劉甜生

摘要：20世紀(jì)，出于對原油產(chǎn)量和開采效率提高的需求，國外許多油田致力于研究油田的注水開發(fā)技術(shù)，在長期實踐過程中已經(jīng)逐漸形成一套較為完備的注水工藝。我國研究雖然起步較晚，但后期投入大，不斷探索符合油田實際情況的開發(fā)方案，同時更為重視儲層的保護。筆者通過大量的現(xiàn)場實踐與文獻調(diào)研，針對新時期油田開發(fā)注水時儲層保護措施展開了研究，希望能為未來的研究工作帶來幫助。

關(guān)鍵詞：油田開發(fā);復(fù)雜地質(zhì)條件;儲層損害;儲層保護

引言：

一直以來我國油田的開采作業(yè)將追求產(chǎn)量放在第一位，而在長時間開采之后，油田容易出現(xiàn)原油質(zhì)量不高且含水量高的情況。很多東部油田勘探開發(fā)歷史較早，年原油產(chǎn)量一直很可觀，其超低滲、淺埋藏油層的儲集特征一直以來是學(xué)者研究的重點。在油田開采方式中，注水開發(fā)是比較常用的開發(fā)方法。一方面，注水開發(fā)的優(yōu)勢在于補充地層能量、提高驅(qū)油效率，與此同時能夠使得油井穩(wěn)定生產(chǎn);另一方面，由于沒有準(zhǔn)確地分析油田的特性而選擇了不恰當(dāng)?shù)淖⑺_發(fā)方式對于油田儲層的不利影響是比較大的。因此，對于這些油田注水過程中儲層損害情況進行分析并找出保護措施很有必要。

楊玲（2005）等結(jié)合寶浪油田的儲層特點和開采情況針對注水開發(fā)過程中注水困難這一問題對儲層巖石的水敏性進行了測驗，通過對相對滲透率曲線的分析得知，儲層巖屑和水敏性礦物含量高，水敏現(xiàn)象嚴(yán)重。朱德武（2008）等以張?zhí)烨吞餅檠芯繉ο?，重點研究了儲層敏感性和注水水質(zhì)，由此進一步分析了傷害儲層的各類因素，并根據(jù)這些因素有針對性地提出了綜和保護技術(shù)措施。夏新兵（2018）則重點分析了油田注水井由于注水井不完善而在持續(xù)的開采過程中導(dǎo)致低壓井增多的問題，同時指出儲層的傷害機理并提出了優(yōu)化儲層保護的工藝技術(shù)。

1國內(nèi)外研究進展

早在20世紀(jì)50年代，國外已經(jīng)開始儲層損害機理研究，雖然進展緩慢，但是開啟了油田對于注水開發(fā)儲層保護的研究歷程。到了70、80年代，基于實際需要，儲層保護工作越來越得到重視，針對儲層保護的相關(guān)研究也更加具有針對性。早期的研究主要是以實驗室為主導(dǎo)，隨著時間的推移，國家和政府投入加大，參與度也越來越高，各大公司也紛紛加入科研的行列。如美國的石油工程學(xué)會從20世紀(jì)70年代開始每兩年召開一次學(xué)術(shù)會議，重點研究油田開采儲層保護的技術(shù)問題。我國初期的研究主要是通過油田技術(shù)中心推動研究，改革開放之后，越來越多的技術(shù)中心開始和國外進行合作，不斷吸收國外的先進經(jīng)驗[1]。

目前，我國大部分研究集中在技術(shù)措施的優(yōu)化層面，同時靈活應(yīng)用不同類型的知識輔助研究，包括工程學(xué)、巖石學(xué)、地理學(xué)、化學(xué)以及物理等學(xué)科，往往采用定性和定量研究相結(jié)合，更有研究者利用數(shù)學(xué)建模的方式深入和科學(xué)地研究儲層損害問題。時至今日，我國已經(jīng)成為了該領(lǐng)域研究與應(yīng)用的重要力量，這不僅得益于政府的政策鼓勵引導(dǎo)，同時也源于經(jīng)濟飛速發(fā)展的助力，可以說，油田注水開采過程中儲層損害機理研究和保護問題將會一直是石油與天然氣工程領(lǐng)域研究的前沿問題和熱點問題[2]-[3]。

2固相顆粒所造成的的堵塞損害

注入水中的固相顆粒主要包括懸浮物、油珠、腐蝕產(chǎn)物等。這些固相顆粒進入儲層后，若與儲層孔喉不配伍，將發(fā)生沉積充填孔隙或堵塞孔喉，使油氣滲流通道縮小，造成儲層損害。固相顆粒一般對近井筒附近區(qū)域造成的堵塞尤為嚴(yán)重，其堵塞程度與懸浮顆粒濃度和粒徑、儲層孔喉半徑及注水作業(yè)的參數(shù)有關(guān)。固相顆粒的堵塞損害主要分為三種：顆粒粒徑大于孔喉直徑時，在井壁形成外部濾餅使井眼變窄;②粒徑小于孔喉直徑時，顆粒進入地層在近井壁附近形成內(nèi)部濾餅;③當(dāng)顆粒較大時，沉積在井底，使儲層厚度減小。

3注入水與巖石不配伍所造成的損害

3.1微粒運移損害

在平衡狀態(tài)下，儲層中微粒受自身重力、顆粒間形成的范德華力等多種力的綜合作用，停留在原有位置。在注水作業(yè)時，若注水強度或注水壓力過大，地層微粒將受到水動力沖擊發(fā)生運移。在較高流速狀態(tài)下，地層微粒在儲層巖石中一般有三種運移形式：①單個顆粒在孔喉處形成“卡堵”;②多個顆粒在喉道處形成“橋堵”;③細(xì)小微粒沖出孔喉。研究表明：球形和橢球形微粒比片狀微粒更易堵塞孔喉;膠結(jié)疏松的微粒、粘土礦物隨流體流速增加，運移程度越高;外來流體與地層配伍性越差，越易發(fā)生微粒分散、運移。

3.2敏感性損害

敏感性礦物是造成儲層敏感性損害的主要因素。儲層中往往含有一定量的敏感性礦物，包括高嶺石、伊利石、伊/蒙間層等黏土礦物以及碳酸鹽膠結(jié)物、硅質(zhì)膠結(jié)物等。在油田注水開發(fā)過程中，注入水進入儲層后，與這些儲層礦物產(chǎn)生接觸，若兩者間存在不配伍性，就發(fā)生各種物理化學(xué)反應(yīng)，造成黏土顆粒水化膨脹、分散運移或是生成沉淀堵塞孔喉，即敏感性損害。不同種類的黏土礦物對外來流體的敏感性不同，最終導(dǎo)致地層傷害的類型與機理也不同

4對于油田開發(fā)注水時儲層的保護措施

定量評價保護效果的時候，首先對損害半徑作出計算。假設(shè)滲透率在損害區(qū)域之內(nèi)的取值為K0，將流體作為平面位置的徑向穩(wěn)定流，在鉆井的過程之中，需要在油井的墻壁周圍現(xiàn)成泥餅。滲透率假設(shè)為K0，計算出損害半徑rs。若是已經(jīng)得知Sd的結(jié)果和rs的結(jié)果，那么便可以直接完成計算。其次是要預(yù)測增產(chǎn)率。當(dāng)生產(chǎn)壓差呈現(xiàn)出穩(wěn)定狀態(tài)的時候，想要保證增差率的結(jié)果達到η，那么必須通過利用增產(chǎn)措施降低表皮系數(shù)。若是想要徹底消除油氣層損害表皮系數(shù)，在落實增產(chǎn)措施的時候，要計算出其增產(chǎn)率。就真實損害表皮系數(shù)不低于0的地層而言，想要將損害表皮系數(shù)降低為0，那么便需要綜合考慮預(yù)測措施的產(chǎn)量與增產(chǎn)率。若是表皮系數(shù)不超過0，需要利用壓裂的方式完成降損。

5結(jié)論

我國很多東部都存在油田開發(fā)歷史悠久，早期一直追求原油產(chǎn)量和經(jīng)濟效益，隨著社會經(jīng)濟與科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，儲層保護被提上了研究日程。注水開發(fā)對于儲層的傷害會直接影響開采效率和開采安全。在現(xiàn)場工作中，尤其要注意注入水的強度、水質(zhì)顆粒結(jié)構(gòu)、以及相關(guān)流體配伍性的研究，并對降損措施進一步挖掘，力求保證現(xiàn)場生產(chǎn)安全有序開展，助力我國石油行業(yè)繼續(xù)發(fā)展。

參考文獻：

[1]劉志磊，安金亮.復(fù)雜地質(zhì)條件下礦產(chǎn)資源勘查方法[J].中國金屬通報，2020（04）：134-135.

[2]李陽，張德.鄭莊區(qū)塊長6油層注水開發(fā)影響因素及治理措施[J].清洗世界，2019，35（06）：64-65.

[3]馬鳳春，柳金城，吳顏雄，等.基于流動單元的多油層儲層參數(shù)計算和評價方法研究[J].現(xiàn)代地質(zhì)，2020（02）：159-166.