牛庄油田王53断块油藏储层伤害机理及保护技术研究

2022-09-10

王53断块储层受地层条件及外来因素的影响, 其潜在伤害因素较多, 伤害程度也较大, 若在实际生产中不针对具体情况对储层加以保护, 最终对油层会造成不可挽回的损失。要尽量减少或消除各种伤害, 必须从钻井、完井、采油、作业等全过程实施油层保护技术, 只有这样, 才能达到保护油层的目的。针对各断块储层的室内试验结果, 提出了低伤害钻井液、低伤害、压井液、洗井液的质量要求以及压裂、酸化、防砂等作业过程中的油层保护措施、注入水的标准。

一、油气储层伤害机理

在油气井完钻井、生产、增产、提高采收率等全过程中的任一作业环节, 储层与外来液体以及所携带的固体微粒接触, 由于这些液体与地层流体不匹配而产生沉淀, 或造成储层中粘土矿物的膨胀或产生微粒运移, 它们往往堵塞了孔隙通道, 使得渗透率降低, 从而不同程度地损害了储层的生产能力, 即储层伤害。

一般研究认为, 储层损害是一个复杂的系统工程, 它是由于内伤害源、外伤害源和复合伤害源导致的结果。具体损害形式有: (1) 固相微粒运移造成的储层损害; (2) 外来流体与储层岩石、流体不配伍造成的损害:如水敏性损害、碱敏性损害和无机垢、有机垢堵塞等; (3) 润湿性、毛管现象引起的储层损害; (4) 地层湿度、压力变化引起的储层损害; (5) 微生物对储层的损害。

二、储层保护技术研究

20世纪90年代以来, 国外很多油气田和国内一些油气田已经形成了从伤害机理研究到现场施工一整套系统保护油气的研究思路和工作方法, 并取得了丰硕的成果和较好的经济效益。

1. 提高低伤害钻井液质量

在钻井过程中, 钻井液必须与油层接触, 由于钻井液成份复杂, 加上有害固相含量多, 因此钻井液对油气层的伤害也许是相当严重的。特别是重晶石等加重剂, 在堵塞油气层以后, 甚至用强酸也无法解除, 因此控制钻井液质量、有效控制钻井压差、环空气流速等钻井技术参数, 是油层保护的关键。

推荐使用聚合醇有机钻井液和MMH正电胶钻井液, 聚合物胺盐钻井液对粘土有抑制作用, p H值接近中性, 属不分散体系, 有利于对油层的保护;MMH正电胶钻井液对油层伤害轻, 地层渗透率恢复常在75%以上。

钻井液密度范围, 能够在较大范围内进行调整, 现场施工中应按设计下限打开油层并依据具体情况加以调整, 尽量降低钻井液密度, 达到近平衡压力钻进, 避免因钻井液密度过大而压死油层, 推荐钻井液密度大于低层压力系数值0.05~0.10g/cm3。

固相含量要严格控制固相含量≤8%, 根据地层孔喉半径计算得出钻井液中的固相颗粒粒径, 由于现场施工中难以控制, 建议采用油溶树脂屏蔽暂堵技术, 以达到保护油层的目的。滤失量:打开油层时的钻井液, API滤失量≤5m L, 高温高压滤失量≤10m L。

滤液要求总矿化度大于地层水矿化度为好, p H值≤8.0, 因地层水中Ca2+、Mg2+含量较高应控制钻井液中CO32-、HCO3-等离子含量以免发生结垢, 而堵塞地层通道。

钻井液各组分的性能都能满足保护油气层的需要。

2. 射、补孔过程中的油气保护

压井是钻井之后又一可能对地层产生严重伤害的过程, 以前时常出现由于压井液使用不当而把油层压死的情况, 因此压井液好坏直接关系到油井的命运。

压井液应符合以下要求:当 (P静-1.0) MPa (P静+2.0) MPa时, 采用其它无固相高密度压井液;压井液矿化度≥地层水矿化度;悬浮固体含量≤3mg/L;悬浮固相颗粒粒径≤3um;基液p H 6~8;压井液与地层流体配伍, 不乳化, 不沉淀;

洗井是在多种作业过程中常遇到的, 它可清洗掉井筒污物, 使各作业工作顺利进行。其中洗井液要求:基液采用污水处理站处理后的污水;洗井液表面张力≤32×10-3N/m;悬浮固体含量≤3mg/L;悬浮固相颗粒粒径≤3um;基液p H值为6~8;洗井液与地层流体相配伍; (指洗井液在地层条件下与原油乳化率≤5%) ;具有防止地层粘土膨胀、分散和运移能力;保持地层岩石水湿安全无毒, 不污染环境。

3. 酸化压裂过程中的油层保护

酸化是油气井重要的增产措施和投产措施, 它可以解堵地层堵塞, 疏通浊流通道, 使油井增产, 水井增注。但是由于地层情况复杂, 酸化工作的难度也较大, 因此在酸花前必须采用地层岩心或与酸化地层岩心成份相近的天然岩心进行酸液优选试验, 找出最佳配方。

压裂施工前采用稀酸酸洗炮眼并大排量反洗井;配制压裂液采用清洁清水要求悬浮固体含量≤5mg/L;悬浮固相颗粒粒径≤3um;推荐采用羟丙基胍胶压裂液, 并符合以下要求:携砂性好, 粘度高 (地层温度下) ;滤失系数Ca≤3.0×10-4m/min-1/2;破胶化水后粘度≤2m Pa·s;残渣≤5%;滤液与地层配伍性好, 原油乳化率≤5%, 与地层接触不产生沉淀;具有良好的稳定地层粘土的微粒能力;室内试验返排率≥70%;对地层综合伤害率η≤20%;保持地层岩石水润湿;采用高效粘土稳定剂, 防止粘土膨胀。支撑剂筛析集中, 杂质含量少, 圆球度好。建议使用前采用稀酸液进行浸泡清洗。

结束语

大量的实践表明, 油气田的高效开发离不开储层保护, 防止储层损害已经成为油气井作业及油气田开发优化的重要目标, 是开发效益最大化的基本途径。从开发井钻井、完井、油气生产、直至提高采收率的全过程, 实施以系统工程观点建立起来的油气层保护技术是大幅度提高采收率的保障, 也是增加产量、降低生产成本的必由之路。

摘要：储层伤害评价及保护技术的研究是油气田勘探开发过程中重要的技术, 也是提高油气勘探和开发质量的重要环节。本文以牛庄油田王53断块油藏为例, 对该地区油气储层的特征、造成储层伤害的因素、储层伤害程度及采取的储层保护措施等进行了较深入的研究, 探讨了油气储层伤害的机理, 制定了评价油气储层伤害的主要方法和标准。

关键词：牛庄油田,储层伤害,综合评价及对策