摘 要：保護(hù)油氣層是石油勘探開發(fā)過程中的重要技術(shù)措施之一，此項工作的好壞直接關(guān)系到能否及時發(fā)現(xiàn)新的油氣層，油氣田和對儲量的正確評價。保護(hù)油氣層有利于油氣井產(chǎn)量及油氣田開發(fā)經(jīng)濟(jì)效益的提高，有利于油氣井的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)。結(jié)合油井試油作業(yè)現(xiàn)場實際，射孔、壓裂酸化、抽汲排液、求產(chǎn)等作業(yè)工序?qū)τ蜌鈱拥谋Ｗo(hù)尤為關(guān)鍵。本文以靖安油田主力區(qū)塊為研究對象，探究了油氣田開發(fā)試油過程中的油氣層保護(hù)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：試油；油氣田開發(fā)；油氣層保護(hù)

一、油氣層傷害潛在因素分析

儲層傷害機(jī)理：一方面是由儲層本身的巖性、物性及油氣水流體性質(zhì)等內(nèi)在因素而造成的，另一方面是在各種作業(yè)過程中外來流體與儲層巖石的相互作用，以及外來流體與地層水的相互作用，破環(huán)原有的物理-化學(xué)平衡，造成近井地帶滲透率降低而造成的傷害。

長慶油田由于開采層系多，地層復(fù)雜，壓力低、孔喉細(xì)小、以細(xì)～中粒長石巖屑砂巖為主，填隙物主要為粘土礦物、碳酸鹽和硅質(zhì)。主要表現(xiàn)為中等偏弱水敏弱～水敏、中等偏弱酸敏～弱酸敏、中等偏弱速敏～弱速敏、中等偏弱鹽敏～弱鹽敏。儲層傷害的主要原因是粘土礦物水化膨脹，造成儲層孔隙堵塞、滲透率下降，因此，綜合地質(zhì)資料調(diào)查和室內(nèi)實驗研究表明，各個儲層的主要傷害為：1、侏羅系的延安組主要以固相顆粒和濾液傷害為主。2、三疊系長6儲層以高分子吸附堵塞和濾液傷害為主。3、三疊系長4+5儲層以水敏傷害為主。

二、油氣層敏感性評價分析

儲層敏感性評價主要是通過巖心流動實驗，考察油氣層巖心與各種外來流體接觸后所發(fā)生的各種物理化學(xué)作用對巖石性質(zhì)，主要是對滲透率的影響及其程度。此外，對于與油氣層敏感性密切相關(guān)的某些物理化學(xué)性質(zhì)，還必須通過化學(xué)法方法進(jìn)行測定，以便在全面充分認(rèn)識油氣層的基礎(chǔ)上，優(yōu)選出與油氣層配伍的工作液，為油、氣、水井的各項工程技術(shù)措施的設(shè)計和實施提供必要的參數(shù)和依據(jù)。

油氣層敏感性評價主要包括水敏、速敏、酸敏、鹽敏、堿敏，靖安油田不同儲層敏感性評價結(jié)果見表1。

三、試油過程中的油氣層保護(hù)技術(shù)

（一）保護(hù)油氣層的射孔完井技術(shù)

射孔完井的產(chǎn)能效果取決于射孔工藝和射孔參數(shù)的優(yōu)化配合。射孔工藝包括射孔方法、射孔壓差和射孔液。

1、正壓差射孔的保護(hù)油氣層技術(shù)。雖然負(fù)壓差射孔具有顯著的優(yōu)越性，應(yīng)盡量采用負(fù)壓差射孔。但并不是說在任何油氣井條件下都可以實施負(fù)壓差射孔。在某些油氣井條件下，仍然需要采用正壓差射孔工藝。正壓差射孔的油氣層保護(hù)技術(shù)，主要有以下兩個方面：一是應(yīng)通過篩選實驗，采用與油氣層相配伍的無固相射孔液；二是應(yīng)控制正壓差值不超過2MPa。

2、負(fù)壓差射孔的保護(hù)油氣層技術(shù)。負(fù)壓差射孔可以使射孔孔眼得到“瞬時”沖洗，形成完全清潔暢通的孔道；可以避免射孔液對油氣層的傷害。負(fù)壓差射孔可以免去誘導(dǎo)油流工序，甚至也可以免去解堵酸化投產(chǎn)工序。因此，負(fù)壓差射孔是一種保護(hù)油氣層、提高產(chǎn)能、降低成本的完井方法。負(fù)壓差射孔的油氣層保護(hù)技術(shù)，也可以分為兩個方面：一是和正壓差射孔一樣，也應(yīng)通過篩選實驗，采用與油氣層相配伍的無固相射孔液；二是應(yīng)科學(xué)合理地制定負(fù)壓差值。

3、合理確定射孔負(fù)壓差值。負(fù)壓差射孔時，首先應(yīng)考慮確保射孔孔眼完全清潔所必須滿足的負(fù)壓差值。若負(fù)壓差值偏低，便不能保證射孔孔眼完全清潔暢通，降低了孔眼的流動效率。但若負(fù)壓差值過高，有可能引起地層出砂或套管被擠毀。因此，必須科學(xué)合理地確定所需的負(fù)壓差值。

4、保護(hù)油氣層的射孔液。射孔液是射孔作業(yè)過程中使用的井筒工作液，有時它也用作為射孔作業(yè)結(jié)束后的生產(chǎn)測試、下泵等壓井液。對射孔液的基本要求是：保證與油氣層巖石和流體相配伍，防止射孔作業(yè)過程中和射孔后的后繼作業(yè)過程中，對油氣層造成損害。同時應(yīng)滿足射孔及后繼作業(yè)的要求，即應(yīng)具有一定的密度，具備壓井的條件。并應(yīng)具有適當(dāng)?shù)牧髯冃砸詽M足循環(huán)清洗炮眼的需要。目前國內(nèi)外使用的射孔液有六種體系，包括：無固相清潔鹽水、陽離子聚合物粘土穩(wěn)定劑射孔液、無固相聚合物鹽水射孔液、暫堵性聚合物射孔液、油基射孔液、酸基射孔液。實際選擇射孔液時，首先應(yīng)根據(jù)油氣層的特性和現(xiàn)場所能提供的條件確定最適宜的射孔液體系。然后根據(jù)油氣層的巖心礦物成分資料、孔隙特征資料、油水組成資料及五敏試驗資料，進(jìn)行射孔液的配伍性試驗。通過上述工作才能確定出對本地區(qū)油氣層無損害或基本無損害的優(yōu)質(zhì)射孔液、壓井液。

5、射孔參數(shù)優(yōu)化設(shè)計。要想獲得理想的射孔效果，使油氣井的產(chǎn)能提高，除了需要合理選擇射孔方法，射孔壓差和射孔液以外，還需要進(jìn)行射孔參數(shù)的優(yōu)化設(shè)計。靖安油田射孔參數(shù)推薦數(shù)據(jù)如表2。

射孔參數(shù)優(yōu)化設(shè)計需要取全取準(zhǔn)以下資料：（1）根據(jù)射孔穿透貝雷砂巖靶的有效深度和孔眼直徑，折算為穿透實際油氣層的孔深和孔徑，并進(jìn)行井下溫度、套管鋼級、槍套間隙等因素對孔深、孔徑影響的校正。（2）根據(jù)裸眼中途測試和電測井或理論分析計算等方法，求取鉆井液損害深度和損害程度數(shù)據(jù)。（3）根據(jù)巖心分析，求取油氣層的各向異性系數(shù)。

（二）壓裂作業(yè)油氣層保護(hù)技術(shù)

1、選擇與油氣層巖石和流體配伍的壓裂液。根據(jù)被壓裂的油氣層的特點，有針對性地選用壓裂液，如表3列舉說明。

表3 有針對性的選擇壓裂液

油氣層特點選用壓裂液添加劑及其它

水敏性油氣層油基壓裂液

泡沫壓裂液防膨劑

低孔低滲油層、返排差的油氣層無殘渣或低殘渣壓裂液

濾失量低的壓裂液

返排能力強(qiáng)的壓裂液表面活性劑

高溫深層耐溫抗剪壓裂液

密度大、摩阻低壓裂液滿足經(jīng)濟(jì)成本要求

2、選擇合理的添加劑。對不同的壓裂要求，采用適當(dāng)?shù)奶砑觿?。如?列舉說明

表4 添加劑性能舉例表

添加劑性能

PH值調(diào)節(jié)劑PH值1.5-14控制增稠劑水解速度、交聯(lián)速度、控制細(xì)菌生長

降濾失劑控制壓裂液濾失量、提高砂比、防止水敏性儲層、泥巖、頁巖粘土的膨脹和遷移

殺菌劑甲醛、BE115、硫酸銅

降阻劑水基壓裂用聚丙烯酰胺胍膠、油基壓裂液用脂肪酸皂，線性高分子聚合物

粘土穩(wěn)定劑﹝HCL 、NH4CL﹞無永久防膨性，不耐堿水聚烯胺

凍膠穩(wěn)定劑5%甲醇、硫代硫酸鈉、調(diào)高PH值

破膠劑淀粉酶、過硫酸銨

防乳、破乳劑﹝AE169-21、HD-3﹞油包水型﹝用乙烯胺做引發(fā)劑﹞

防泡及消泡劑異戊醇、二硬脂酰乙二胺、磷酸三丁脂、烷基硅油

在使用添加劑時，應(yīng)考慮2點：（1）添加劑之間不發(fā)生沉淀反應(yīng)，以免生成新的沉淀垢堵塞孔喉和裂縫；（2）成本合理。

3、合理選擇支撐劑。支撐劑的要求：（1）粒徑均勻；（2）強(qiáng)度高；（3）雜質(zhì)含量少；（4）圓球度好。對于潛層，因閉合壓力不大，使用砂子作支撐劑是行之有效的。在油氣層條件下用實驗方法確定滿足壓裂效果的粒徑及濃度。深度增加隨之閉合壓力也增加，砂子強(qiáng)度逐漸不能適應(yīng)。研究表明，在高閉合壓力下，粒徑小的比粒徑大的砂子有較高導(dǎo)流能力，單位面積上濃度高比濃度低的有較高的導(dǎo)流能力。因此，可采用較小粒徑的砂子，多層排列以適應(yīng)較高閉合壓力的油氣層壓裂。對于更高閉合壓力的油氣層，只有采用高強(qiáng)度支撐劑，例如使用陶粒。近年發(fā)展的超級粒，它是在砂子或其它固體顆粒外涂上（或包上）一層塑料，這是一種熱固性材料，在油氣層溫度下固化。這種支撐劑雖在高閉合應(yīng)力下會破碎，但能防止破碎后所產(chǎn)生的微粒的移動，仍能保持一定的導(dǎo)流能力。

現(xiàn)場應(yīng)用表明，陶粒作為支撐劑無論就幾何形狀（圓度、球度）或強(qiáng)度都比較理想，而且耐高溫（可達(dá)200℃）抗化學(xué)作用性能好，用于油氣層壓裂措施可大大減少由于支撐劑性能不好所帶來的油氣層及至支撐裂縫的損害。

（三）試油過程其它作業(yè)工序油氣層保護(hù)技術(shù)

1、采用優(yōu)質(zhì)壓井液。由于壓井液所形成液柱壓力大于油氣層孔隙壓力，若壓井液性能不良必然會造成對油氣層的損害。優(yōu)質(zhì)壓井液必須具備以下性能：（1）與油氣層巖石及流體配伍；（2）密度可調(diào)節(jié)，以便能平衡油氣層壓力；（3）在井下壓力和溫度下性能穩(wěn)定；（4）濾失量?。唬?）有一定攜帶固相顆粒的能力。

壓井液的選擇要以油氣層的巖性、礦物成分和敏感性數(shù)據(jù)為依據(jù)。在模擬井下溫度和壓力的條件下，通過室內(nèi)評價實驗選擇無損害或損害最小的壓井液。

2、采用多功能管柱。為了減少在更換工序時反復(fù)起下管柱、反復(fù)壓井損害油氣層的機(jī)會，應(yīng)采用下一次管柱完成多個工序的的多功能管柱。目前國內(nèi)外已有的多功能管柱有：（1）射孔和地層測試聯(lián)作管柱；（2）射孔和解堵酸化聯(lián)作管柱；（3）射孔和有桿泵生產(chǎn)聯(lián)作管柱等。

3、各工序配合緊湊縮短壓井等候的時間。油氣井試油過程的各個工序應(yīng)一個緊接一個盡快完成，一定要防止一個工序結(jié)束后，長期壓井等候另一個工序的現(xiàn)象，這是最容易被忽視的。壓井液在井下時間越長，對油氣層損害越大。

4、科學(xué)合理地排液。壓后關(guān)井20-30min，初期采用Ф5-8mm、后期采用Ф8-12mm的油嘴控制放噴，放噴初期排量控制在0.1～0.2m3/min。

停噴后探砂面，6小時完成沖砂洗井，單層壓裂井措施后8小時內(nèi)開始排液，分層壓裂井14小時內(nèi)開始排液。

采用抽汲方式排液，抽汲要求連續(xù)、平穩(wěn)，每班抽次30～35次，有底水的井控制抽汲強(qiáng)度，抽次25～30次。

抽汲沉沒度控制在100～200m左右，抽汲見油穩(wěn)定3班次以上，排液完成交井前沖砂至人工井底。

四、結(jié)論與認(rèn)識

在試油氣過程中，油氣層的保護(hù)尤為重要，因為我們的目的就是要增加產(chǎn)量，使其有更多的油氣產(chǎn)出。一口井重要的工序就是射孔、壓裂，而保護(hù)油氣層的種種措施就是針對這兩方面進(jìn)行的，每口井從開始施工到最后的完井，每道工序中保護(hù)油氣層的措施都很重要。

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