遼河油田深探井油層損害因素分析

白建原

遼河油田是一個(gè)區(qū)塊多、斷層發(fā)育，構(gòu)造較為復(fù)雜的斷塊式油氣藏，大部分主力區(qū)塊已進(jìn)入中后期開采階段，但遼河油田的低壓、低滲透油氣藏?zé)o論是在區(qū)域還是在地質(zhì)儲(chǔ)量上都占有較大比例，是油田后續(xù)產(chǎn)量的主要來源之一。

油氣層；損害；保護(hù)；鉆井液；深探井

1.油層損害因素研究的目的

在油田生產(chǎn)過程中，儲(chǔ)層損害的核心問題是降低儲(chǔ)層的滲透率（包括絕對(duì)滲透率和油，氣的有效滲透率）。當(dāng)鉆井液、完井液和修井液等外來液體中的固相侵入產(chǎn)層以后，儲(chǔ)層的巖石結(jié)構(gòu)、表面性質(zhì)和流體相態(tài)等均會(huì)發(fā)生不同程度的改變，從而增加油氣流向井底的阻力，降低其有效滲透率。對(duì)于深探井而言，這種影響更為明顯，國內(nèi)外大量生產(chǎn)實(shí)踐已證明，如果對(duì)深探井的儲(chǔ)層保護(hù)問題缺乏系統(tǒng)和深入的認(rèn)識(shí)，不僅會(huì)降低產(chǎn)能和產(chǎn)量，影響試井與測井資料的準(zhǔn)確性，造成儲(chǔ)量和產(chǎn)能估算不準(zhǔn)，影響開發(fā)方案的合理制定，同時(shí)還可能失去發(fā)現(xiàn)油氣層的機(jī)會(huì)，增加試油、酸化、壓裂、解堵、修井等井下作業(yè)的工作量，從而增加油氣生產(chǎn)成本，并且影響最終的油氣采收率，損害油氣資源。

遼河油田是一個(gè)區(qū)塊多、斷層發(fā)育，構(gòu)造較為復(fù)雜的斷塊式油氣藏。經(jīng)過多年的注水、注氣開采，許多油田進(jìn)入了高含水階段，地下情況較為復(fù)雜，局部可能存在虧空或異常壓力，形成多套的壓力層系，使得勘探開發(fā)的難度逐漸增大。同時(shí)，隨著遼河油田的勘探工作進(jìn)入“低、深、難”階段，不但已探明的油氣儲(chǔ)量中低滲透、特低滲透儲(chǔ)量占有相當(dāng)大的比例，而且在待勘探的預(yù)測地質(zhì)儲(chǔ)量中低滲透、特低滲透儲(chǔ)量所占的比例也越來越大。所以，低滲透、特低滲透儲(chǔ)量將是遼河油田石油產(chǎn)量接替的勘探開發(fā)重點(diǎn)、也是難點(diǎn)。根據(jù)國內(nèi)外已有的研究成果和實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，在勘探開發(fā)過程中，低滲透、特低滲透儲(chǔ)層比中、高滲透儲(chǔ)層在生產(chǎn)作業(yè)過程中更加容易受到損害，并且，儲(chǔ)層受到損害后帶來危害性更大，要解除損害更加困難。因此，要提高低滲透油藏的勘探開發(fā)效果及效益，搞好低滲透儲(chǔ)層深探井工作顯得更為重要。

一般來說，鉆井液、完井液和射孔液等對(duì)儲(chǔ)層的損害來源于兩方面，一是體系中固體微粒的侵入，二是鉆井液濾液的侵入。低壓和低滲透油氣藏往往孔隙發(fā)育較差孔徑微小，固相微粒一般只堆積或架橋在孔吼邊緣，侵入到儲(chǔ)層深部的能性不大，因此，只要在體系中加入適當(dāng)微粒的暫堵、橋堵劑，就可大大減少固相顆粒對(duì)儲(chǔ)層的損害程度。而各類濾液的侵入所造成的損害則不同，尤其是對(duì)低壓、低滲透油氣藏，如果濾液質(zhì)量不好或與產(chǎn)層不配伍，它對(duì)產(chǎn)層所造成的損害是不可挽回的。濾液損害的表現(xiàn)為：形成部分水鎖，油水乳狀液堵塞，粘土礦物的水化，膨脹及微粒運(yùn)移，改變油層的結(jié)構(gòu)性質(zhì)，甚至引起儲(chǔ)層潤濕性改變。

2.油氣層保護(hù)技術(shù)研究現(xiàn)狀

我國從上世紀(jì)50年代開始注意到保護(hù)油氣層這個(gè)概念的意義，80年代從理論和實(shí)踐上全面研究這個(gè)問題的必要性和重要性，并開展與保護(hù)油氣層的鉆井、完井技術(shù)的研究。經(jīng)過廣大科研人員的努力，到目前為止，先后研究出了油氣層損害的實(shí)驗(yàn)和礦場評(píng)價(jià)方法和標(biāo)準(zhǔn)及保護(hù)油氣層的鉆井完井技術(shù)措施。

人們?cè)趯?shí)踐中逐漸認(rèn)識(shí)到油氣層損害存在于鉆井、完井、開采、修井及增產(chǎn)措施等各種作業(yè)中。因此，油氣層保護(hù)工作必須作為系統(tǒng)工程進(jìn)行研究。目前，國內(nèi)外正朝著這個(gè)方向發(fā)展。油氣層保護(hù)涉及到的領(lǐng)域多，機(jī)理復(fù)雜。其結(jié)果是室內(nèi)研究和現(xiàn)場評(píng)價(jià)工作量大且繁瑣，隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，人們?cè)絹碓蕉嗟剡M(jìn)行數(shù)值模擬技術(shù)研究，油氣層保護(hù)朝著人工智能化方向發(fā)展。

油氣層保護(hù)技術(shù)的另一大特點(diǎn)是針對(duì)性強(qiáng)。每個(gè)油田甚至每個(gè)區(qū)塊都有各自的特點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際油氣層保護(hù)研究才有意義。因此油氣層保護(hù)強(qiáng)調(diào)具體化。這是當(dāng)前油氣層保護(hù)研究的一個(gè)重要趨勢(shì)。

保護(hù)油氣層在目前油田的發(fā)展中越來越顯得重要。從保護(hù)油氣層技術(shù)的主要思路出發(fā)，出現(xiàn)了許多保護(hù)油氣層的技術(shù)，如：負(fù)壓鉆井、負(fù)壓射孔、暫堵技術(shù)以及人工防沙、人工造壁等，而尤其以屏蔽暫堵技術(shù)應(yīng)用最廣和最為有效。裂縫性儲(chǔ)層的屏蔽暫堵也有了進(jìn)展，在未來的一段時(shí)間內(nèi)，屏蔽暫堵技術(shù)將會(huì)成熟起來，成為保護(hù)油氣層的必要技術(shù)。

3.油氣層保護(hù)工作的思路及措施

不該進(jìn)入的工作液、外來流體和固相，要使之不進(jìn)入或少進(jìn)入油氣層主要措施是確定合理的井身結(jié)構(gòu)、采用平衡鉆井、必要的采用屏蔽暫堵技術(shù)等。

不可避免要進(jìn)入的流體應(yīng)該是良性的、配伍性好的、最好是清潔無固相的。侵入的深度應(yīng)盡量控制在有限的范圍內(nèi)。為此要做各種敏感性試驗(yàn)、系列流體滲透率評(píng)價(jià)試驗(yàn)等。凡是已經(jīng)進(jìn)入油氣層的流體和固相能用化學(xué)或物理方法解堵、排液。施工過程中，強(qiáng)化技術(shù)組織管理，力爭減少井下事故和復(fù)雜情況。保護(hù)油氣層要以預(yù)防為主。

4.油氣層保護(hù)工作的實(shí)施步驟

通過理論研究、科技攻關(guān)和生產(chǎn)實(shí)踐，總結(jié)了保護(hù)油氣層的實(shí)施程序，可以分為以下五個(gè)系統(tǒng)工程：

認(rèn)識(shí)油氣層、保護(hù)油氣層和開發(fā)油氣層是一個(gè)系統(tǒng)工程。首先分析油氣層孔隙結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、所含礦物的分布、類型及數(shù)量、地層水的物化性質(zhì)。研究油氣層潛在的危害。進(jìn)行敏感性評(píng)價(jià)，確定油氣層的敏感程度。進(jìn)一步研究損害機(jī)理，針對(duì)各種問題給出解決方案選擇鉆井液、完井液的類型和成分，完井工藝技術(shù)，提出開發(fā)整個(gè)過程油氣層保護(hù)技術(shù)措施。各作業(yè)環(huán)節(jié)都存在損害油氣層的可能性，各環(huán)節(jié)保護(hù)油氣層的技術(shù)要相互結(jié)合，前后照應(yīng)，按系統(tǒng)工程整體優(yōu)化。油氣層傷害的診斷、預(yù)防與處理、改造也是一個(gè)系統(tǒng)工程，用測井或試井等手段評(píng)價(jià)油氣層的應(yīng)用效果，及時(shí)反饋信息來完善和調(diào)整保護(hù)油氣層技術(shù)。保護(hù)油氣層的技術(shù)與經(jīng)濟(jì)效益也是系統(tǒng)工程，進(jìn)行必要的經(jīng)濟(jì)分析和可行性評(píng)價(jià)，指導(dǎo)生產(chǎn)投資決策。

5.遼河油田低深探井的基本特征分析

目前，遼河油田大部分主力區(qū)塊已進(jìn)入中后期開采階段，油層含水量增加，開采難度加大，成本大幅度升高，因而嚴(yán)重制約著遼河油田原油生產(chǎn)任務(wù)的完成，而遼河油田的低壓、低滲透油氣藏?zé)o論是在區(qū)域還是在地質(zhì)儲(chǔ)量上都占有較大比例，且動(dòng)用程度較低，是油田后續(xù)產(chǎn)量的主要來源之一。

低壓、低滲透油藏普遍存在著儲(chǔ)層物性差、結(jié)構(gòu)成熟低，易受外來侵入物及開采難度大，且單井產(chǎn)量低等問題，抓緊開發(fā)研究低壓、低滲透氣藏，有針對(duì)性地解決以上問題，提高此類油藏的采出程度，使較大的地質(zhì)儲(chǔ)量轉(zhuǎn)變成為有效的油氣產(chǎn)量，已成為促進(jìn)油田穩(wěn)定發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

根據(jù)大量資料對(duì)國內(nèi)外低滲透儲(chǔ)層特征的分析表明，絕大多數(shù)低滲透儲(chǔ)層與儲(chǔ)層損害和保護(hù)關(guān)系較密切的特征：低孔隙度、低滲透率、高含水飽和度、高毛細(xì)管力和高水敏性和高鹽敏性，對(duì)于低滲透油藏，應(yīng)力敏感性也相當(dāng)嚴(yán)重。低滲儲(chǔ)層的敏感性礦物以粘土礦物為主，儲(chǔ)層孔吼以管狀和片狀的細(xì)吼道為主，原油性質(zhì)比較好，地下粘度一般都小于20mPa.S。根據(jù)資料等數(shù)據(jù)表明遼河油田低滲透儲(chǔ)層（10-50?0-3m2）的潛在傷害因素為強(qiáng)水敏、強(qiáng)鹽敏和強(qiáng)堿敏，特低滲透（1-10?0-3m2）的潛在傷害因素為強(qiáng)水敏、強(qiáng)鹽敏和強(qiáng)水鎖損害，基本上不存在酸敏損害，速敏損害也很小。

[1]孫玉學(xué)，王鐵軍等.儲(chǔ)集層損害及保護(hù)技術(shù)[M].哈爾濱:黑龍江科學(xué)技術(shù)出版社，1993

[2]樊世忠等.鉆井液完井液及保護(hù)油氣層技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社，1996

[3]吳錦蓮，周征.國外油層保護(hù)新措施[J].大慶石油地質(zhì)與開發(fā)，1999

[4]路秀廣，朱法銀.地層損害嚴(yán)重程度模糊綜合評(píng)判[J].西安石油學(xué)院學(xué)報(bào)，1998

[5]劉向君，陳福煊.泥漿濾液徑向侵入特征研究[J].西南石油學(xué)院，1995

[6]崔迎春，張琰.儲(chǔ)層損害和保護(hù)技術(shù)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)[J].探礦工程，1999增刊

[7]段玉延.近井塑性帶應(yīng)力狀態(tài)與地層損害關(guān)系[J].石油勘探與開發(fā)，1998