油层保护技术在作业施工中的应用现状及分析

郭爱华 唐力明 李莉

摘要：针对油层物性相差较大的特点，从油层的损害机理，对目前井下作业施工过程中的油层保护技术应用现状进行了调查和分析，找出了目前储层保护技术在应用过程中的不足和差距以及存在的问题，结合实例从洗（压）井、射孔、酸化、压裂、防砂、试油、检泵等施工过程对油层损害现象和机理进行了认真分析，然后提出了针对作业过程中易发生的油层损害建议采取的措施，论证了油层保护技术作为一项保护油气资源和“少投入，多产出”的重要技术越来越体现出来的重要性，并对其应用的良好前景进行了展望。

关键词：酸化；压裂；修井；油层保护；分析

前言

油层保护技术，简单的说就是保护储集层的技术。当钻井、完井、采油、增产、修井等各种作业时，在储集层近井壁带造成流体产出或注入自然能力的任何障碍影响都是油层损害。油层损害降低产能，影响试井与测井资料的准确性，造成储量和产能计算不准，影响合理制定开发方案，油层损害还导致试油、酸化、压裂、解堵、修井等井下作业工作量的增加，提高油气生产成本，影响最终采收率。由此可见，油层保护技术在油田生产中的应用是非常重要的。油层保护技术贯穿于油田生产的各个环节，下面主要根据.不同油层特点，就油层保护技术在.作业施工中的应用现状和存在问题进行分析和探讨，提出建议采取的措施。

一、油层伤害机理

胜坨油田属于砂岩储层，其伤害的来源主要有两种：一种是砂岩储层本身潜在的伤害，另一种是外界因素作用下引起的储层伤害。

（一）砂岩储层本身潜在的伤害

1、储层敏感性矿物本身存在的伤害因素，如水敏性矿物的水化膨胀、分散、脱落和运移堵塞喉道带来的水敏或盐敏损害；碱敏性矿物在外来流体PH值较高的情况下，就会发生分散和脱落，或产生新的硅酸盐沉淀和硅凝胶体，而造成渗透率下降；酸敏性矿物在与酸液作用时就会产生沉淀或释放出微粒，造成渗透率的下降；速敏性矿物在高速流体作用下发生位移，引起储层伤害。2、储层流体性质对油层造成的损害，如地层水与注入的工作液不配伍、或者原油性质与入井液形成沉淀或乳状液等，阻碍渗流，从而造成储层伤害。3、由敏感性矿物产状带成的损害，敏感性矿物产状是敏感性矿物分布的位置和存在的状态。

（二）外界因素作用下引起的储层损害

1、外来流体与储层砂岩不配伍造成的损害，这些损害可分为水敏、酸敏、碱敏及润湿反转等，如粘土矿物的膨胀、运移造成水敏，从而引起孔道缩小，渗透率下降，乳酸化施工二次沉淀造成储层酸敏所引起的油层伤害等。2、外来流体与储层流体不配伍造成的损害，主要表现为外来流体与储层流体产生有机、无机沉淀或乳状液。外来流体所携带的细菌在储层中繁殖生长，也能在一定程度上造成储层损害。3、毛细管阻力造成的损害，主要包括水锁效应或贾敏效应，如对于小孔道低渗储层发生的水锁效应和油相在水润湿岩石孔隙终渗流发生的贾敏效应，都能引起油相的渗透率降低，造成油井减产。4、固相堵塞，如注入水中固体悬浮颗粒、钻井过程中泥浆滤液的固相颗粒或者修井液中的固相颗粒等，也能够在压差作用下进入地层，造成储层伤害。

（三）工程因素和油气层环境条件发生变化造成的损害

1、作业或生产压差太大引起的损害。这类损害主要有启动地层微粒、产生有机或无机垢沉淀、应力损害、压漏油气层以及地层出砂或地层坍塌，并加深已有损害的程度。2、措施作业时间过长也会加重损害的程度。措施作业时间对油气层的损害有以下两个方面：一方面当工作液与油气层不配伍时，对油气层损害的程度随时间的延长而加剧，同时细菌损害的程度也会随时间的增长而加剧；另一方面措施作业时间过长会影响损害的深度，如钻井液、压井业等工作液，随着作业时间的延过长，滤液侵入量增加，滤液损害的深度加深。

二、油层保护技术在作业施工过程中的应用现状

目前在作业井施工时，在油层保护方面主要开展了以下几项工作：1.尽量采取不压井作业，必须压井时合理选择压井液，做到“压而不死，活而不喷”，尽量减少地层损害。2.以前的冲砂作业改进为目前的捞砂作业，避免了入井液的使用，减少了油层受污染损害的机会。3.对于高泥质含量低渗透的油层采取原井液压井进行补孔或采用负压射孔技术，合理选择射孔方式和枪弹型号。4.对于新井投产、先期防砂、水平井等重点井，替泥浆时入井液加防膨剂并根据地层性质合理选择。5.对于必须进行洗井作业的井，考虑入井液与储层的配伍性，原则上采用本油田同油区的脱油污水，避免入井液性质与油层性质不匹配，形成堵塞造成伤害。另外，对于重点井，从保护油层的角度出发，严格慎重审批施工程序和设计也是一项有效的做法。

通过以上做法的实施，对减少油层损害、保护油层起到了积极的作用。但通过调查发现，针对不同性质的油层采取油层保护技术的做法还不够，也就是说区别对待重视程度不够。对于中高渗透性的油层，由于各方面的物性比较好，所以油层保护应用效果表现出来就相对较好，而同样的做法应用于低渗透性油层就相对较差了。低渗透性油藏对油层保护的要求更高更细致，所以不能一概而论。

另外，虽然施工队伍基本上都能够在作业过程中应用油层保护技术，但也不排除因队伍素质因素以及施工中产生的新情况因素的影响，导致了油层损害现象的发生。表现在：有的井因为压力比较高，施工队伍为了防止井喷采取了压井作业，造成了对油层的损害，致使产量下降；方案要求负压射孔的井，施工队伍没有按照标准和要求进行掏空作业，导致达不到预计的增油效果。以上这些问题都是客观存在的，也是不容忽视的。

三、作业施工中存在的油层损害现象及分析

通过调查分析，作业施工中各个环节都有可能对油层造成损害，主要体现在以下几项施工中，即洗（压）井、射孔、酸化、压裂、防砂、检泵等。

（一）洗（压）井

使用入井液进行循环时，如果入井液含有固相顆粒，就会堵塞射孔孔眼、地层孔隙及裂缝。使用的入井液与油层岩石及油层流体不配伍，入井后与油层岩石或流体发生反应形成沉淀或结垢造成堵塞，特别是挤压井时，入井液及井筒内的杂质会深入地层，造成堵塞会更深入，对渗透率的影响更大，危害也更大。微粒、乳化油、化学添加剂、沉淀有机物和无机物均会影响储集层的渗透率，侵入油层后可能引起水堵或乳化液堵，水敏性地层由于滤液的侵入会造成粘土膨胀，微粒运移等。

（二）射孔

射孔过程对孔眼周围的油层形成了压实损害，虽然不可避免，但可以减小。射孔时的压差也有影响，理论上来说，井筒压差越小效果越好，因为这样可以使油层流体在瞬间流入井筒，对井眼起到了冲刷作用。射孔孔径、射孔密度、射孔穿透深度等参数均有影响，尤其表现在低渗油藏，大孔径、高孔密、深穿透有利于保护油层、提高产量。目前胜利采油厂的生产井射孔已基本推广了102枪弹，个别低渗或堵塞严重储层采用了一米弹和复合增效射孔，效果是不错的。另外，射孔液对油层的损害也不容忽视，所以对补孔井提倡原井液压井。

（三）酸化

对储层的损害主要表现在酸液反应产生沉淀，地层中的含钙矿物和钠粘土与酸反应会形成不可溶的沉淀。酸化砂岩油层有可能会伴随释放细小的颗粒或造成地层坍塌。不干净的酸化管柱也是酸化堵塞物的一个来源。此外，铁反应物的形成以及胶体残渣，酸与原油接触PH值减小而生成的沉淀等，都会对油层造成损害。

（四）压裂

压裂液在储层中滞留会产生液堵，压裂残渣会对储层造成堵塞，压裂过程会引起油层中粘土矿物的膨胀和颗粒运移；压裂液与原油乳化形成油包水，产生堵塞；压裂液对储层的冷却效应和支撑剂选择不当，以及设计不合理、施工质量差等都会对油层造成损害。

（五）防砂

尤其是化学防砂，参数优选不够，或设计不合理，以及防砂液的性能问题，会造成防砂失败，损害地层，甚至造成防砂后不产液，在油层形成严重堵塞。

（六）检泵

下井管柱的清洁是非常重要的，如果管柱不清洁，携带固相颗粒等入井，极易造成地层堵塞，影响油井产量。提管时未按标准灌液，井筒液柱下降.岩层容易回吐，大直径工具下井，下放速度过快。井筒液注.冲击岩层，形成压实效应，对岩层的骨架颗粒造成损害，由于径向空间小，容易造成波激效应，对胶皮损坏造成.卡封失败。如果作业检泵开井后生产不正常，作业队采取的第一个补救措施往往是洗井，前面我们已经讲过洗井对地层的损害，所以应该分析原因，慎重使用。实践证明，洗井是造成有的油井屡修屡坏、屡坏屡修，产量不断下降的重要原因之一。

综上所述，储层损害存在于作业施工的多个环节，只有根据油层及施工的实际情况，认真地分析研究，合理制定对策，才能尽量减少油层损害，提高原油产量。

四、针对作业过程中易发生的储层损害建议采取的措施

油层损害虽然不可能完全避免，但我们可以通过采取相应的措施来尽量减少和预防，下面结合胜坨油田实际，提出作业施工中油层保护技术工作的几点建议：

（一）要根据油层实际情况区分对待，胜坨油田中、高渗透油藏储层特性分析认为造成油层潜在伤害的因素主要有：入井液带入的机械杂质堵塞喉道，污染油层；粘土矿物的膨胀、分散、运移堵塞喉道。对待低渗油藏该怎样，不能一概而论，尤其是低渗油藏，作业过程中采取措施要慎之又慎。象坨142断块、坨719断块这样的低渗区块的井，制定措施和作业施工中，要从保护油层的角度认真加以注意。

（二）尽量采取不压井作业，不使用入井液，在非使用不可的情况下应认真选择，要使用与储集层岩石及流体都配伍的流体，而且入井液必须保证清洁，比重一定要合适，这就要求我们的施工队伍以及生产保障单位通力合作，哪个环节都不能出现问题，如装运入井液的罐车，施工的泵车必须清洗干净，决不能留有以前施工的余液。

（三）射孔施工前要根据油层的具体情况制定优选射孔参数和射孔方式，推广采用负压射孔，合理的负压值是确保孔眼完全清洁的重要条件，应根据储集层条件而确定，最好是用岩心靶流动实验法来确定，对于低渗油层，建议推广大枪大弹，增强穿透力，使射孔深度能够穿透损害深度，同时使用优质射孔液，保证与地层岩性及流性液性配伍。

（四）酸化施工前，工艺部门要针对不同的油层特性选择酸化工艺。尽量选择使用配伍性好、效果好、伤害小的酸液，并根据特殊要求，选择高效的添加剂，特别是缓蚀剂、铁离子稳定剂、粘土防膨剂、抗酸渣剂，最好用储集层岩心及储集层流体进行试验。施工队伍要保证酸化管柱的清洁，井筒内的残渣和铁垢等要冲洗干净，配酸用水、储酸池、运酸罐要保证清洁，严禁混入杂物，深井处理要加乳化剂。

（五）压裂施工前要严格审批，优化设计压裂液、支撑剂和添加剂，以及适当的压裂工艺，采用适当的交联技术，最主要的是加强施工中的质量控制。施工中的质量控制是保证压裂效果，防止由于施工不当造成油层伤害的重要环节，应当引起高度重视，施工前首先检查配液池，压裂液和支撑剂储罐是否干净，所用的成胶剂，交联剂和各种添加剂是否合格，严格按压裂液配方配制压裂液，地面管线和井筒必须清洁，施工过程中认真监控交联剂、破胶剂、支撑剂的加入情况，严格按设计注液。密切监视地面施工泵压与排量变化情况，防止脱砂和砂堵的发生，施工后要迅速排液，并取样分析，确保迅速彻底排出压裂液。

（六）提倡使用机械防砂，对于化学防砂，工藝部门要根据储层情况，合理选择防砂方式和防砂料，要始终贯穿最大程度减少油层损害的思想。

（七）检泵作业过程中，推广不压井作业，保证入井管杆的清洁。起下管柱过程中保持井内液柱高度，按标准灌液，起下带有大直径的工具，控制速度，防止产生抽吸或压力激动，帯封管柱控制每小时40根，对于一段时间内多次重复作业不成功的检泵井，要组织技术人员认真分析原因，制定对策，而不应该盲目地重复检泵。检一次泵就会对油层产生一次损害，盲目地重复检泵造成恶性循环，往往是越修越不成功，就算成功产量也比以前有较大下降。

五、结论与认识

以上论述基本涵盖了胜坨油田井下作业施工中油层保护技术应用现状、存在的问题和不足、以及对经常发生的油层损害现象应该采取的的措施，但并不是全部包括，对于一些涉及不到的施工工序，油层保护要具体情况，具体分析，具体对待，而不能生搬硬套。随着老油田的自然递减和井筒条件的复杂化，我们每年的作业工作量呈增长态势，因此，油层保护技术作为一项保护油气资源和“少投入，多产出”的重要技术越来越显示出它的重要性。只要大家从思想上重视，从油层保护的角度来设计、组织和实施施工，针对不同的层位和实际情况采取有针对性的措施，油层保护工作必将取得良好的效果，推动胜坨油田油气资源开发的可持续发展。

参考文献：

[1]曲占庆、王卫阳 《采油工程》 中国石油大学出版社 2009年6月

[2]杜丙国 《井下作业技术规范》中国石油大学出版社 2007年9月