武新強 王英強 張偉強
【摘 要】本文結合修井作業(yè)中油氣層傷害機理和相關因素分析,通過優(yōu)化暫堵劑使用、優(yōu)化聚合物使用、優(yōu)化修井液使用等措施研究,對修井作業(yè)油氣層保護技術進行了探究。
【關鍵詞】儲層傷害;修井作業(yè);儲層保護
修井作業(yè)需進行大量井下操作,受諸多因素影響,在作業(yè)中極易損壞油氣儲層。因此,有必要在修井作業(yè)前全面了解區(qū)塊地質特點和油井開發(fā)情況,掌握油氣儲層損傷機理和產生損害原因,有針對性的采取措施杜絕。
一、修井作業(yè)油氣層傷害機理及損傷原因
(一)修井作業(yè)油氣層傷害機理
油氣儲層在未被鉆開地層前,內部處于理化和動力等各種復雜因素平衡狀態(tài),而開發(fā)后因為需要多種鉆井液等試劑注入地層輔助開發(fā),外部注入的固體和液體成分改變了地層空隙壓力,破壞了油氣儲層原有平衡狀態(tài),造成地層內部固體和液體、固體與固體以及液體與液體之間發(fā)生理化和熱動力學等方面反應和變化,造成了黏土水化、固相運移、毛管水鎖、巖層結構改變等引發(fā)儲層孔隙堵塞,造成儲層損傷,降低了采油率。
基于以上儲層損傷機理分析,保護油氣儲層最重要的就是掌握儲層的綜合地質條件,重點是準確掌握儲層的深度以及滲透性、孔隙結構、礦物構成、巖層硬度等地質特征。具體可通過巖石“取芯”采樣進行巖層分析,重點對采集的巖樣進行水敏性、速敏性、酸敏性、鹽敏性等試驗,掌握影響儲層敏感性的主要因素,在開發(fā)中有針對性的保護。
(二)修井作業(yè)中儲層損傷的相關因素和原因
油氣層損傷是在修井和采油等井下作業(yè)中,作業(yè)措施實施后儲層滲流阻力加大、滲透率下降等問題,會降低油井產能,并加大試油、壓裂酸化和修井等工作量。造成儲層損傷,主要是兩方面原因,一方面是修井液應用不當。個別現(xiàn)場作業(yè)人員簡單認為在修井作業(yè)液中添加暫堵劑就能發(fā)揮作用,但傳統(tǒng)暫堵劑都是以油溶性樹脂為原料,如果應用中對暫堵劑軟化點、尺寸等參數(shù)掌握不準、應用不當,就會傷害儲層;有的基層作業(yè)人員忽視聚合物與儲層配伍性不佳造成的傷害,單純認為添加聚合物到作業(yè)試劑中有利于開發(fā),比如,有的地區(qū)應用PHP聚合物,但該聚合物具有降解周期長的缺點,在保護儲層的同時,修井后需要3個月左右的恢復生產;同時,修井液在儲層中滲透后會與儲層流體和巖石發(fā)生反應和作用,如果與流體配伍性差,極易發(fā)生“液鎖效應”。另一方面就是修井管理和操作措施,井下作業(yè)較為復雜,需要經驗豐富的一線職工操作,如果技術不過關、不扎實,或修井作業(yè)標準化、規(guī)范化程度較低,就存在施工質量隱患。特別是當前基層修井作業(yè)實施班組輪換施工制,很難完全實現(xiàn)責任具體到班組和個人,加之井下施工隱蔽性較強,很難在施工后短期內進行徹底檢驗,即使發(fā)生問題也很難及時找出事故點和原因,對儲層造成長期危害。
二、修井作業(yè)中油氣儲層保護的技術措施
(一)優(yōu)化暫堵劑使用
基于前文所述修井液中暫堵劑對儲層的傷害性,要正確認識暫堵劑作用,在修井液應用中根據(jù)具體地質條件選擇適宜暫堵劑或調劑添加到修井液中應用。比如,對砂巖油藏,在埋深較淺情況下,地層壓力系數(shù)一般在0.8-1.0范圍內,儲層一般呈現(xiàn)出孔隙尺寸不統(tǒng)一、滲透率和滲液滲出量分布零散、沒有規(guī)律的特點,壓井液應用中會迅速向儲層周邊滲透,受到類似“毛細管吸”和巖層表面張力影響,修井液會主動滲透,影響儲層性能。因此,應用中要注意采取措施處理修井液油溶性暫堵劑,通過添加適量超低滲透材料等降低其油溶性,還可以在超低滲透材料中添加酸堿溶液改善壓井液酸堿性,降低對酸敏性和堿敏性儲層損害,降低壓井液應用中儲層滲透率。在某油井修井中根據(jù)以上理論進行實踐,處理后的暫堵劑同時兼具較好的壓井和防漏失性能,在修井后很快恢復生產,無儲層損害和環(huán)境污染等問題。當然,每個區(qū)塊油井地質條件不同,要根據(jù)具體油井特點優(yōu)化修井液中各類材料配比,不斷地調劑和優(yōu)化,通過試驗確定最佳的暫堵液配比。
(二)優(yōu)化聚合物使用
簡單認為在修井液中添加聚合物就能提升試液降濾失性、保護油氣儲層是不正確的,要注意聚合物配伍性是。要根據(jù)具體油井地質特點、開發(fā)條件等,選擇適用聚合物。以砂巖油藏為例,因為該類油藏普遍具備較好的滲透性,特別是在第三沖擊層等滲透性較高的層位開發(fā)時,要兼顧氣流的進出,方便儲層“換氣”,確保油氣儲層的開發(fā)性能良好。可選擇可降解且降解周期短的修井液作主劑,同時選擇聚合物時要考慮其與地層流體的配伍性,確保修井液整體能滿足降解和氣體進出等條件,使儲層的開發(fā)性能能一直保持穩(wěn)定。
(三)優(yōu)化修井液使用
修井液的選擇是儲層保護的關鍵。要按照既能輔助完成修井任務、又不會降低儲層產能甚至造成儲層傷害為原則進行選擇,在修井液中添加試劑時,要確保能夠發(fā)生預期的化學效應達到輔助開發(fā)等目的,并注意與地層流體配伍性較好。比如,為增強修井液儲層保護性,可根據(jù)儲層地質特點在體系內添加適量粘土穩(wěn)定劑,提升儲層抗水敏性、抗鹽敏性、抗速敏性等性能。優(yōu)化選擇高密度“液鈣”壓井技術,油井需要借助一定密度試液發(fā)揮油層保護液作用,但傳統(tǒng)鹵水、液鈣等高壓油井常用高密度修井液污染性較強??梢蕴剿鲬谩案舭宸ā毙蘧杭夹g,對壓力較高油井適當添加密度較低的油井保護液,在保護油氣儲層的同時降低成本。在作業(yè)理念上,可把油井井筒與地層簡化看做類似“U”型管結構,通過將密度較低的儲層保護液注入“U”型管底部,形成一層類似“隔板”的結構,再根據(jù)具體地層特征,對“隔板”進行針對性調整,確?!案舭濉毙阅茈S地層性質相應轉化,實現(xiàn)防膨脹、防結垢、減輕水鎖等作用;在作業(yè)中,“隔板”流體與油氣儲層充分接觸,保護儲層、減輕對井筒內壓力系統(tǒng)平衡性影響,降低“液鈣”修井液儲層傷害性。同時,注意選擇合適的儲層保護液用量,確保其密度與“液鈣”密度接近,并利用生活用水作為基礎液體降低成本,
三、結論
綜上所述,在油氣開發(fā)中,受一些因素影響會造成儲層傷害,不利于儲層開發(fā),通過有針對性的采取措施優(yōu)化修井液體系,有利于在開發(fā)油氣資源的同時更好地保護儲層,實現(xiàn)儲層可持續(xù)開發(fā)。
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