研究低渗透油藏储层改造保护技术

2022-09-12

目前我国在勘测石油天然气等资源的工作中遇到的问题和困难越来越多, 因此, 关于低渗和超低渗透油藏的方式逐渐引起了人们的讨论。我国地势复杂, 虽然在油气盆地的低渗透资源含量比较丰富, 但是由于地质的特征以及渗流规律等多方面存在了各自的不同特点, 这就为勘探工作带来了很大的麻烦。如何在勘探过程中保护到油田, 提高测井、试油的准确度, 提高采收率, 从而做好低渗等保护工作, 这是本文讨论的重点。

一、储层损害地层相关性分析

1. 敏感矿物

敏感矿物主要是粘土矿物, 据相关资料记载[1], 在低渗储层中包含了高岭石、蒙脱石等矿物组份, 含量都比较高, 而水敏、酸敏等伤害的造成都与这些组成成分有关, 资料中分析其伤害程度普遍在40%左右, 最高的甚至达到90%。

2. 孔隙结构

通常来说, 低渗储层都有孔喉小、渗透度低、结构复杂等特点, 这都会给低渗储层受外来物流损害的机会, 后果不堪设想。而且在勘探的过程中因为上述原因造成水敏的损害率几乎都在80%左右, 这对经济效益的影响是非常大的。

3. 孔隙压力

低渗储层是通过微裂缝进行导流的, 因此它在应力变化中需要闭合。如果渗透对应的孔隙压力比正常的压力梯度要低, 那么低压会对钻井、固井等工作带来困难, 而压差过大的话, 损害程度就难以恢复了。此外, 大多的储层都存在一定的泥页岩层, 这会增加更大的应力。

4. 储层温度

据调查[2], 大多数的低渗透油层都会埋藏在2000m以上的深处, 温度都比较高, 通常会在80℃以上, 最多的可高达150℃, 但目前还没有发现储层的异常地温。

二、储层损害的原因分析

1. 液相侵入造成的损害

由于低渗储层的孔道比较窄, 而毛细管效应很容易使得水锁效应发生, 这样就会很大程度地减少了储层油气通道, 所以在防止水锁造成的损害的措施中要有效控制钻井液滤失量。在当前的形势下, 处理损害的办法是加一些表面的活性剂在工作液当中, 这样可以有效降低油水界面的张力, 将毛细管的阻力减少。此外, 液相侵入后通常会引发很多敏感的损害, 尤其在粘土水化后发生膨胀出现了水敏损害。而在储层中会有很多的粘土矿物, 这些都会使水化膨胀的现象发生, 让颗粒状的粘土被分开运移, 最终导致孔喉的阻塞。如果储层的流体与液相并不能合理搭配, 那么孔喉会因为粘土的水化和膨胀导致其更加缩小, 严重影响了渗透率的下降。可以这么说, 在进行多种作业的工作中低渗油气层产生了液相侵入的情况, 就很有可能导致储层受到了损害。

2. 外来固相堵塞损害

通常来说, 渗透率和孔径的平方要保持正比。而孔隙的体积比1μm小的比例通常在40%~90%之间, 当前所采用的工作液中粒径比2μm小的比例非常小, 因此, 即便正压差很大, 平衡钻井在实施的时候固相颗粒进入储层仍然不会很深, 还会通过射孔被穿透到固相污染地带。所以往往在工作中低渗储层之所以受到损害原因一般不会因为工作液的固相问题。

3. 结垢造成的损害

如果储层的流体和外来的流体发生了不配伍的情况, 那么就会产生沉淀物, 这种沉淀物就是结垢, 通常会在岩石的表面滞留, 对孔道会产生缩小甚至堵塞的影响。结垢沉淀以后可将其分为有机和无机, 常见的无机垢包括硫酸钡、石膏等, 而有机垢则是储层受到堵塞以后在润湿层出现的反转, 使得储层的渗流能力下降。

4. 敏感性损害

由于在低渗储层里会含有一些粘土矿物, 这些敏感性的矿物接触到外来流体以后会发生反应, 这些反应生成会给地层造成损害, 而最主要的损害方式就是水敏损害, 因为在低渗储层中的胶结物孔喉比较小, 含量却很高, 而外来流体无法与低层配伍, 那么就会使孔隙中的粘土分散产生膨胀, 缩小孔喉, 其渗透率就会下降[3]。

三、储层保护技术分析

1. 储层保护技术在钻井工作中的应用

储层保护技术在钻井工作中应用十分广泛, 因为钻井不但可以发现以及生产井的产量, 还会对以后的作业有积极的影响, 这关系着勘探技术的提高以及经济效益的大幅度上涨。因此, 以下针对钻井工作中产生的储层损害分析保护的措施: (1) 达到钻井的相关要求, 充分考虑钻井液在流变性、封堵能力等方面的问题, 使其保持稳定, 还要将液相以及地层的流体适当搭配, 保证对周边环境不会造成污染和损害; (2) 特殊情况下可以采用暂时堵塞的措施, 防止堵塞蔓延; (3) 控制好钻井液的用量和滤失量, 不要让滤液过多地进入到地层, 还要加入适量的粘土膨胀抑制剂以提高矿化度; (4) 将欠平衡的压力值进行科学合理的计算, 要将其控制在3.5MPa之内; (5) 有效将钻井液表面的张力降低, 使润滑性在接近地层附近发生改变, 这样可以增大生产压力。

2. 储层保护技术在固井工作中的应用

固井的工作十分重要, 因此要加强对损害程度的重视。采用屏蔽暂堵的方式进行油气层钻井工作, 也可以采用无渗透钻井液的技术, 总之要形成有效的屏蔽环以及无渗透的保护膜, 防止水泥等颗粒或液体进入到油气层中。再充分考虑储层的特点以及具体的施工情况, 适当地减组、调凝, 观察各项指标的合理性, 使其满足施工要求, 从而提高环空层间封隔的质量。而在施工中必须保证设计精心与组织的严密, 加强严格的质量控制。

3. 油层保护技术在射孔工作中的应用

射孔是为了要在油气层和井底之间形成良好的通道, 减少堵塞的可能性, 这对油井的产能、油流压差都有很大的影响。要在射孔工作中尽量减少油层的损害, 可以通过以下的保护措施进行保护: (1) 将射孔的参数优化; (2) 在聚能射孔弹的选择上尽量选用穿透能力较强的; (3) 优化射孔技术; (4) 选择射孔液必须提高要求, 使其在不配伍的情况下不会损害地层; (5) 减少浸泡短压井液时间; (6) 尽量选择负压射孔技术的应用[4]。

4. 油层保护技术在试油工作中的应用

试油工作在勘探开发中属于比较重要的方法之一, 对油气田开发的效果能够产生重要的影响。因为受到油层地质或是工艺等方面的影响, 低渗透油藏的试油测试需要进行很多的作业或改造, 影响因素越多, 作业的难度就越大, 而且作业次数不断增加除了会导致成本的增加, 还会造成油层的损坏, 影响产能, 如果损坏比较严重, 还会增加解堵的工作。要预防造成的损害, 首先就要通过储层保护技术来优化井液的质量, 减少损害, 其次要根据其特点仔细研究解堵体系, 减少测试所花费的时间, 从而减少浸泡的时间, 这样也能够有效减轻储层损害。

5. 油层保护技术在油层改造中的应用

在改造过程中, 油层会受到酸化等改造工作造成的影响, 而且应力发生变化后, 很多的流体会渗入地层, 造成储层损害很难避免。由于孔喉比较细小, 渗透率不高, 容易造成乳状的矿物发生堵塞, 这时必须加入一些破乳剂才能使乳状液稳定性发生变化, 从而增强堵塞后油层的返排能力。此外, 在油层改造过程中还有可能会导致压裂的情况, 做好预防和保护措施主要包括以下几点: (1) 在选择压裂液的时候保证其低残渣、小滤失量; (2) 加入粘土破胶剂、稳定剂等; (3) 优化施工; (4) 及时返排压裂液。