新时期油田开发注水时储层保护措施研究

刘甜生

摘要：20世纪，出于对原油产量和开采效率提高的需求，国外许多油田致力于研究油田的注水开发技术，在长期实践过程中已经逐渐形成一套較为完备的注水工艺。我国研究虽然起步较晚，但后期投入大，不断探索符合油田实际情况的开发方案，同时更为重视储层的保护。笔者通过大量的现场实践与文献调研，针对新时期油田开发注水时储层保护措施展开了研究，希望能为未来的研究工作带来帮助。

关键词：油田开发;复杂地质条件;储层损害;储层保护

引言：

一直以来我国油田的开采作业将追求产量放在第一位，而在长时间开采之后，油田容易出现原油质量不高且含水量高的情况。很多东部油田勘探开发历史较早，年原油产量一直很可观，其超低渗、浅埋藏油层的储集特征一直以来是学者研究的重点。在油田开采方式中，注水开发是比较常用的开发方法。一方面，注水开发的优势在于补充地层能量、提高驱油效率，与此同时能够使得油井稳定生产;另一方面，由于没有准确地分析油田的特性而选择了不恰当的注水开发方式对于油田储层的不利影响是比较大的。因此，对于这些油田注水过程中储层损害情况进行分析并找出保护措施很有必要。

杨玲（2005）等结合宝浪油田的储层特点和开采情况针对注水开发过程中注水困难这一问题对储层岩石的水敏性进行了测验，通过对相对渗透率曲线的分析得知，储层岩屑和水敏性矿物含量高，水敏现象严重。朱德武（2008）等以张天渠油田为研究对象，重点研究了储层敏感性和注水水质，由此进一步分析了伤害储层的各类因素，并根据这些因素有针对性地提出了综和保护技术措施。夏新兵（2018）则重点分析了油田注水井由于注水井不完善而在持续的开采过程中导致低压井增多的问题，同时指出储层的伤害机理并提出了优化储层保护的工艺技术。

1国内外研究进展

早在20世纪50年代，国外已经开始储层损害机理研究，虽然进展缓慢，但是开启了油田对于注水开发储层保护的研究历程。到了70、80年代，基于实际需要，储层保护工作越来越得到重视，针对储层保护的相关研究也更加具有针对性。早期的研究主要是以实验室为主导，随着时间的推移，国家和政府投入加大，参与度也越来越高，各大公司也纷纷加入科研的行列。如美国的石油工程学会从20世纪70年代开始每两年召开一次学术会议，重点研究油田开采储层保护的技术问题。我国初期的研究主要是通过油田技术中心推动研究，改革开放之后，越来越多的技术中心开始和国外进行合作，不断吸收国外的先进经验[1]。

目前，我国大部分研究集中在技术措施的优化层面，同时灵活应用不同类型的知识辅助研究，包括工程学、岩石学、地理学、化学以及物理等学科，往往采用定性和定量研究相结合，更有研究者利用数学建模的方式深入和科学地研究储层损害问题。时至今日，我国已经成为了该领域研究与应用的重要力量，这不仅得益于政府的政策鼓励引导，同时也源于经济飞速发展的助力，可以说，油田注水开采过程中储层损害机理研究和保护问题将会一直是石油与天然气工程领域研究的前沿问题和热点问题[2]-[3]。

2固相颗粒所造成的的堵塞损害

注入水中的固相颗粒主要包括悬浮物、油珠、腐蚀产物等。这些固相颗粒进入储层后，若与储层孔喉不配伍，将发生沉积充填孔隙或堵塞孔喉，使油气渗流通道缩小，造成储层损害。固相颗粒一般对近井筒附近区域造成的堵塞尤为严重，其堵塞程度与悬浮颗粒浓度和粒径、储层孔喉半径及注水作业的参数有关。固相颗粒的堵塞损害主要分为三种：颗粒粒径大于孔喉直径时，在井壁形成外部滤饼使井眼变窄;②粒径小于孔喉直径时，颗粒进入地层在近井壁附近形成内部滤饼;③当颗粒较大时，沉积在井底，使储层厚度减小。

3注入水与岩石不配伍所造成的损害

3.1微粒运移损害

在平衡状态下，储层中微粒受自身重力、颗粒间形成的范德华力等多种力的综合作用，停留在原有位置。在注水作业时，若注水强度或注水压力过大，地层微粒将受到水动力冲击发生运移。在较高流速状态下，地层微粒在储层岩石中一般有三种运移形式：①单个颗粒在孔喉处形成“卡堵”;②多个颗粒在喉道处形成“桥堵”;③细小微粒冲出孔喉。研究表明：球形和椭球形微粒比片状微粒更易堵塞孔喉;胶结疏松的微粒、粘土矿物随流体流速增加，运移程度越高;外来流体与地层配伍性越差，越易发生微粒分散、运移。

3.2敏感性损害

敏感性矿物是造成储层敏感性损害的主要因素。储层中往往含有一定量的敏感性矿物，包括高岭石、伊利石、伊/蒙间层等黏土矿物以及碳酸盐胶结物、硅质胶结物等。在油田注水开发过程中，注入水进入储层后，与这些储层矿物产生接触，若两者间存在不配伍性，就发生各种物理化学反应，造成黏土颗粒水化膨胀、分散运移或是生成沉淀堵塞孔喉，即敏感性损害。不同种类的黏土矿物对外来流体的敏感性不同，最终导致地层伤害的类型与机理也不同

4对于油田开发注水时储层的保护措施

定量评价保护效果的时候，首先对损害半径作出计算。假设渗透率在损害区域之内的取值为K0，将流体作为平面位置的径向稳定流，在钻井的过程之中，需要在油井的墙壁周围现成泥饼。渗透率假设为K0，计算出损害半径rs。若是已经得知Sd的结果和rs的结果，那么便可以直接完成计算。其次是要预测增产率。当生产压差呈现出稳定状态的时候，想要保证增差率的结果达到η，那么必须通过利用增产措施降低表皮系数。若是想要彻底消除油气层损害表皮系数，在落实增产措施的时候，要计算出其增产率。就真实损害表皮系数不低于0的地层而言，想要将损害表皮系数降低为0，那么便需要综合考虑预测措施的产量与增产率。若是表皮系数不超过0，需要利用压裂的方式完成降损。

5结论

我国很多东部都存在油田开发历史悠久，早期一直追求原油产量和经济效益，随着社会经济与科学技术的发展，储层保护被提上了研究日程。注水开发对于储层的伤害会直接影响开采效率和开采安全。在现场工作中，尤其要注意注入水的强度、水质颗粒结构、以及相关流体配伍性的研究，并对降损措施进一步挖掘，力求保证现场生产安全有序开展，助力我国石油行业继续发展。

参考文献：

[1]刘志磊，安金亮.复杂地质条件下矿产资源勘查方法[J].中国金属通报，2020（04）：134-135.

[2]李阳，张德.郑庄区块长6油层注水开发影响因素及治理措施[J].清洗世界，2019，35（06）：64-65.

[3]马凤春，柳金城，吴颜雄，等.基于流动单元的多油层储层参数计算和评价方法研究[J].现代地质，2020（02）：159-166.