油層污染識別方法淺談

王曉華

(遼河油田鉆采工藝研究院,遼寧盤錦 124010)

油層污染識別方法淺談

王曉華

(遼河油田鉆采工藝研究院,遼寧盤錦 124010)

在油層被鉆開之前,處于原始狀態,油氣藏巖石及其礦物組分和其中所含流體基本上處于“一種物理—化學”和熱動力平衡狀態,在鉆井、完井、射孔、采油、增產和修井等作業中,都可能破壞這種平衡狀態,或改善地層,或損壞地層,造成地層污染,本文介紹了造成油層污染的機理及識別方法。

油層 污染 識別方法

1 油層污染的機理

儲層本身含有較多的粘土礦物，尤其是易吸水膨脹、水敏性強的粘土，儲層巖石在泥漿濾液浸泡下粘土膨脹，堵塞孔隙引起滲透率下降。泥漿中本身含有有害顆粒、水泥微粒，本身顆粒脫落。堵塞孔喉。泥漿濾液與地層流體不配伍，在生產過程中，溫度、壓力引起化學反應，形成沉淀物或乳化物，引起儲層物性下降。對于工程事故，使儲層不正常裸露，或浸泡時間過長，造成地層損害。在生產過程中，采取某些增產措施，造成油層污染。

2 評價油層污染的基本參數

目前評價油層污染的基本參數有以下幾種：堵塞比(DR)，是油層污染前后滲透率的比值；表皮系數(S)，表示受污染油氣層滲透率的降低總和，它反映油層的污染程度；污阻系數(DF)，是污染區附加壓降與生產壓差之比；侵入深度(Di)，定量描述油層污染程度的關鍵參數，可采用在不同探測半徑所求的含油飽和度變化關系及橫向測井圖版擬合法求出。

3 判別方法

3.1 長慶馬嶺地區采用數理統計方法求取表皮系數

S：表皮系數 μ：泥漿粘度，厘泊

H：地層深度，m Tp：地層浸泡時間，d

POR：孔隙度，% Ps：地面壓力，1.01325×105P

S0：含油飽和度.% RLLD：深感應電阻率(ohmm)

SP：自然電位.mv RW：地層水電阻率(ohmm)

3.2 在不同探測深度處求出含油飽和度的變化關系,據此確定侵入深度

一般情況下：1m或0.45 m梯度電極系反映侵入帶的電阻率，0.8m感應測井反映原狀地層的電阻率。由于泥漿濾液沖洗地層，造成不同徑向深度處孔隙流體的不同飽和度分布，即含油飽和度的不同，因此從侵入帶到原狀地層，油層含油飽和度是漸變的。徑向侵入深度由小到大變化，含油飽和度也由小到大相應變化，直至接近或等于原狀地層的含油飽和度。

結合電阻率侵入深度圖版，采用拋物線擬合法，求得侵入深度為：

當SORM≥0.75 SO時

當SORM＜0.75SO時

式中SO：感應測井求得含油飽和度；

SORM：1m(0.5Ω)梯度電極系求出的含油飽和度；

SOR：剩余油飽和度

RcD：0.8m深感應測井電阻率

Rct：1m梯度電極系電阻率

3.3 其他測井方法

井徑測井：在鉆井過程中，由于地層受泥漿沖洗、浸泡以及鉆具沖擊等原因造成井徑與鉆頭尺寸不同。利用井徑測井測得井眼受破壞程度。

井溫測井：確定泥漿侵入帶，尋找泥漿漏失層。

3.4 注入水污染的巖心分析法

用天然巖心研究注水對油層污染程度是一種比較直觀的方法。首先將試驗用水殺菌，并用孔徑0.45μm的濾膜過濾，可排除水中懸浮物對巖心端面的堵塞。在此情況下，注入與油層水相配伍的水，可以定量測定巖心中粘土礦物的水化膨脹和遷移對油層的污染程度。若兩種水混相時產生化學沉淀，可先注入配伍性好的模擬水，再注入地層水使巖心中的水性恢復原狀，最后注入不配伍的水，這樣可以定量測定化學沉淀對滲透率的影響程度。巖心的CEC值能反映巖心中蒙脫石類粘土礦物的含量和取代量，因此與巖心的水化膨脹性緊密相關，CEC值測定與水測滲透率試驗結合，可對油藏的水化膨脹性作出定量判斷。

3.5 巖心分析評價鉆井液污染

鉆井液損害是油層污染的重要原因之一。首先進行儲層敏感性評價，然后在室內進行巖心綜合分析，選擇最佳的鉆井液配方。這是目前國內外普遍使用的方法。

3.6 一種定量計算侵入地層濾液量及確定地層污染來源的新方法

利用試油排液中某些離子含量變化的趨勢來計算侵入地層中濾液數量的方法，并通過化學分析對比，確定地層中濾液類型，明確污染來源。該方法機理為：由于各種與地層接觸到的流體體系都有自己特定的化學成分。通過分析對比這些流體化學成分和試油返排液的化學成分，很容易確定地層污染的主要來源，具體做法是：(1)分析接觸地層的各種流體化學成分，確定其離子含量。(2)分析試油返排液化學成分及離子含量。(3)對比鉆井液、壓井液、固井液等流體離子含量與試油返排液離子含量，分析其相關性。(4)由對比結果，確認與試油返排液相關性大的流體體系，確定地層污染的主要來源。該方法目前在勝利油田使用。

3.7 毛細管壓力技術評價鉆井液污染

適用于一個區塊的分析，將試驗巖心通過不同類型的鉆井液濾液飽和之后，用煤油作驅替夜，在高速離心機上，使被驅替液離出巖塞，根據取得的數據計算出毛細管壓力值，再利用毛細管壓力與相對滲透率、有效滲透率的關系對巖心污染程度進行定量描述。一般規律是，入孔壓力大，束縛水飽和度高，驅油效率低，則污染程度嚴重。

3.8 利用礦場測試資料評定油層污染

對已經完井的油層實際發生的污染狀況評價，如：判斷完鉆井的污染程度、估算油井產能、制定開發方案和提出補救措施等。

3.8.1 壓力恢復測試解釋法

在鉆井過程中進行中途測試，判斷鉆井過程中的污染程度。完井后在各個時期進行MFE地層測試，分別判斷各個時期的污染程度。在油井生產過程中進行壓力恢復測試，進行雙對數及半對數擬合分析，可以求得在生產過程中的綜合表皮系數、堵塞比等參數，進行綜合分析評價。

3.8.2 測井資料解釋法

主要利用密度測井中的光電吸附指數值來反映高原子序數物質的多少，以判斷污染。按照公式Pe=K2Z3.6(式中，Pe為光電吸附指數，Z為原子序數， K2為儀器系數)， Pe受Z值的控制，高Z值的元素對其有很強的敏感性，造巖礦物中元素的Z值一般在二、三十左右，而鉆井泥漿中重晶石等含鋇一類的Z值達56以上，這類物質進入地層后，測井時Pe明顯增大，而造成的污染也較嚴重。一般認為：變粒巖、混合巖Pe在2—3之間污染輕微，4以上污染嚴重。

3.8.3 油井產能計算解釋法

美國巖心公司有一套節點分析程序，SAM。該軟件，應用節點分析原理，計算表皮系數。這種方法根據取得的油藏基本參數(滲透率、孔隙度、泄油半徑、地層有效厚度及高壓物性參數)，計算油井理論產能，并與油井實際產能比較，這種計算出來的數值要與中途測試資料結合，綜合分析判斷。

4 結語

(1)隨著油氣田開發的不斷深入，油藏壓力遞減，含水上升，各種增產作業相繼實施，對油層影響日益明顯，有必要明確各類措施對油層的影響情況及影響程度。

(2)各類測試技術的發展，計算機水平的提高，結合理論水平的提升，提高了獲取油層污染評價參數的技術水平及分析水平。

(3)在實際工作中，各種油層污染評價方法應相互結合，并與油藏實際開發情況綜合考慮，以便給出準確結論。

[1]劉能強.實用現代試井解釋方法.石油工業書版社,2005年7月,第四版.

[2]李巨峰,操衛平,馮玉軍等.含油污泥處理技術與發展方向[J].石油規劃設計,16(5):30～33.

[3]姜勇,趙朝成,趙東.含油污泥來源與處理方法綜述.油氣田環境保護,2006,1～5.

王曉華(1961—),1987年畢業于大慶石油學院物理專業,目前在遼河油田從事油氣田開發工作。