油層保護技術在作業施工中的應用現狀及分析

郭愛華 唐力明 李莉

摘要：針對油層物性相差較大的特點，從油層的損害機理，對目前井下作業施工過程中的油層保護技術應用現狀進行了調查和分析，找出了目前儲層保護技術在應用過程中的不足和差距以及存在的問題，結合實例從洗（壓）井、射孔、酸化、壓裂、防砂、試油、檢泵等施工過程對油層損害現象和機理進行了認真分析，然后提出了針對作業過程中易發生的油層損害建議采取的措施，論證了油層保護技術作為一項保護油氣資源和“少投入，多產出”的重要技術越來越體現出來的重要性，并對其應用的良好前景進行了展望。

關鍵詞：酸化；壓裂；修井；油層保護；分析

前言

油層保護技術，簡單的說就是保護儲集層的技術。當鉆井、完井、采油、增產、修井等各種作業時，在儲集層近井壁帶造成流體產出或注入自然能力的任何障礙影響都是油層損害。油層損害降低產能，影響試井與測井資料的準確性，造成儲量和產能計算不準，影響合理制定開發方案，油層損害還導致試油、酸化、壓裂、解堵、修井等井下作業工作量的增加，提高油氣生產成本，影響最終采收率。由此可見，油層保護技術在油田生產中的應用是非常重要的。油層保護技術貫穿于油田生產的各個環節，下面主要根據.不同油層特點，就油層保護技術在.作業施工中的應用現狀和存在問題進行分析和探討，提出建議采取的措施。

一、油層傷害機理

勝坨油田屬于砂巖儲層，其傷害的來源主要有兩種：一種是砂巖儲層本身潛在的傷害，另一種是外界因素作用下引起的儲層傷害。

（一）砂巖儲層本身潛在的傷害

1、儲層敏感性礦物本身存在的傷害因素，如水敏性礦物的水化膨脹、分散、脫落和運移堵塞喉道帶來的水敏或鹽敏損害；堿敏性礦物在外來流體PH值較高的情況下，就會發生分散和脫落，或產生新的硅酸鹽沉淀和硅凝膠體，而造成滲透率下降；酸敏性礦物在與酸液作用時就會產生沉淀或釋放出微粒，造成滲透率的下降；速敏性礦物在高速流體作用下發生位移，引起儲層傷害。2、儲層流體性質對油層造成的損害，如地層水與注入的工作液不配伍、或者原油性質與入井液形成沉淀或乳狀液等，阻礙滲流，從而造成儲層傷害。3、由敏感性礦物產狀帶成的損害，敏感性礦物產狀是敏感性礦物分布的位置和存在的狀態。

（二）外界因素作用下引起的儲層損害

1、外來流體與儲層砂巖不配伍造成的損害，這些損害可分為水敏、酸敏、堿敏及潤濕反轉等，如粘土礦物的膨脹、運移造成水敏，從而引起孔道縮小，滲透率下降，乳酸化施工二次沉淀造成儲層酸敏所引起的油層傷害等。2、外來流體與儲層流體不配伍造成的損害，主要表現為外來流體與儲層流體產生有機、無機沉淀或乳狀液。外來流體所攜帶的細菌在儲層中繁殖生長，也能在一定程度上造成儲層損害。3、毛細管阻力造成的損害，主要包括水鎖效應或賈敏效應，如對于小孔道低滲儲層發生的水鎖效應和油相在水潤濕巖石孔隙終滲流發生的賈敏效應，都能引起油相的滲透率降低，造成油井減產。4、固相堵塞，如注入水中固體懸浮顆粒、鉆井過程中泥漿濾液的固相顆?；蛘咝蘧褐械墓滔囝w粒等，也能夠在壓差作用下進入地層，造成儲層傷害。

（三）工程因素和油氣層環境條件發生變化造成的損害

1、作業或生產壓差太大引起的損害。這類損害主要有啟動地層微粒、產生有機或無機垢沉淀、應力損害、壓漏油氣層以及地層出砂或地層坍塌，并加深已有損害的程度。2、措施作業時間過長也會加重損害的程度。措施作業時間對油氣層的損害有以下兩個方面：一方面當工作液與油氣層不配伍時，對油氣層損害的程度隨時間的延長而加劇，同時細菌損害的程度也會隨時間的增長而加??；另一方面措施作業時間過長會影響損害的深度，如鉆井液、壓井業等工作液，隨著作業時間的延過長，濾液侵入量增加，濾液損害的深度加深。

二、油層保護技術在作業施工過程中的應用現狀

目前在作業井施工時，在油層保護方面主要開展了以下幾項工作：1.盡量采取不壓井作業，必須壓井時合理選擇壓井液，做到“壓而不死，活而不噴”，盡量減少地層損害。2.以前的沖砂作業改進為目前的撈砂作業，避免了入井液的使用，減少了油層受污染損害的機會。3.對于高泥質含量低滲透的油層采取原井液壓井進行補孔或采用負壓射孔技術，合理選擇射孔方式和槍彈型號。4.對于新井投產、先期防砂、水平井等重點井，替泥漿時入井液加防膨劑并根據地層性質合理選擇。5.對于必須進行洗井作業的井，考慮入井液與儲層的配伍性，原則上采用本油田同油區的脫油污水，避免入井液性質與油層性質不匹配，形成堵塞造成傷害。另外，對于重點井，從保護油層的角度出發，嚴格慎重審批施工程序和設計也是一項有效的做法。

通過以上做法的實施，對減少油層損害、保護油層起到了積極的作用。但通過調查發現，針對不同性質的油層采取油層保護技術的做法還不夠，也就是說區別對待重視程度不夠。對于中高滲透性的油層，由于各方面的物性比較好，所以油層保護應用效果表現出來就相對較好，而同樣的做法應用于低滲透性油層就相對較差了。低滲透性油藏對油層保護的要求更高更細致，所以不能一概而論。

另外，雖然施工隊伍基本上都能夠在作業過程中應用油層保護技術，但也不排除因隊伍素質因素以及施工中產生的新情況因素的影響，導致了油層損害現象的發生。表現在：有的井因為壓力比較高，施工隊伍為了防止井噴采取了壓井作業，造成了對油層的損害，致使產量下降；方案要求負壓射孔的井，施工隊伍沒有按照標準和要求進行掏空作業，導致達不到預計的增油效果。以上這些問題都是客觀存在的，也是不容忽視的。

三、作業施工中存在的油層損害現象及分析

通過調查分析，作業施工中各個環節都有可能對油層造成損害，主要體現在以下幾項施工中，即洗（壓）井、射孔、酸化、壓裂、防砂、檢泵等。

（一）洗（壓）井

使用入井液進行循環時，如果入井液含有固相顆粒，就會堵塞射孔孔眼、地層孔隙及裂縫。使用的入井液與油層巖石及油層流體不配伍，入井后與油層巖石或流體發生反應形成沉淀或結垢造成堵塞，特別是擠壓井時，入井液及井筒內的雜質會深入地層，造成堵塞會更深入，對滲透率的影響更大，危害也更大。微粒、乳化油、化學添加劑、沉淀有機物和無機物均會影響儲集層的滲透率，侵入油層后可能引起水堵或乳化液堵，水敏性地層由于濾液的侵入會造成粘土膨脹，微粒運移等。

（二）射孔

射孔過程對孔眼周圍的油層形成了壓實損害，雖然不可避免，但可以減小。射孔時的壓差也有影響，理論上來說，井筒壓差越小效果越好，因為這樣可以使油層流體在瞬間流入井筒，對井眼起到了沖刷作用。射孔孔徑、射孔密度、射孔穿透深度等參數均有影響，尤其表現在低滲油藏，大孔徑、高孔密、深穿透有利于保護油層、提高產量。目前勝利采油廠的生產井射孔已基本推廣了102槍彈，個別低滲或堵塞嚴重儲層采用了一米彈和復合增效射孔，效果是不錯的。另外，射孔液對油層的損害也不容忽視，所以對補孔井提倡原井液壓井。

（三）酸化

對儲層的損害主要表現在酸液反應產生沉淀，地層中的含鈣礦物和鈉粘土與酸反應會形成不可溶的沉淀。酸化砂巖油層有可能會伴隨釋放細小的顆?；蛟斐傻貙犹?。不干凈的酸化管柱也是酸化堵塞物的一個來源。此外，鐵反應物的形成以及膠體殘渣，酸與原油接觸PH值減小而生成的沉淀等，都會對油層造成損害。

（四）壓裂

壓裂液在儲層中滯留會產生液堵，壓裂殘渣會對儲層造成堵塞，壓裂過程會引起油層中粘土礦物的膨脹和顆粒運移；壓裂液與原油乳化形成油包水，產生堵塞；壓裂液對儲層的冷卻效應和支撐劑選擇不當，以及設計不合理、施工質量差等都會對油層造成損害。

（五）防砂

尤其是化學防砂，參數優選不夠，或設計不合理，以及防砂液的性能問題，會造成防砂失敗，損害地層，甚至造成防砂后不產液，在油層形成嚴重堵塞。

（六）檢泵

下井管柱的清潔是非常重要的，如果管柱不清潔，攜帶固相顆粒等入井，極易造成地層堵塞，影響油井產量。提管時未按標準灌液，井筒液柱下降.巖層容易回吐，大直徑工具下井，下放速度過快。井筒液注.沖擊巖層，形成壓實效應，對巖層的骨架顆粒造成損害，由于徑向空間小，容易造成波激效應，對膠皮損壞造成.卡封失敗。如果作業檢泵開井后生產不正常，作業隊采取的第一個補救措施往往是洗井，前面我們已經講過洗井對地層的損害，所以應該分析原因，慎重使用。實踐證明，洗井是造成有的油井屢修屢壞、屢壞屢修，產量不斷下降的重要原因之一。

綜上所述，儲層損害存在于作業施工的多個環節，只有根據油層及施工的實際情況，認真地分析研究，合理制定對策，才能盡量減少油層損害，提高原油產量。

四、針對作業過程中易發生的儲層損害建議采取的措施

油層損害雖然不可能完全避免，但我們可以通過采取相應的措施來盡量減少和預防，下面結合勝坨油田實際，提出作業施工中油層保護技術工作的幾點建議：

（一）要根據油層實際情況區分對待，勝坨油田中、高滲透油藏儲層特性分析認為造成油層潛在傷害的因素主要有：入井液帶入的機械雜質堵塞喉道，污染油層；粘土礦物的膨脹、分散、運移堵塞喉道。對待低滲油藏該怎樣，不能一概而論，尤其是低滲油藏，作業過程中采取措施要慎之又慎。象坨142斷塊、坨719斷塊這樣的低滲區塊的井，制定措施和作業施工中，要從保護油層的角度認真加以注意。

（二）盡量采取不壓井作業，不使用入井液，在非使用不可的情況下應認真選擇，要使用與儲集層巖石及流體都配伍的流體，而且入井液必須保證清潔，比重一定要合適，這就要求我們的施工隊伍以及生產保障單位通力合作，哪個環節都不能出現問題，如裝運入井液的罐車，施工的泵車必須清洗干凈，決不能留有以前施工的余液。

（三）射孔施工前要根據油層的具體情況制定優選射孔參數和射孔方式，推廣采用負壓射孔，合理的負壓值是確?？籽弁耆鍧嵉闹匾獥l件，應根據儲集層條件而確定，最好是用巖心靶流動實驗法來確定，對于低滲油層，建議推廣大槍大彈，增強穿透力，使射孔深度能夠穿透損害深度，同時使用優質射孔液，保證與地層巖性及流性液性配伍。

（四）酸化施工前，工藝部門要針對不同的油層特性選擇酸化工藝。盡量選擇使用配伍性好、效果好、傷害小的酸液，并根據特殊要求，選擇高效的添加劑，特別是緩蝕劑、鐵離子穩定劑、粘土防膨劑、抗酸渣劑，最好用儲集層巖心及儲集層流體進行試驗。施工隊伍要保證酸化管柱的清潔，井筒內的殘渣和鐵垢等要沖洗干凈，配酸用水、儲酸池、運酸罐要保證清潔，嚴禁混入雜物，深井處理要加乳化劑。

（五）壓裂施工前要嚴格審批，優化設計壓裂液、支撐劑和添加劑，以及適當的壓裂工藝，采用適當的交聯技術，最主要的是加強施工中的質量控制。施工中的質量控制是保證壓裂效果，防止由于施工不當造成油層傷害的重要環節，應當引起高度重視，施工前首先檢查配液池，壓裂液和支撐劑儲罐是否干凈，所用的成膠劑，交聯劑和各種添加劑是否合格，嚴格按壓裂液配方配制壓裂液，地面管線和井筒必須清潔，施工過程中認真監控交聯劑、破膠劑、支撐劑的加入情況，嚴格按設計注液。密切監視地面施工泵壓與排量變化情況，防止脫砂和砂堵的發生，施工后要迅速排液，并取樣分析，確保迅速徹底排出壓裂液。

（六）提倡使用機械防砂，對于化學防砂，工藝部門要根據儲層情況，合理選擇防砂方式和防砂料，要始終貫穿最大程度減少油層損害的思想。

（七）檢泵作業過程中，推廣不壓井作業，保證入井管桿的清潔。起下管柱過程中保持井內液柱高度，按標準灌液，起下帶有大直徑的工具，控制速度，防止產生抽吸或壓力激動，帯封管柱控制每小時40根，對于一段時間內多次重復作業不成功的檢泵井，要組織技術人員認真分析原因，制定對策，而不應該盲目地重復檢泵。檢一次泵就會對油層產生一次損害，盲目地重復檢泵造成惡性循環，往往是越修越不成功，就算成功產量也比以前有較大下降。

五、結論與認識

以上論述基本涵蓋了勝坨油田井下作業施工中油層保護技術應用現狀、存在的問題和不足、以及對經常發生的油層損害現象應該采取的的措施，但并不是全部包括，對于一些涉及不到的施工工序，油層保護要具體情況，具體分析，具體對待，而不能生搬硬套。隨著老油田的自然遞減和井筒條件的復雜化，我們每年的作業工作量呈增長態勢，因此，油層保護技術作為一項保護油氣資源和“少投入，多產出”的重要技術越來越顯示出它的重要性。只要大家從思想上重視，從油層保護的角度來設計、組織和實施施工，針對不同的層位和實際情況采取有針對性的措施，油層保護工作必將取得良好的效果，推動勝坨油田油氣資源開發的可持續發展。

參考文獻：

[1]曲占慶、王衛陽 《采油工程》 中國石油大學出版社 2009年6月

[2]杜丙國 《井下作業技術規范》中國石油大學出版社 2007年9月