小洼油田蒸汽驱受效井堵塞机理

杨 开

( 辽河油田 金马公司，辽宁 盘锦 124010)

注蒸汽采油是开采稠油行之有效的技术之一。但是，从实验和现场可知，注入蒸汽对油层也造成了一定的伤害，使得实际的注蒸汽开采未能达到预想的效果。注入蒸汽液相的矿化度大大低于地层水的矿化度，造成了粘土的膨胀。特别是当低于粘土的临界矿化度时，粘土膨胀加剧，渗透率大大降低。高速注入蒸汽容易造成微粒运移，堵塞孔道，也可造成渗透率大幅度的下降。此外，在注入大量高温流体的热采过程中，由于油藏内介质条件变化，容易引起沥青质在地层中沉积，堵塞孔喉或引起岩石润湿性反转，致使储层孔渗性能严重变差，尤其是在井眼附近，往往导致油井出现低液低产现象［1］。

笔者针对辽河油田金马公司小洼油田汽驱井组硅质成份超标，造成近井堵塞、油井低产问题，开展该项研究。旨在通过汽驱油藏地层水物性变化实验和近井堵塞物分析，研究汽驱油井堵塞机理，为研究有效的防治方法和适宜的解堵技术提供依据，力争从源头防止或减少堵塞现象产生，保证蒸汽驱项目顺利开展。

1 小洼稠油油田堵塞机理分析

小洼油田随着注汽时间的延长，生产井反复出现汽窜的现象，长期注入高温蒸汽导致地层堵塞，油井停产。2009年在小洼油田东三段、沙三段蒸汽驱实验区内相继发现部分正常生产井出现低产问题，多次检泵、注汽恢复无效。沙三段汽驱受效井发现2 口井( 洼37-30、洼37330 井)出现此情况;东三段汽驱受效井发现5 口井( 洼17-14C、洼1713C、洼1712C、洼21-15)出现此情况。后对洼38-17-12C、洼17-13C 和洼38-17-14C 等3 口井地层水质分析结果发现，2 口井硅质成份高于正常生产井。分析原因为:随着井口温度降低油藏中的硅质成份存留于地层中造成近井堵塞，导致油井低产低效。

1.1 小洼油田油层物性分析

1)岩石及粘土矿物成分。东三段储集层中碎屑含量较高，平均为89.2%，岩石矿物的成熟度较低，颗粒磨圆为次圆-次尖状，成分以石英和长石为主，石英平均含量为41.6%，长石为34.8%，岩屑为9.4%，泥质含量为13.5%。根据X 衍射、扫描电镜等资料分析［2］，洼38 块东三段储层粘土矿物绝对含量平均值为13%，一般在6.5% ～24.3%，粘土矿物的相对含量以蒙脱石为主，平均含量58.1%，其次为高岭石和伊利石，平均含量分别为20.7%、13%，绿泥石平均含量为8.2%。

储层中的粘土矿物在注蒸汽热采过程中，由于不稳定的蒙脱石、高岭石在高温、强碱性条件下易发生溶解和转化，因此井筒附近高温区蒙脱石、高岭石易溶解、转化，使疏松的储层易出现坍塌现象，造成生产出砂、砂堵等后果。远离油井区域，蒙脱石遇冷凝水易膨胀，高岭石微粒易移动堵塞喉道，使储层受到伤害，物性变差，影响开发效果。

2)油藏孔隙结构特征。东三段储层的孔隙类型按成因可分为3 类( 图1):原生孔隙、混生孔隙和次生孔隙。次生孔隙的特征有部分溶解、印模溶解、过量溶解、超大溶解、伸长孔隙、粒内溶解、颗粒裂缝及岩石裂缝，另外还有许多标志，如粘土边、次生加大溶蚀、交大残余物、孔隙带状发育等。

将压汞、铸体薄片资料进行统计分析，按照孔隙结构类型划分标准，东三段为中渗大孔细喉不均匀型。孔隙演化既受压实-胶结成岩作用的破坏性影响，又受到溶解作用的建设性影响。孔隙演化从颗粒堆积方式及原始孔隙度衰减开始，压实作用减少粒间体积，胶结作用堵塞孔隙，降低了孔隙度，但不减小粒间孔隙体积。

1.2 储层敏感性实验分析

储层敏感性是由储层中敏感性矿物引起的。当油田投入开发后，外来流体进油层打破了原来的平衡状态时，流体与敏感性矿物发生物理及化学作用而导致储层渗透性变差。敏感性矿物包括粘土及粒径小于37 μm 的碎屑颗粒。采用物理模型的方法，对小洼油田储层进行了五敏实验，结果如下:

储层岩石速敏性: 样品速敏性实验表明，储层伤害程度58.08%左右，临界流速0.5 mL/min，储层速敏性表现为中等偏强程度。

储层岩石水敏性:本区储层样品水敏性实验表明，粘土膨胀率为16.02%左右，储层表现为强水敏。

储层岩石盐敏性:样品盐敏性检测实验表明，临界矿化度为1 250 mg/L，储层盐敏性为中等偏弱程度。

储层岩石碱敏性:样品碱敏性检测实验表明，当pH 值从7 增加到13 的过程中，渗透率逐渐降低，碱敏指数为65.19%，表现为中等偏强碱敏程度。

储层岩石酸敏性:对东三层位样品进行了酸敏性检测实验，岩心孔隙度为28.8%，敏感指数为0.427，储层表现为强酸敏。

图1 洼38 块东三段孔隙类型

1.3 小洼油田水质、垢样分析

1)水质分析。对小洼油田注汽用水水质分析，结果见表1。

表1 小洼油田注汽用水水质分析

2)垢样定性分析。2010年2月，在35429 井进行了现场采样，取样堵塞部位是炮枪和阀门处，垢样普遍呈灰黑色，块状。使用X 射线衍射仪对垢样成分进行了分析。通过分析可知，垢样中含有方铁矿、硝酸钠、皂石{ Ca0.5( Mg，Fe)3( Si，Al)4O10( OH)2}、硝酸钠，所含成分和化学定性分析所得结果基本一致。因此可知垢样中含有碳酸盐垢、硅酸盐垢、硫化物垢、铁垢和少量的油垢。

3)垢样定量分析。由定性分析结果可以看出，小洼油田垢样成份为碳酸盐垢、硫化物垢、铁垢，部分由硅酸盐垢和油垢，无硫酸盐垢。在此基础上进一步进行垢样定量分析，来验证定性分析结果，并对各种垢成份进行定量，结果见表2。

表2 小洼油田垢样定量分析表

由表2 可见，小洼油田结垢垢样成份复杂，主要含有碳酸盐垢，另外含有少量的硫化物垢，硅酸盐垢、铁垢及油垢。

通过小洼油层敏感性分析、水质分析及垢样分析并结合小洼油田的地质情况可知试验区油藏的堵塞机理主要为结垢堵塞，并有一定的沥青质堵塞。

2 结论

1)注入蒸汽液相与地层原生水不配伍。注入蒸汽液相矿化度低、蒸汽高速注入、沥青质在地层中沉积以及储层温度变化对毛管压力、岩石润湿性、油/水相对渗透率的影响是稠油油藏实施注蒸汽开采过程中造成地层伤害的主要原因。

2)通过对小洼油田油藏物性、储层敏感性和小洼油田水样、垢样实验分析表明，油层堵塞的原因以结垢堵塞为主，并有一定程度的沥青质堵塞。

3)小洼油田垢样分析表明，该区块垢样成份复杂，主要含有碳酸盐垢，另外含有少量的硫化物垢，硅酸盐垢、铁垢及油垢。

［1］樊世忠，娜捷年，周大晨.钻井液完井液及保护油气层技术［M］.东营:石油大学出版社，1996:24-25.

［2］赵杏暖，张有瑜.粘土矿物与粘土矿物分析［M］.北京:海洋出版社，1990:1-2.