气井的储层伤害与治理研究

2022-09-11

本文研究的气田储层孔隙度在8.5%-14.5%, 渗透率在0.03m D-7.8m D, 属于典型的低孔低渗-超低渗储层, 储层物性条件差, 流体在该类储层中流动阻力较大。随着气田的不断开发, 气井开发状况逐渐变差, 老气田产能及压力下降、储层伤害和产水井积液等问题, 严重影响气井的产能发挥, 迫切需要对储层伤害及治理技术的研究, 避免开发生产过程中的敏感性、水锁影响, 减少钻井液、压井液、压裂液等入井液对储层的伤害, 充分发挥气井产能。

1 气井的储层伤害分析

2.1 储层敏感性分析

低孔低渗-超低渗储层敏感性差异性大、非均质性强, 气井受敏感性影响严重, 产能也得不到有效发挥。岩石胶结致密, 孔隙发育程度较低;伊蒙混层发育, 粒表有绒球状绿泥石;基质脱玻化形成石英长石发育。储层易发生水锁、水敏、酸敏等伤害。

通过对储层进行敏感性分析实验, 储层敏感性差异大, 但整体水敏、应力敏感强, 具有一定程度的酸敏、盐敏和碱敏。

2.2 水锁伤害程度分析

利用测井资料和APTi水锁指数得出单井储层水锁伤害程度, 储层水锁指数分布在0.671-0.921之间, 平均值为0.752, 存在明显的水锁伤害。该气田储层存在大量微纳米级孔隙和开度小于1μm的微细裂缝, 是天然气主要的存储空间, 致密微-纳米孔隙结构和特殊的相渗特性使水锁效应对致密气储层损害更加严重。

如图1所示, 6个岩心样品的水锁伤害率均在60%以上, 平均达80%, 水锁对压后产能发挥影响严重, 因此, 压裂液解决水锁伤害后, 必须保证良好的连续返排, 减少入井液二次伤害, 才能保证压后产能的有效发挥。

2.3 入井液伤害分析

2.3.1 钻井液伤害

通过对钻井液分析如图2所示, 钻井液固相颗粒粒度大部分位于0.363-7.583μm的区间, 根据铸体薄片实验, 储层平均喉道直径20.190μm, 结合1/7-1/3粒子桥架原理, 外来粒径在2.884-6.730μm之间易堵塞孔喉, 钻井液微粒易侵入储层且形成桥堵。如图3所示, 钻井液滤液通过岩芯后, 对岩芯伤渗透率造成损害, 伤害率为43.78%。

2.3.2 压井液伤害

研究目地气田采用低伤害无固相压井液, 对储层伤害较小, 压井液通过岩芯时, 对岩芯的伤害率仅为20.9%, 伤害较小。

2.3.3 压裂液伤害

目地气田多使用中、低温型羧甲基胍胶水基冻胶泡沫压裂液, 施工过程中加破胶剂, 破胶时间在两小时内完成, 需要进行及时的压后连续返排, 减少滤失伤害。压裂液残留对储层伤害较严重, 伤害程度46.1%, 压裂液产生的伤害主要为滤液水锁伤害。

3 储层伤害的治理研究

3.1 避免储层伤害措施研究

3.1.1 钻完井作业中保护

通过采用气体钻井技术能够很大程度上避免了由于钻井液漏失造成的储层伤害, 避免了钻井液中固相颗粒侵入储层, 堵塞孔喉, 对储层的保护起到了明显作用;带压作业技术能够减轻或者避免了外来流体侵入储层造成固相侵入、液相滞留于储层。

3.1.2 压裂作业中保护

采用射孔压裂一体化管柱技术, 能大大缩短作业时间, 及时返排入井液;液态CO2干法压裂技术, 没有水相, 避免了对储集层的水敏、水锁伤害, 压后返排快, 返排彻底;低浓度、低残渣羧甲基胍胶压裂液, 减少了破胶液残渣滞留于储层造成堵塞伤害的可能性。

3.2 储层伤害后的治理研究

目的储层存在固相堵塞及水锁伤害, 对于固相堵塞, 可采用基质酸化, 实验效果较好的体系为6%HCl+2%HF+5%有机酸体系。但水锁伤害的有效解除, 需要低表面张力、耐酸、耐盐、抗稀释性能的解水锁剂, 才能取得好的效果。

选用表面活性剂0.5%XN-QP-2对储层进行解水锁, 处理后岩心从水湿向中性润湿转变, 接触角变大, 地层水流动阻力变小, 水锁伤害程度降低, 地层水渗透率有了明显提高, 地层水通过岩心渗透率从1.08m D提高到2.86m D, 解水锁效果明显。

4 结语

通过对气井储层伤害的分析研究, 明确了储层敏感性差异大, 整体水敏、应力敏感强。储层孔隙度低, 入井液存在严重的水锁伤害;优选的气体钻井、带压作业、CO2干法压裂技术等, 能够有效降低储层伤害。优选的6%HCl+2%HF+5%有机酸体系及0.5%XN-QP-2解水锁剂能够有效降低固相堵塞及水锁伤害, 有效发挥气井产能。

摘要：本文针对储层岩石非均质性较强, 分选差, 孔隙偏粗, 连通性较差的低空低渗-特低渗气田, 着重研究气井的储层伤害问题。通过对储层岩性的敏感性实验、水锁的伤害研究及入井液的伤害程度分析等, 找出气井投产不出气的根本原因。针对储层伤害问题, 寻求工程施工中避免储层伤害的新技术及储层伤害后的治理研究, 目的是对动静不符的气井, 合理消除储层伤害, 发挥气井产能, 为气田的有效开发, 提供有力的技术支撑。

关键词：储层伤害,敏感性,入井液伤害,治理研究