低滲氣藏傷害機理研究

賴 燕，蘇河套，王 娜，王 軒，秦海宇，徐 龍

（ 1.西安石油大學(xué)，陜西西安 710065；2.中國石油長慶油田分公司第二采氣廠，陜西榆林 719000）

為緩解能源危機及環(huán)境問題， 天然氣在世界能源結(jié)構(gòu)中的比重越來越大。 目前我國的天然氣資源以低滲儲層為主，我國的鄂爾多斯盆地、塔里木盆地以及四川盆地擁有豐富的天然氣資源，均以低滲儲層為主。由于低滲儲層低孔低滲的特點， 在開采開發(fā)的過程中由于外來流體的侵入（ 如鉆井液、壓裂液等），極易改變儲層的滲流通道，造成儲層傷害。本文以壓裂液對低滲氣藏的傷害為例對低滲氣藏儲層的潛在傷害進行了研究，并分別分析其傷害機理，從而預(yù)防低滲儲層的傷害指導(dǎo)低滲氣藏的開采開發(fā)，提高天然氣的產(chǎn)量[3]。

1 低滲氣藏傷害實驗

分別采用不含殘渣的壓裂液基液與未經(jīng)過處理的壓裂液破膠液對巖心進行傷害實驗研究分析。

1.1 壓裂液基液傷害實驗

1.1.1 實驗巖心及流體 實驗巖心取自X 區(qū)低滲氣藏，孔隙度分布在7.2 %～9.1 %，滲透率分布在2.21 mD～3.45 mD；實驗流體采用胍膠壓裂液和清潔壓裂液。性質(zhì)（ 見表1）。

1.1.2 實驗步驟 （ 1）巖心烘干后，測定干重，然后進行氣測滲透率的測定K1；（ 2） 抽真空后采用模擬地層水飽和，計算巖心的孔隙度；（ 3）將壓裂液過濾，使其不含殘渣，制成基液；（ 4）沿巖心正向端，用壓裂液基液驅(qū)替5 PV；（ 5） 采用氮氣沿巖心正向端驅(qū)替至巖心無液體產(chǎn)出，計算巖心滲透率K2；（ 6）計算傷害率，公式為η=（ K1- K2）×100/K1。

表1 實驗所用壓裂液

1.1.3 實驗結(jié)果

表2 壓裂液基液傷害結(jié)果對比

圖1 壓裂液基液傷害結(jié)果對比圖

通過對同一巖心進行壓裂液基液傷害， 結(jié)果表明（ 見表2、圖1），胍膠壓裂液基液與清潔壓裂液基液對同一巖心的傷害基本一致。 對于不同滲透率大小的巖心，隨著滲透率的減小，基液對儲層的傷害增加。 引起壓裂液基液傷害的主要因素為水鎖傷害。 水鎖傷害主要是由氣井作業(yè)過程中水相侵入儲層使天然氣在地層中流動產(chǎn)生一個附加的流動阻力，影響天然氣的產(chǎn)出。滲透率越小的儲層，水鎖傷害越嚴重[4-6]。

1.2 壓裂液破膠液傷害實驗

實驗巖心取自X 區(qū)低滲氣藏，孔隙度分布在8.2 %～9.7 %，滲透率分布在3.67 mD～4.54 mD。

1.2.1 實驗步驟 （ 1）巖心烘干后，測定干重，然后進行氣測滲透率的測定K1；（ 2） 抽真空后采用模擬地層水飽和，計算巖心的孔隙度；（ 3）沿巖心正向端，用壓裂液破膠液驅(qū)替5 PV；（ 4） 采用氮氣沿巖心正向端驅(qū)替至巖心無液體產(chǎn)出，計算巖心滲透率K2；（ 5）計算傷害率，公式為η=（ K1- K2）×100/K1。

1.2.2 實驗結(jié)果

表3 壓裂液破膠液傷害結(jié)果對比

圖2 壓裂液破膠液傷害結(jié)果對比圖

壓裂液破膠液傷害結(jié)果表明（ 見表3、圖2），含有殘渣的壓裂液破膠液對儲層的傷害較壓裂液基液的傷害增加。 含有少量殘渣的清潔壓裂液破膠液其相對于壓裂液基液的傷害增加較少， 增加了1.6 %～2.5 %；而含有殘渣量較大的胍膠壓裂液破膠液相對于其基液傷害率增加要大的多，增加了10.7 %～12.1 %。可以看出，殘渣在一定程度上增加儲層的傷害。 其主要是由固相顆粒堵塞，減小儲層的滲流造成的，但相對于壓裂液基液的傷害，殘渣造成的傷害要小的多。

2 水鎖傷害解除

造成低滲儲層水鎖傷害的主要原因是附加的毛管阻力， 從降低附加阻力的方向出發(fā)來解除低滲氣藏的水鎖傷害。目前采用的主要方法是，注入表面活性劑降低氣液界面張力，改變儲層潤濕性；注入醇類降低氣液界面張力；對地層進行熱處理，使液相水蒸發(fā)為氣相降低水鎖傷害；注入氮氣、二氧化碳等干氣降低儲層的水鎖傷害[1，7，8]。

3 結(jié)論

（ 1）低滲儲層的傷害以水鎖傷害為主，固相殘渣對儲層也會造成一定的傷害，但相對于水鎖傷害較小。在本文由水鎖對儲層造成的傷害分布在35.1 %～44.5 %，而由殘渣造成的傷害僅分布在1.6 %～12.1 %。

（ 2）可以采用下面幾種方法消除水鎖傷害，注入表面活性劑降低氣液界面張力，改變儲層潤濕性；注入醇類降低氣液界面張力；對地層進行熱處理，使液相水蒸發(fā)為氣相降低水鎖傷害；注入氮氣、二氧化碳等干氣降低儲層的水鎖傷害。

［ 1］ 徐凌.PW 低滲氣藏解除水鎖技術(shù)研究［ D］.西南石油大學(xué)，2014.

［ 2］ 王憲剛.蘇六井區(qū)低滲砂巖氣藏水鎖傷害機理及防治辦法研究［ D］.西安石油大學(xué)，2010.

［ 3］ 白方林.蘇6 井區(qū)氣藏傷害因素分析及降低水鎖傷害方法研究［ D］.西安石油大學(xué)，2011.

［ 4］ 聯(lián)翩.低滲透氣藏水鎖傷害的預(yù)防技術(shù)研究［ D］.西南石油大學(xué)，2012.

［ 5］ 張力. 雅克拉-大澇壩凝析氣藏液鎖傷害機理及防治技術(shù)研究［ D］.西南石油大學(xué)，2014.

［ 6］ 游利軍. 致密砂巖氣層水相圈閉損害機理及應(yīng)用研究［ D］.西南石油學(xué)院，2004.

［ 7］ 魏茂偉，薛玉志，李公讓，藍強，張敬輝.水鎖解除技術(shù)研究進展［ J］.鉆井液與完井液，2009，（ 6）：65-68+96-97.

［ 8］ 熊昕東，王世澤，張國東，趙金洲，湯勇.新場氣田上沙溪廟氣藏水鎖效應(yīng)研究［ J］.鉆采工藝，2007，（ 4）：95-97+3.