低渗透油藏储层伤害机理与保护技术研究

2022-09-11

低渗透油藏由于受埋藏深度大、地层温度高、成岩和压实作用强烈等因素的影响, 储层渗透率较低, 常规方法开发产量偏低、稳产期短, 无法投入有效开发。影响低渗透油田开发效果的主要因素有以下几个方面:1.油层孔喉细小, 比表面积大, 渗透率低;2.渗流规律不符合达西定律, 具有启动压力梯度;3.弹性能量偏小, 采取天然能量方式开发产量、压力下降快;4.吸水和产油能力比较差, 油井见水效果缓慢;5.油井见水后产油指数大幅度下降;6.裂缝性低渗透砂岩油藏沿裂缝方向发生水窜、水淹严重。这些问题除了与深层油藏的物性差和天然能量不足有关外, 还与低渗透油藏储层伤害及储层保护技术不合理有关。因此, 亟需开展低渗透油藏储层损害机理及保护技术研究。

一、低渗透油藏储层伤害机理

1. 液相侵入引发的储层伤害

低渗透油藏的储层由于孔道狭窄, 具有非常明显的毛细管效应, 毛细管效应过强会导致水锁效应多发, 储层相应地不会有太多的油气通道, 大量滤失的钻井液会引发储层伤害。此外, 水敏伤害也是较为常见的一种液相侵入引发的储层伤害, 液相一旦侵入储层, 其中的粘土矿物就会因为水化而发生分散与膨胀, 将油层的孔喉堵塞, 导致渗透率下降[1]。

2. 外来固相堵塞引发的储层伤害

外来固相堵塞所引发的储层伤害虽然存在, 但从比例上来说非常低。这是因为在低渗透油藏的储层中, 绝大多数空隙的直径低于1微米, 而目前常用的工作液里固相颗粒的直径基本都超过了2微米。虽然在平衡钻井时由于正压差过大, 部分固相颗粒会侵入储层, 但这种侵入引发的储层伤害只能集中在表层, 通过射孔等手段就可以避免。

3. 结垢引发的储层伤害

当外来流体和储层的固有流体不配伍时, 可能发生反应生成沉淀物, 沉淀物会在储层中的岩石表面滞留, 其中的孔道由此被堵塞, 进而引发储层伤害[2]。结垢有两种类型, 一种是井眼附近常见的石蜡、胶质、沥青质之类的有机沉淀, 另一种是氯化钠、碳酸钙、硫酸钡、石膏之类的无机沉淀, 其中有机沉淀的危害较大。

4. 敏感性矿物引发的储层伤害

在低渗透油藏储层中, 往往还有各类的敏感性矿物, 常见的包括碳酸盐胶结物、富粘土矿物等, 这些矿物本身虽然不会造成储层伤害, 一旦受到外来因素刺激, 就很可能产生储层伤害, 因此敏感性矿物可以说是上述三种储层伤害的基础起因。通过各种措施控制敏感性矿物的含量和与外界的反应, 可以从根本上避免多种储层伤害。

二、低渗透油藏储层保护技术研究

1. 钻井阶段的储层保护

钻井阶段的储层保护对日后的生产井产量有直接影响, 因此该工作往往从多角度入手进行, 以确保储层保护的能效。具体来说, 有如下几方面的保护措施:其一, 结合最基本的钻井要求保持井壁的稳定性, 调整工作液相, 使其和地层流体能够配伍;其二, 通过暂堵措施令较深的堵塞得到控制;其三, 钻井液的滤失量要严格控制, 降低液相侵入引发储层伤害的可能;其四, 通过提高地层润滑性、改变滤液性质等手段, 令反排生产压力得到提升, 降低有机沉淀带来的伤害[3]。

2. 固井阶段的储层保护

固井作业具有技术要求高、工序繁多、作业时间短、作业条件复杂等特征, 受所开采储层特征的影响很大, 因此, 其储层保护工作在开始作业前就应做好, 结合储层特征和各方面的影响因素, 订立完善的储层保护措施。目前在固井阶段常用的储层保护措施包括:在水泥浆里添加降失水剂, 通过抑制失水量来减少储层伤害;通过暂堵技术使井壁构筑完整的屏蔽环将液相和固相侵蚀阻挡于外。

3. 射孔阶段的储层保护

如前文所述, 射孔作业本身具有规避储层固相伤害的效果, 该作业能够令油气层和井底之间形成通道, 规避储层的各种低渗透特性。但射孔作业对技术精度的要求非常高, 一旦射孔失败, 反而会加剧油气层的堵塞程度, 甚至引发油流压差增大、油层坍塌等重大的储层伤害事故。因此, 通常需要通过多重技术工艺, 尽可能提高射孔的作业精度, 如参数优化、负压射孔等。

4. 试油阶段的储层保护

对多数大型、复杂的油气田来说, 通过试油对低渗透油藏加以确定是必须的工作, 一旦试油次数过多, 对油层造成重大伤害的可能也会提高, 因此在控制试油次数的同时, 采取一定的保护措施也是必须的。目前通常采取择优选择入井液、缩短试油时间等措施来保护试油阶段的储层。

结语

综上所述, 本文主要从水锁、固相堵塞、化学结垢和敏感性伤害等四个方面对储层伤害机理进行了分析, 并从钻井、固井、射孔和试油四个方面对如何进行储层保护进行了探讨。低渗透油藏储层保护是一项复杂的系统工作, 其与低渗透油藏开采的复杂性具有一定的关系。因此, 在实际的储层保护工作中, 油层所处环境与开采所用工艺的调研研究是所有保护措施的前提条件, 只有结合具体要素才能实现对低渗透油藏储层的有效保护与改造。

摘要：目前, 低渗透油田储量在我国探明未动用的地质储量中占有较大的比例。由于低渗透油田开发效果和经济效益较差, 储层伤害严重, 导致低渗透油田开发非常困难。如何减少储层损害, 并对储层进行有效的保护, 进而提高低渗透油田的开发效益, 对我国石油工业的持续发展具有至关重要的作用。本文主要对低渗透油藏储层伤害机理进行了分析, 并探讨了低渗透油藏储层有效保护技术, 以期为国内同类型油藏的高效开发提供理论依据。

关键词：低渗透油藏,储层伤害机理,保护技术