歡喜嶺油田中低滲油藏污染原因及治理對策

張雪明 (中石油遼河油田分公司歡喜嶺采油廠，遼寧 盤錦 124114)

歡喜嶺油田中低滲油藏污染原因及治理對策

張雪明 (中石油遼河油田分公司歡喜嶺采油廠，遼寧 盤錦 124114)

對歡喜嶺油田中低滲儲(chǔ)層污染的機(jī)理進(jìn)行了研究，詳細(xì)分析了固相顆粒堵塞、有機(jī)物沉淀堵塞、儲(chǔ)層敏感性、水鎖帶來的傷害原因，并且根據(jù)傷害的不同原因提出了相應(yīng)的解堵措施?，F(xiàn)場作業(yè)表明，采取相應(yīng)解堵措施后增產(chǎn)效果顯著。

中低滲油藏；儲(chǔ)層傷害；解堵

歡喜嶺采油廠目前共有稀油區(qū)塊72個(gè)，開井523口，產(chǎn)液7065t/d，產(chǎn)油987t/d。其中屬于中低滲區(qū)塊的有44個(gè)，這些區(qū)塊產(chǎn)液2328t/d，產(chǎn)油686t/d，分別占稀油產(chǎn)量的32.9%和69.5%。中低滲區(qū)塊泥質(zhì)和有機(jī)質(zhì)含量高，粘土礦物中伊利石和蒙脫石含量較高，在開采過程中容易發(fā)生各種污染，造成滲透率大幅度下降，而且傷害的成因比較復(fù)雜；同時(shí)中低滲區(qū)塊注采系統(tǒng)都不完善，地層虧空都無法得到有效補(bǔ)充，地層壓力下降幅度較大，致儲(chǔ)層易受到外來流體侵入，使儲(chǔ)層傷害加劇。針對上述情況，筆者分析了中低滲儲(chǔ)層污染的原因并提出了相應(yīng)的治理對策。

1 中低滲儲(chǔ)層污染的原因

1)固相顆粒堵塞 該研究區(qū)中低滲區(qū)塊粘土含量普遍較高，在開采過程中，地層中的粘土顆粒及其他機(jī)械雜質(zhì)會(huì)隨著油氣運(yùn)移而移動(dòng)，這樣在油井的近井地帶會(huì)產(chǎn)生固體顆粒的堆積現(xiàn)象，從而使儲(chǔ)層堵塞，阻礙流體的流動(dòng)，降低儲(chǔ)層滲透率，最終導(dǎo)致油井產(chǎn)量下降。同時(shí)，由于開發(fā)過程中時(shí)常采取維護(hù)性作業(yè)，不可避免地帶入了污染儲(chǔ)層的固體顆粒及機(jī)械雜質(zhì)，這些物質(zhì)沉積在射孔炮眼周圍或隨濾液進(jìn)入儲(chǔ)層，在孔喉半徑較小的地方沉積引起堵塞，造成地層的有效滲透率下降。此外，由于中低滲油藏的地層孔道相對較小，固相顆粒容易在地層小孔喉處發(fā)生堵塞，將地層孔道堵死，造成地層滲透率急劇下降，而粘土堵塞往往伴隨有機(jī)物沉淀，兩者結(jié)合會(huì)加劇堵塞[1]。

2)有機(jī)物沉淀堵塞 歡喜嶺采油廠中低滲區(qū)塊的注水系統(tǒng)很不完善，地層能量損失無法得到有效彌補(bǔ)，主要依靠天然能量開采，這樣在開采過程中地層壓力會(huì)呈現(xiàn)逐漸下降的狀態(tài)，當(dāng)?shù)貙訅毫Φ陀陲柡蛪毫r(shí)，原油發(fā)生脫氣，原有的流體平衡被破壞，原油中的蠟和膠質(zhì)、瀝青質(zhì)在近井地帶析出并沉積下來，形成有機(jī)物沉積堵塞，從而降低地層滲透率[2]。由于歡喜嶺采油廠中低滲區(qū)塊粘土含量比較高，有機(jī)物堵塞多伴隨粘土堵塞發(fā)生，粘土的存在會(huì)加劇流體平衡的破壞，導(dǎo)致有機(jī)物析出沉淀加劇，同時(shí)有機(jī)物會(huì)吸附在粘土表面，將粘土顆粒間的縫隙完全堵死。

表1 歡8-19井敏感性分析

3)水敏 歡喜嶺采油廠中低滲區(qū)塊巖性成份復(fù)雜，儲(chǔ)層膠結(jié)物主要為泥質(zhì)和鈣質(zhì)，鈣泥質(zhì)含量較高，大部分區(qū)塊在8%～15%之間。儲(chǔ)層粘土礦物組合多為蒙脫石、高嶺石、伊利石和伊/蒙混層。通過對巖心取樣分析，歡喜嶺采油廠主要中低滲區(qū)塊為中水敏(見表1)。

地層中的粘土礦物由微小的片狀或棒狀硅鋁酸鹽礦物組成，其主要結(jié)構(gòu)是硅一氧四面體和八面體，結(jié)合方式與數(shù)量比例不同，使粘土礦物具有不同的水敏特性。水敏性大小順序是蒙脫石gt;伊/蒙混層gt;伊利石gt;高嶺石。強(qiáng)水敏礦物中的硅、鋁常被其他陽離子所取代，造成正電荷不足，負(fù)電荷過剩，其帶負(fù)電荷的表面能吸引流體中的極性水分子，礦物的表面水化能撐開晶層，導(dǎo)致粘土礦物的體積膨脹。這樣當(dāng)?shù)貙觾?nèi)不同部位的流體或者外來流體(如洗壓井液)與地層流體間存在化學(xué)性質(zhì)差異時(shí)，會(huì)打破地層礦物與流體間的原有平衡，就會(huì)發(fā)生水敏現(xiàn)象，引起粘土膨脹、分散和運(yùn)移，從而導(dǎo)致地層滲透率下降[3]。

4)水鎖 由于目前歡喜嶺采油廠中低滲區(qū)塊注采系統(tǒng)都不完善，地層虧空都無法得到有效補(bǔ)充，地層壓力下降幅度較大，所以洗壓井作業(yè)(包括熱洗)時(shí)發(fā)生水鎖傷害的概率很高。造成儲(chǔ)層水鎖傷害的主要原因是由于具有較高表面張力的入井流體與儲(chǔ)層孔喉之間發(fā)生了賈敏效應(yīng)[4]。滲透率越低的儲(chǔ)層供流體自由流動(dòng)的孔喉就越小，表皮壓降相反往往很大，具有較高的毛細(xì)管力，井筒的流體壓力大于地層的壓力，同時(shí)巖石在接觸水相時(shí)存在指向地層的毛細(xì)管力大于地層流體流向井筒的壓力，流體就會(huì)在巖石自吸和井筒壓差的共同作用下侵入儲(chǔ)層，造成油井在洗壓井作業(yè)后儲(chǔ)層被較高表面張力的入井流體與儲(chǔ)層孔喉之間發(fā)生的賈敏效應(yīng)“憋死”，導(dǎo)致產(chǎn)量大幅度降低。

2 治理對策

由于造成儲(chǔ)層傷害的原因往往是多種因素共同作用的結(jié)果，所以實(shí)施解堵措施時(shí)必須針對不同的傷害因素，選取合適的解堵方法進(jìn)行解堵處理，才能達(dá)到疏通地層孔道，恢復(fù)地層滲透率的目的，保證油井的正常生產(chǎn)。

1)化學(xué)解堵 化學(xué)解堵藥劑選擇比較靈活，可以根據(jù)不同的儲(chǔ)層傷害類型調(diào)整藥劑的組成和濃度，使藥劑處理的針對性更強(qiáng)，并可根據(jù)儲(chǔ)層傷害的程度來選擇處理半徑，對各種儲(chǔ)層傷害都有較強(qiáng)的處理能力，并且不受油井井況的限制，其適用性較好。2006年以來，共計(jì)實(shí)施化學(xué)解堵17井次，增加產(chǎn)液10144t，增產(chǎn)原油5319t。

2)電爆震解堵 在處理近井地帶(0.5m以內(nèi))粘土、固相顆粒堵塞時(shí)，采取化學(xué)解堵措施會(huì)造成層間滲透率差異和解堵劑的單層突進(jìn)等問題，所以在處理上述井時(shí)應(yīng)使用電爆震解堵，該技術(shù)施工時(shí)是逐層進(jìn)行的，不受滲透率和井段長短影響，能保證所有層都能被處理，同時(shí)施工時(shí)釋放的能量大，對近井地帶的粘土、固相顆粒堵塞處理效果非常好。2006年以來，共計(jì)實(shí)施電爆震解堵9井次，增加產(chǎn)液3817t，增產(chǎn)原油1799t。

3)垂直射流解堵 對于部分儲(chǔ)層傷害因素較多的井，可實(shí)施垂直射流解堵，該技術(shù)可選擇性地對重點(diǎn)層位進(jìn)行垂直射流處理，對炮眼進(jìn)行高壓沖洗，能有效清除近井地帶的堵塞物，再輔助進(jìn)行化學(xué)解堵，用于清除地層中的有機(jī)物堵塞，改變地層潤濕性，解除水敏、水鎖。2006年以來，共計(jì)實(shí)施垂直射流解堵8井次，增加產(chǎn)液4524t，增產(chǎn)原油2864t。

4)高能解堵 歡喜嶺采油廠部分油井的儲(chǔ)層物性差、孔隙度和滲透率很低，同時(shí)油井含蠟高，一旦發(fā)生儲(chǔ)層污染，滲透率會(huì)急劇下降，導(dǎo)致藥劑注不進(jìn)、堵塞物無法返排或者返排不完全，影響措施效果。為此對上述井實(shí)施高能解堵。該技術(shù)利用大孔徑射孔彈及高比容的推進(jìn)劑及高能火藥的燃燒，首先在大孔徑射孔的基礎(chǔ)上，燃燒產(chǎn)生高比容(高壓力)的高溫氣體先導(dǎo)疏通原有射孔孔眼和井壁結(jié)蠟，形成新的有效裂縫，不斷以脈沖加載、卸載作用(類似抽吸)于地層，最終達(dá)到清除儲(chǔ)層、注水層蠟質(zhì)和堵塞物，改善滲透性能提高導(dǎo)流能力的目的。2007年以來，實(shí)施高能解堵10井次，增加產(chǎn)液4429t，增產(chǎn)原油1256t。

3 結(jié) 語

通過對中低滲儲(chǔ)層污染原因進(jìn)行分析，有針對性地選擇適當(dāng)?shù)慕舛麓胧，F(xiàn)場作業(yè)表明，采用上述解堵技術(shù)能夠有效地清除儲(chǔ)層的堵塞，恢復(fù)油井產(chǎn)能，對于保證油田穩(wěn)產(chǎn)具有重要作用。

[1]趙福麟.采油化學(xué)[M].東營：石油大學(xué)出版社，1994.

[2]張紹槐.羅平亞.保護(hù)儲(chǔ)集層技術(shù)[M].北京:石油工業(yè)出版社，1995.

[3]毛致新，孟祥和，劉澤凱.低滲油田儲(chǔ)層保護(hù)及增產(chǎn)措施[J].低滲透油氣田，1998，5 (3) :18-20.

[4]徐振峰.低滲透油田地層堵塞因素分析[J].特種油氣藏，2005，12(1)：34-36.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409(N).2012.04.034

TE258

A

1673-1409(2012)04-N099-02

2012-01-10

張雪明(1974-)，男，1998年大學(xué)畢業(yè)，工程師，現(xiàn)主要從事油田化學(xué)方面的研究工作。