油气层保护技术研究与应用

徐峰 （中油辽河油田公司油气工程技术处,辽宁 盘锦 124010）

油气层保护是一项系统工程，它贯穿在射孔、生产、压裂、注水及修井等各个作业环节中，不同的作业环节，造成油气层损害的因素、损害程度不同；解除或保护措施也不同。为此需要针对以上工艺环节，采取相应的油气层保护措施。

1 油气层保护技术机理

1.1 油气层损害的基本概念

根据多孔介质中流体渗流理论，油气从地层流向井底，进而形成产能，其流动规律遵从达西定律。在控制油气井产能的众多因素中，岩石渗透性属于油气层自身物性。当油气层受到损害时，宏观上表现为油气层渗透率下降。因此，保护油气层的核心问题就是保护油气层的渗透性。同时，了解不同作业条件下损害油气层的类型和特点，有助于准确判断损害原因，寻求有效的预防或补救措施。

1.2 油气层损害类型

可以说，几乎每一个生产工序都可能给油气层带来损害问题。由于各生产工序影响油气层的条件不同，所表现出的损害特征各有差异。但是，如果从产生损害的根源看，也有很多共同点。

储层损害可分为水敏性损害、酸敏性损害、微粒运移损害、结垢损害、水锁损害、湿润性改变损害、固相颗粒损害、出砂等几种类型。

2 注水过程中油气层保护措施

注水过程中对油层损害的主要原因有注入水中的机械杂质、铁离子和细菌等物质直接堵塞油层孔道；水中氧离子和细菌腐蚀管线设备，产生杂质堵塞油层；注入水使油层中的粘土膨胀或颗粒运移堵塞油泊层；注入水质与地层不配伍，发生化学反应，产生盐类沉淀（结垢）等。因此，保护油层，降低注入压力应从提高注入水水质抓起：

2.1 合理工作制度的确定

优化注水强度、注水压力、注水温度、处理剂选用等。

2.2 确定合理的注水温度

由于注水使井筒及近井地带油藏温度场发生变化，可能导致近井地带应力场变化、油藏岩石表面性质变化、原油中石蜡析出、水中矿物沉淀等而伤害油层，导致吸水能力变化。

2.3 正确选用各种处理剂

注水水质预处理时，要考虑处理剂与岩石和地层流体的相溶性，保证这些添加剂之间的配伍性，防止生成新的化学沉淀。

3 油气层保护剂的优选

3.1 加重剂的选取

根据目前油田射孔压井液应用情况，一般用卤水作为加重剂，但卤水的密度最高只能达到1.25g/cm3，部分油田区块由于原始地层压力高，浅层或气层，需要体系达到更高的密度，我们选取甲酸盐为加重剂。因此当油气层保护液体系密度需要1.25-1.30g/cm3时，选用甲酸盐作加重剂，加量为30%-50%；当油气层保护液体系密度需要1.05-1.25 g/cm3时,选用卤水作加重基液，加量为10%-100%。

3.2 渗透剂的选取

岩石的润湿性也影响相对渗透率。在同一含水饱和度下，油相的渗透率随着润湿接触角的增大而降低。如果岩石亲水，这些水一部分分布于细小孔隙，一部分则充填于死孔隙或呈薄膜状态分布于颗粒表面，这些水并不防碍油的流动。如果岩石亲油，在相同的含水饱和度条件下，水便以水滴状态分布于孔道的油流中，成为油的流动阻力，使油的相对渗透率降低。为此，选用某化工厂自制的一种渗透剂，做如下实验，用6块相同的亲油载片在不同浓度渗透液浸泡后测试油水接触角。,随着渗透剂浓度的增加,油接触角增加,水接触角减小,说明表面润湿性向亲水方向改变,提高其油相渗透率有利于更好地保护油层，提高单井开发效果。实验结果表明渗透剂浓度为5.0-7.0%时，润湿性改变较强。

4 现场试验情况

在室内优选试验评价的基础上，在兴隆台油田试验应用四口井(兴83C、更兴258、兴10-10、兴北3)，投入资金18万元，目前四口井均正常生产。

4.1 现场试验工艺

射孔前将清洗炮眼液作为射孔液灌入井内；射孔后正挤油气层保护液；正顶替适量的顶替液；关井反应8小时以上。

4.2 现场试验井情况

兴隆台油田东营组马圈子油气储层岩性以中粗砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩为主，岩石的主要成分以石英、长石为主，泥质胶结，较疏松。胶结物泥质含量高，最大为49.2%，平均为13.0%，这种粘土矿物以蒙脱石、伊利石为主，容易吸水膨胀、运移、堵塞油层流通孔道，破坏油层结构，引起油井出砂。

为此我们在兴隆台油田选取了四口调层井进行了试验，均取得了较好的油气层保护效果，措施成功率100%，措施有效率100%。

5 结语

5.1 研究开发的无固相油层保护体系适应于我厂油田区块地质特征。该技术便于操作，施工简便。

5.2 无固相油层保护液体系是一种新型的油层保护技术，既取代了目前用盐水作射孔液，避免了盐水对油层的污染，同时将油气井防膨技术有机地结合，起到了早期防砂的目的。

5.3 无固相油气层保护液体系稳定性好，防膨性好，失水量低，悬浮携带能力强，密度可调，配制简单，配伍性好，对储层有较好的保护作用。

5.4 油气层保护技术是一项综合性技术，需要各个施工环节相配合，尤其是射孔液必须与地层配伍，否则达不到预期效果。

[1]李克向.保护油气层钻井完井技术[M].北京：石油工业出版社,1993.