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井下作业油气层损害类型及保护技术研究

发表时间：2021/3/16 来源：《中国科技信息》2021年2月作者：赵法武李伟张震生

[导读] 油气层开采，从钻开油气层的到废弃，始终伴随着生产和伤害，而油气层要想让它尽可能多的创造资源，尽可能长时间的为人类提供能源，除了要靠油气层自身的能源储量以外，更要靠科学的油气层保护措施；特别是油田开发进入到中后期以来，由于剩余储量发生变化的原因、增产措施的要求、井身结构的变化、油气层受损程度等原因，将不可避免要对油水井进行越来越频繁修井作业，而每次修井作业，都将不可避免的对油水井造成或大或小的产层伤

胜利油田分公司油气井下作业中心河口作业区赵法武李伟张震生

摘要:油气层开采，从钻开油气层的到废弃，始终伴随着生产和伤害，而油气层要想让它尽可能多的创造资源，尽可能长时间的为人类提供能源，除了要靠油气层自身的能源储量以外，更要靠科学的油气层保护措施；特别是油田开发进入到中后期以来，由于剩余储量发生变化的原因、增产措施的要求、井身结构的变化、油气层受损程度等原因，将不可避免要对油水井进行越来越频繁修井作业，而每次修井作业，都将不可避免的对油水井造成或大或小的产层伤害，不同的措施要求、不同的占井周期、不同的设计理念、相同措施的不同经济投入、不同施工队伍的施工标准，将决定油水井每次修井作业对油气层的伤害程度。所以，降低对油气层的伤害，延长油气层生产寿命，成为每个修井作业人员要考虑的重要问题。
关键词：油气层保护井下作业
        一、前言
        目前，我国油田的平均采收率为30%左右，而国外某些油田的采收率已达50%-60%。因此，我国采收率还有很大提升空间，全国的平均采收率每提高1个百分点，就等于增加可采储量1.8亿吨，相当于我国目前一年的原油产量。（最终采收率=油藏的最终采油量÷油气地质储量），也就是说，在不需要投入大量的勘探、钻井、试油、人员投入、基础设施建设、作业措施等的情况下，就能获得如此高的产量，其战略价值可想而知，而延长油水井生产寿命，提高最终采收率靠什么？靠的就是科学的油层保护。
        二、修井作业中油气层损害类型
        修井作业中造成的产层伤害可以归纳为两个方面因素，一是打开产层后破坏了产层原有的岩石物性，孔隙结构特征，地下流体的物理和化学性质变化等客观存在的损害因素，这个因素一般是不可避免的；二是各项修井作业时，施工参数、工艺技术及作业规模的影响，作业入井液的侵入引起产层微观结构和地层流体状态发生变化，使油气层渗透率下降，这是造成油气层损害的外部因素，而修井作业中的油层保护主要讲的就是要减少甚至杜绝造成产层损害的外部因素，主要有以下几个方面。
        1、修井液中固体颗粒的侵入
        在修井作业过程中，不管使用的是泥浆、油田污水、卤水、其它水源水等液体，工作液中都含有不同程度的机械杂质等有害固体颗粒，施工过程中，只要当液柱压力大于地层压力时，在工作压差的作用下，修井液就会将其中悬浮的固相颗粒一并带入地层孔道，固体颗粒侵入油气层的过程也就是油气层孔隙、喉道发生机械堵塞的过程，固体颗粒还可能堵塞孔洞、地层裂缝、射孔孔眼等，修井液中固体颗粒浓度越大，作业压差越大，作业时间越长，则侵入量越多，侵入深度也越大，对油气层的损害越严重，加上油气层本身存在大量的游离微粒，这些游离微粒在修井液的侵入作用下，会分散运移堵塞孔隙喉道，导致油气层渗透率下降。
        2、修井液与油气层及地层流体不配伍造成损害
        一是在修井作业过程中，修井液进入油气层，随着侵入量越大，侵入深度越大，对油气层造成的损害越大，大量的修井液进入油气层，与油气层粘土矿物发生反应，引起地层流体化学成分变化，从而使粘土矿物水化膨胀，颗粒分散运移，形成桥堵，堵塞孔隙通道，导致油气层渗透率下降，油气层受到损害；
        二是在修井作业过程中，修井液进入油气层，使油气层中岩石表面润湿反转，降低油相的渗透率，造成水锁堵塞；
        三是修井液进入油气层，与油气层中原油不配伍，发生油水乳化，形成油包水乳化液，流动性变差，在储层中渗流阻力增大，使油气层近井地带渗透率下降。
        四是修井液与地层水不配伍，两者相互作用产生沉淀，堵塞油气层，不同的修井液进入地层与不同的地层水不配伍，将生成不同种类、不同数量的沉淀堵塞物，对油气层损害的程度也不同。
        五是低温条件下的修井液进入地层后，将使地层近井地带温度显著降低，使原油在井眼处凝析出石蜡、沥青等堵塞物。

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        三、井下作业油气层保护措施技术应用
        1、通过优质修井延长油水井免修期，减少作业频次，降低外来液对油气层的伤害
        频繁的修井作业，将使每次的损害相叠加，使油气层损害更加严重，也就是说，如果通过我们的优质高效修井，将油水井的免修期延长，降低修井作业频次，减少每次修井作业的占井周期，就能有效降低修井作业中修井液进入地层的液量，大大减少损害叠加次数，从而达到降低外来液对油气层的损害。
        2、制定科学的油水井工作制度
        每一口油水井，都能通过一系列的测试资料、井内管柱结构，计算出该井相对科学、客观的油水井工作制度，而科学的油水井工作制度是避免过早出现底水锥进、边水推进、甚至出现舌进、指进，润湿反转，速敏，骨架砂剥离运移堵塞孔道，井身结构破坏等一系列的情况，从而实现油水井的长时间高效生产，既降低了修井作业费用，又提高了油井的采收率；相反,如果背离了油水井科学的工作制度，就只能出现两种情况，一是没有充分发挥油水井的工作效率，二是短期利益后出现频繁作业，这在我们以前的施工中经常碰到，一口在原来工作制度下的长寿井，采取增产措施后，生产时间不长，就出现频繁作业的情况。
        3、强化修井液质量的检测，保证入井液质量
        修井液无论是工艺措施要求还是井控、环保的要求，在每一口井的施工中，都或多或少的需要用到，那就存在对油气层的污染问题，所以，在修井作业中，对入井液的质量检测是保护油气层的关键环节，保证入井液质量主要应做好以下几个方面的工作，
        一查井史，查历次作业入井液密度、类型、用量；查施工井的漏失情况、开始漏失的压力、漏失量以及施工后的油水井生产恢复情况；
        二查方案要求，认真检查地质、工艺方案中对入井液的要求、对施工压力的控制要求、对各种添加剂的使用要求等；
        三咨询相关业务科室，对每道工序，如果需要用到入井液时，先与相关组室联系对入井液的相关要求，因修井作业人员对地面和井筒状况非常清楚，但是对地层的岩性、敏感性、配伍性要求基本不知道，所以对入井液质量要求，从加强对口咨询方面入手显得非常重要；
        四加强对入井液固相颗粒、原油含量的检测力度，通过对放水口、罐车、循环池等关键部位的重点检测，达到切实降低入井液中固相颗粒和入井液中原油含量的控制，并在施工中尽量避免单池循环。
        4、严格入井液的监督检查，减少固相颗粒污染
        通过多年的修井作业工作实践，我们充分认识到油层保护的重要性，单位领导以抓入井液质量管理为突破口，开展了施工单位计划注明水质需求，调度派灌车分类调度，施工单位24小时内的循环池清洁治理，上道工序沉积物不能带入下道工序的施工要求，上无浮油、下无泥砂循环池清洁标准，建立放水口源头水质监测上报机制，工程、安全督查施工单位循环池卫生交叉考核等多种方式，严格控制入井液质量，使施工单位的入井液管理有了显著提高，有效降低了固相颗粒的带入，极大促进了油气层保护。
        5、增加油气层保护用料的投入，有效降低修井作业对油气层的污染
        近年来，各单位加大了对油层保护用料的投入，从很大程度上保护了油气层，降低了修井作业对油气层的损害，一是为了有效降低入井液中的固相颗粒、漂浮油质和入井液中的盐类物质，投资建设了精细过滤装置和软化水过滤装置，提高了入井液质量；二是对漏失井的冲砂、钻磨铣等工艺，为了充分降低井筒液柱压力，减少压差过大造成入井液的大量进入油气层，采取了在入井液中加入起泡剂的方式，最大限度降低液柱压力，有效保护油气层；三是固砂剂、粘土稳定剂、油层保护剂的大量投入使用，有效避免了油气层出砂、粘土膨胀堵塞、油气层的润湿反转，更加有效的保护了油气层。
【参考文献】
[1]万仁溥，罗英俊.采油技术手册[M].北京:石油工业出版社，1998.