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    【油藏修井作业的损伤机理研究】长8 油藏 模式 机理

    时间:2019-04-15 03:31:08 来源:雅意学习网 本文已影响 雅意学习网手机站

      摘 要:在长期的油田生产实践中,会发现油田的修井作业过程中可能造成油藏储层损害。损害的实质就是储层渗透率的下降、流体阻力的增加。储层损害的直接后果是产能降低,给油田造成巨大的经济损失,这是油田中普遍存在的现象。本文通过分析修井液损伤的原因,提出了保护储层的修井液技术,对油田修井作业的发展有一定借鉴价值。
      关键词:储层损伤 修井液  保护
      一、引言
      油气储层在钻井、修井、开采等勘探开发的作业过程中,由于油藏化学、物理、水动力学和热力学等原有平衡状态的变化,与各种作业因素的影响,使外来工作液与地层内油气水流体、延时之间发生物理化学作用,导致了储集层受到损害,地层损害修井作业量,提高了生产成本。
      二、修井液损伤原因分析
      1.机械堵塞
      机械堵塞是非常常见的储层损害,它的伤害主要是指外来固相杂质或是指由外来流体与地层流体、岩石反应产生的固相物质等对储层渗透率造成的伤害。其主要包括的有外来固相物质(如作业产生的机械杂质、修井液中的固相颗粒)和修井液进入地层后生成的固相组分(有机垢、微生物、无机垢)。
      固相入侵是指在修井作业中,在管柱等其它物体掉入到井内后,一般的会通过磨铣套铣的方式将其磨成铁屑后取出,磨铣产物在修井液的携带作用下部分会伤害储层渗滤面,对作业后油井产能造成了一定不好的影响。垢的生成一般情况下通常有两个过程:第一步就是晶核的生成;第二步就是晶核的生长并形成复杂的结构。在修井液进入井筒以和地层的过程中,随着环境压力、温度的改变,以及与地层水混合可能会产生结垢。有机垢的形成是由于地层压力、温度等环境条件有所改变,及外来的流体(盐度、酸性、pH值等)与地层内流体的不匹配,造成了石蜡的结晶及胶质和沥青质的沉积。当多孔介质中形成有机堵塞后,岩石渗流通道会变小,原油流动阻力会增大。有机垢主要包括原油中的沥青质的沉淀以及蜡质析出。修井液的基础液通常为过滤海水,未经杀菌灭藻处的理。入井后海水中的细菌可能会发生繁殖,细菌的代谢产物以及腐败物可对储层造成一定程度的伤害。
      2.毛细管阻力
      通常的水基修井液,由于是毛细管自吸作用或压差过大,这些都会导致水相入侵储层以及水相进入近井地带,这些导致近井含水饱和度的升高,可能发生乳状液阻塞、水锁作用以及润湿反转,从而降低储层的产能。
      水锁伤害是指:储层中的孔隙由于能看作是无数个形状各异、彼此曲折、大小不等的毛细管。由于储层属于水湿储层,当作业的外来水相流体渗入进油气层孔道后,会将储层中的油气推向储层深部,在油气-水界面形成一个凹向油相的弯液面,并且由于界面张力的作用,会在弯液面产生一个附加压力,这样就产生了毛管阻力,大小由任意曲界面拉普拉斯方程确定。若想使油气相驱动水相流向井筒,必须克服毛管阻力。若产层能量不足以克服上述阻力,就不能把水段塞驱动产生“水锁损害”。水锁效应是油田注水开发中普片存在的问题,通常表现在修井、完井等作业中,油层可能被“憋死”,或被管外窜漏进入油层的水以及产出的地层水“憋死”,有时也有产液良好的油井在作业后产量大幅度降低甚至不产液。低渗透储层由于供流体自由流动的孔喉较小,表皮压降往往很大,所以更容易发生水锁。
      乳状液是多相体系,是指一种液体以液珠的形式并且分散在一个与其不相混溶的液体之中。原油中的天然乳化剂包括有机酸、沥青质、胶质及开采过程中加入的碱和表面活性剂等,这些物质都可以起到乳化剂的作用,在流动剪切作用下油水会形成具有一定稳定性的乳状液。
      在驱替过程中,乳状液由于贾敏效应及高粘度效应,使驱替阻力增加,造成捕集高粘度的不可流动相,增大了流动阻力,从而阻碍地层流体的产出。
      3.储层敏感性伤害
      敏感性伤害是造成油藏伤害的一大重要原因:a.水敏,指当与地层不匹配的外来流体进入地层后,引起岩石中的粘土矿物变化,粘土矿物出现膨胀、絮凝、分散、收缩、运移、流失、沉降等过程,最终导致岩石渗透率下降的现象;b.盐敏性,指储层在浓度递减系列的盐溶液中,由于粘土矿物的水化膨胀,从而导致渗透率下降。因为随着含盐量的下降,粘土矿物晶层会扩张增大,膨胀有所增加,地层渗透率也将不断下降。c.碱敏,碱性液体与储层矿物等接触发生反应,产生沉淀或是释放颗粒,导致岩石渗透率下降的现象。据调查,所有的粘土矿物均对碱液具有敏感性。d.酸敏性,指酸化液进入地层后于地层中的酸敏矿物发生反应,产生凝胶或释放出微粒,使地层渗透率下降的现象。
      4.储层结构破坏
      在油井生产过程中,流体渗流而产生的对颗粒的拖曳力和对油层岩石的冲刷力是导致疏松油层出砂重要原因。当其它条件相同时,生产压差越是大,流体渗流速度也将越高,井壁附近流体对岩石的冲刷力越大。油、水井工作制度的突然变化,使得油层岩石受力状况发生变化,容易引起油层出砂。
      三、保护储层的修井液技术
      修井液基液的选取,海水的矿化度大于地层水的总矿化度,用海水后如存在损害则属于升高矿化度引起的敏感性伤害;海水侵泡后延时的渗透率存在一定损害;要用过滤后的海水作为修井液的基液,必须筛选使用与产层配伍的粘土稳定剂。对于所选用的粘土稳定剂能防止粘土矿物的膨胀和分散,还应该控制敏感性矿物的运移。
      缓蚀剂的筛选,在模拟井温条件下,考察标准挂片在液体配方中的腐蚀情况。此外JN-15钙镁离子掩蔽剂的选用如下:在修井液中采用酸性螯合剂方盒子钙镁离子的沉淀,但是这又牺牲了修井液的防腐性能,市境内的棺材使用寿命缩短;但是开发研制的弱碱环境下使用的JN-15该镁离子掩蔽剂,既能防止钙镁离子的沉淀也能保证修井液的优良防腐性能。在修井液中加入该镁离子稳定剂,可以有效的防治该镁离子产生沉淀造成的低层伤害,专用的修井作业中该镁离子掩蔽剂是由有机酸和强的络合能力的络合剂,该剂可以对钙镁离子具有稳定性强,配伍性好,使用方便等特点。
      对于修井液施工工艺,首先确定修井液密度,盐水密度随温度上升而下降,密度越高的盐水受温度影响也越严重;对油井来讲,修井液密度的附加值为5%-10%,对于常压油藏可以考虑选择附加值的底限,对于高压油层选用附加值的上限。其次修井液的施工工艺,大排量用海水清洗井眼,直至NTU小至30;替入射孔液,根据射孔段长度而定,但至少应替至射孔段顶部100米;射孔反涌后,替入压井液压井,注意测定油气上返速度。
      四、结论
      油层伤害问题的原因分析与防止是非常重要的,由于许多伤害是不可逆的,并且即使是可逆其恢复也是相当困难的,需要昂贵的经济投入.所以必须从修井实际作业中就优化生产工艺,严格遵守生产规章,并努力发展修井液储层防护技术。
      参考文献
      [1]刘书涛. 修井过程中油层保护配套工艺技术[J].中国石油和化工标准与质量.2011.
      [2]鞠斌山, 伍增贵, 邱晓凤, 栾志安. 油层伤害问题的研究概况与进展[J].2001.

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