低滲透油藏儲層傷害機理與保護技術研究

宋鐵毅

中國石油大學(北京)北京 102249

低滲透油藏由于受埋藏深度大、地層溫度高、成巖和壓實作用強烈等因素的影響，儲層滲透率較低，常規方法開發產量偏低、穩產期短，無法投入有效開發。影響低滲透油田開發效果的主要因素有以下幾個方面：1.油層孔喉細小，比表面積大，滲透率低；2.滲流規律不符合達西定律，具有啟動壓力梯度；3.彈性能量偏小，采取天然能量方式開發產量、壓力下降快；4.吸水和產油能力比較差，油井見水效果緩慢；5.油井見水后產油指數大幅度下降；6.裂縫性低滲透砂巖油藏沿裂縫方向發生水竄、水淹嚴重。這些問題除了與深層油藏的物性差和天然能量不足有關外，還與低滲透油藏儲層傷害及儲層保護技術不合理有關。因此，亟需開展低滲透油藏儲層損害機理及保護技術研究。

一、低滲透油藏儲層傷害機理

1.液相侵入引發的儲層傷害

低滲透油藏的儲層由于孔道狹窄，具有非常明顯的毛細管效應，毛細管效應過強會導致水鎖效應多發，儲層相應地不會有太多的油氣通道，大量濾失的鉆井液會引發儲層傷害。此外，水敏傷害也是較為常見的一種液相侵入引發的儲層傷害，液相一旦侵入儲層，其中的粘土礦物就會因為水化而發生分散與膨脹，將油層的孔喉堵塞，導致滲透率下降[1]。

2.外來固相堵塞引發的儲層傷害

外來固相堵塞所引發的儲層傷害雖然存在，但從比例上來說非常低。這是因為在低滲透油藏的儲層中，絕大多數空隙的直徑低于1微米，而目前常用的工作液里固相顆粒的直徑基本都超過了2微米。雖然在平衡鉆井時由于正壓差過大，部分固相顆粒會侵入儲層，但這種侵入引發的儲層傷害只能集中在表層，通過射孔等手段就可以避免。

3.結垢引發的儲層傷害

當外來流體和儲層的固有流體不配伍時，可能發生反應生成沉淀物，沉淀物會在儲層中的巖石表面滯留，其中的孔道由此被堵塞，進而引發儲層傷害[2]。結垢有兩種類型，一種是井眼附近常見的石蠟、膠質、瀝青質之類的有機沉淀，另一種是氯化鈉、碳酸鈣、硫酸鋇、石膏之類的無機沉淀，其中有機沉淀的危害較大。

4.敏感性礦物引發的儲層傷害

在低滲透油藏儲層中，往往還有各類的敏感性礦物，常見的包括碳酸鹽膠結物、富粘土礦物等，這些礦物本身雖然不會造成儲層傷害，一旦受到外來因素刺激，就很可能產生儲層傷害，因此敏感性礦物可以說是上述三種儲層傷害的基礎起因。通過各種措施控制敏感性礦物的含量和與外界的反應，可以從根本上避免多種儲層傷害。

二、低滲透油藏儲層保護技術研究

1.鉆井階段的儲層保護

鉆井階段的儲層保護對日后的生產井產量有直接影響，因此該工作往往從多角度入手進行，以確保儲層保護的能效。具體來說，有如下幾方面的保護措施：其一，結合最基本的鉆井要求保持井壁的穩定性，調整工作液相，使其和地層流體能夠配伍；其二，通過暫堵措施令較深的堵塞得到控制；其三，鉆井液的濾失量要嚴格控制，降低液相侵入引發儲層傷害的可能；其四，通過提高地層潤滑性、改變濾液性質等手段，令反排生產壓力得到提升，降低有機沉淀帶來的傷害[3]。

2.固井階段的儲層保護

固井作業具有技術要求高、工序繁多、作業時間短、作業條件復雜等特征，受所開采儲層特征的影響很大，因此，其儲層保護工作在開始作業前就應做好，結合儲層特征和各方面的影響因素，訂立完善的儲層保護措施。目前在固井階段常用的儲層保護措施包括：在水泥漿里添加降失水劑，通過抑制失水量來減少儲層傷害；通過暫堵技術使井壁構筑完整的屏蔽環將液相和固相侵蝕阻擋于外。

3.射孔階段的儲層保護

如前文所述，射孔作業本身具有規避儲層固相傷害的效果，該作業能夠令油氣層和井底之間形成通道，規避儲層的各種低滲透特性。但射孔作業對技術精度的要求非常高，一旦射孔失敗，反而會加劇油氣層的堵塞程度，甚至引發油流壓差增大、油層坍塌等重大的儲層傷害事故。因此，通常需要通過多重技術工藝，盡可能提高射孔的作業精度，如參數優化、負壓射孔等。

4.試油階段的儲層保護

對多數大型、復雜的油氣田來說，通過試油對低滲透油藏加以確定是必須的工作，一旦試油次數過多，對油層造成重大傷害的可能也會提高，因此在控制試油次數的同時，采取一定的保護措施也是必須的。目前通常采取擇優選擇入井液、縮短試油時間等措施來保護試油階段的儲層。

結語

綜上所述，本文主要從水鎖、固相堵塞、化學結垢和敏感性傷害等四個方面對儲層傷害機理進行了分析，并從鉆井、固井、射孔和試油四個方面對如何進行儲層保護進行了探討。低滲透油藏儲層保護是一項復雜的系統工作，其與低滲透油藏開采的復雜性具有一定的關系。因此，在實際的儲層保護工作中，油層所處環境與開采所用工藝的調研研究是所有保護措施的前提條件，只有結合具體要素才能實現對低滲透油藏儲層的有效保護與改造。

[1]劉恩新,宋東勇,崔巨師,等.低滲透油田油層傷害機理及保護措施研究[J].斷塊油氣田,2003,11(6):39-41.

[2]賈紅育,曲志浩.注水開發油田油層結垢機理及油層傷害[J].石油學報.2001(01).

[3]高波.裂縫性特低滲透砂巖油層損害機理及保護技術研究[D].西南石油學院2005.