油層保護的關鍵。

推薦使用聚合醇有機鉆井液和M M H正電膠鉆井液，聚合物胺鹽鉆井液對粘土有抑制作用，pH值接近中性，屬不分散體系，有利于對油層的保護；M M H正電膠鉆井液對油層傷害輕，地層滲透率恢復常在75%以上。

鉆井液密度范圍，能夠在較大范圍內進行調整，現場施工中應按設計下限打開油層并依據具體情況加以調整，盡量降低鉆井液密度，達到近平衡壓力鉆進，避免因鉆井液密度過大而壓死油層，推薦鉆井液密度大于低層壓力系數值0.05～0.10g/cm3。

固相含量要嚴格控制固相含量≤8%，根據地層孔喉半徑計算得出鉆井液中的固相顆粒粒徑，由于現場施工中難以控制，建議采用油溶樹脂屏蔽暫堵技術，以達到保護油層的目的。濾失量：打開油層時的鉆井液，API濾失量≤5mL，高溫高壓濾失量≤10mL。

濾液要求總礦化度大于地層水礦化度為好，pH值≤8.0，因地層水中Ca2+、M g2+含量較高應控制鉆井液中CO 32－、H CO 3－等離子含量以免發生結垢，而堵塞地層通道。

鉆井液各組分的性能都能滿足保護油氣層的需要。

2.射、補孔過程中的油氣保護

壓井是鉆井之后又一可能對地層產生嚴重傷害的過程，以前時常出現由于壓井液使用不當而把油層壓死的情況，因此壓井液好壞直接關系到油井的命運。

壓井液應符合以下要求：當（P靜-1.0）M Pa＜P中＜（P靜+0.5）M Pa時，采用精濾污水作基液；當P靜M Pa＜P中＜（P靜+1.5）M Pa時，采用精濾污水+CaCl2壓井；當P中＞（P靜+2.0）M Pa時，采用其它無固相高密度壓井液；壓井液礦化度≥地層水礦化度；懸浮固體含量≤3mg/L；懸浮固相顆粒粒徑≤3um；基液pH 6～8；壓井液與地層流體配伍，不乳化，不沉淀；

洗井是在多種作業過程中常遇到的，它可清洗掉井筒污物，使各作業工作順利進行。其中洗井液要求：基液采用污水處理站處理后的污水；洗井液表面張力≤32×10-3N/m；懸浮固體含量≤3mg/L；懸浮固相顆粒粒徑≤3um；基液pH值為6～8；洗井液與地層流體相配伍；（指洗井液在地層條件下與原油乳化率≤5%）；具有防止地層粘土膨脹、分散和運移能力；保持地層巖石水濕安全無毒，不污染環境。

3.酸化壓裂過程中的油層保護

酸化是油氣井重要的增產措施和投產措施，它可以解堵地層堵塞，疏通濁流通道，使油井增產，水井增注。但是由于地層情況復雜，酸化工作的難度也較大，因此在酸花前必須采用地層巖心或與酸化地層巖心成份相近的天然巖心進行酸液優選試驗，找出最佳配方。

壓裂施工前采用稀酸酸洗炮眼并大排量反洗井；配制壓裂液采用清潔清水要求懸浮固體含量≤5mg/L；懸浮固相顆粒粒徑≤3um；推薦采用羥丙基胍膠壓裂液，并符合以下要求：攜砂性好，粘度高（地層溫度下）；濾失系數Ca≤3.0×10-4m/min－1/2；破膠化水后粘度≤2mPa·s；殘渣≤5%；濾液與地層配伍性好，原油乳化率≤5%，與地層接觸不產生沉淀；具有良好的穩定地層粘土的微粒能力；室內試驗返排率≥70%；對地層綜合傷害率η≤20%；保持地層巖石水潤濕；采用高效粘土穩定劑，防止粘土膨脹。支撐劑篩析集中，雜質含量少，圓球度好。建議使用前采用稀酸液進行浸泡清洗。

結束語

大量的實踐表明，油氣田的高效開發離不開儲層保護，防止儲層損害已經成為油氣井作業及油氣田開發優化的重要目標，是開發效益最大化的基本途徑。從開發井鉆井、完井、油氣生產、直至提高采收率的全過程，實施以系統工程觀點建立起來的油氣層保護技術是大幅度提高采收率的保障，也是增加產量、降低生產成本的必由之路。

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