淺析裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層保護(hù)機(jī)理

王麗萍（灘海開發(fā)公司,天津 300280）

在裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層當(dāng)中，裂縫是非常重要的儲(chǔ)集空間和滲濾通道，不過，該類型的巖石儲(chǔ)層分均勻性較強(qiáng)，裂縫開度也具有很大的不確定性。因此，在勘探和開采的過程中，很容易受到流體、應(yīng)力、固相顆粒等因素的影響，導(dǎo)致油氣的開采量發(fā)生下降。因此，對于裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層的保護(hù)具有極為重要的意義。不過，目前對于該類型巖石儲(chǔ)層的保護(hù)不夠完善，缺乏相應(yīng)的技術(shù)和措施。因此，應(yīng)當(dāng)在充分認(rèn)識(shí)到裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層破壞機(jī)理的基礎(chǔ)上，對其相應(yīng)的保護(hù)機(jī)理進(jìn)行研究。

1 碳酸鹽巖儲(chǔ)層的損害機(jī)理

1.1 固相顆粒的運(yùn)移和堵塞

對于裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層來說，鉆井液中的泥膜、泥餅、固相顆粒等，都會(huì)對其造成一定的損害。在井壁的縫隙、孔洞中，其會(huì)嵌入在井壁之上，或是較深的侵入到裂縫當(dāng)中，都會(huì)損害到儲(chǔ)層。在鉆井過程中，由于固相顆粒堵塞、濾液入侵等情況，儲(chǔ)層也會(huì)受到損害。相比于孔隙性的儲(chǔ)層來說，在裂縫性儲(chǔ)層當(dāng)中，固相顆粒所造成的損害要更大。在孔隙性儲(chǔ)層中，固相顆粒會(huì)在2米到3米的深度造成傷害，而在裂縫性儲(chǔ)層中，則會(huì)造成1米到5米的損害。

1.2 應(yīng)力敏感性

在巖石受到有效應(yīng)力影響的時(shí)候，其物性參數(shù)性質(zhì)江湖發(fā)生改變。引起應(yīng)力敏感的主要原因，是由于裂縫毛細(xì)管的關(guān)閉，進(jìn)而會(huì)導(dǎo)致巖心滲透率發(fā)生50%到90%的不同程度下降[1]。在此影響下，裂縫寬度將會(huì)縮小，表面巖石顆粒逐漸聚攏，導(dǎo)致裂縫寬度的縮小。在有效應(yīng)力逐漸增大的過程中，如果巖石中含有粒間孔，滲透率會(huì)不斷降低。如果巖石中含有溶蝕孔，滲透率的降速將會(huì)先快后慢。而在鉆井過程中，隨著鉆井液密度的提升，應(yīng)力將會(huì)下降，巖石裂縫增大，會(huì)造成鉆井液的漏失，堵塞油氣通道。這樣就會(huì)損害儲(chǔ)層，影響油氣資源的開采。

1.3 流體敏感性

在鉆井的過程中，鉆井液、地層水等流體可能會(huì)向儲(chǔ)層中滲漏，從而對儲(chǔ)層造成損壞。具體來說，這些流體相互之間由于不匹配，容易與儲(chǔ)層中的礦物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生一定的沉淀物，在裂縫處發(fā)生沉積，從而堵塞裂縫通道，阻礙礦物流體，從而使儲(chǔ)層的滲透率下降。無論是粘土性還是非粘土性的礦物，都能夠與流體發(fā)生反應(yīng)。通過對雙電層力、水動(dòng)力、重力、范氏力等方面的分析，結(jié)合對臨界啟動(dòng)速度、運(yùn)移臨界濃度、微粒水化分散的研究，發(fā)現(xiàn)處理粘土微粒以外，鈣長石、方解石等都會(huì)對其產(chǎn)生一定的影響[2]。

2 裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層的保護(hù)機(jī)理

2.1 暫堵機(jī)理

在鉆井過程中，可以將可變形微粒、充填微粒、橋堵物質(zhì)等添加到鉆井液當(dāng)中，在井壁附近，其會(huì)受到壓差的影響從而發(fā)生作用。如果裂縫的寬度在10微米以下，裂縫寬度、孔隙直徑等基本一致，就應(yīng)當(dāng)將其歸為巖塊基質(zhì)。只有顆粒大小與裂縫寬度相適應(yīng)，在裂縫入口端，才能形成屏蔽層。在鉆井液當(dāng)中添加的暫堵顆粒，應(yīng)當(dāng)具有適當(dāng)?shù)牧６日共肌⑾嗤诹芽p寬度的微粒大小。而如果裂縫寬度在10微米以上，暫堵材料應(yīng)選擇纖維狀，結(jié)合油溶性和顆粒狀暫堵材料，從而達(dá)到良好的屏蔽暫堵效果[3]。

2.2 鉆井液的選擇

在選擇鉆井液的過程中，不同的地區(qū)應(yīng)當(dāng)采取不同的方案，在實(shí)際選擇時(shí)，要注重其與儲(chǔ)層中流體和巖石之間的匹配關(guān)系。如果正壓差不大，選擇的鉆井液與地層相匹配，在井壁表面，鉆井液能夠生成濾餅，從而實(shí)現(xiàn)對儲(chǔ)層的保護(hù)。對于儲(chǔ)層的應(yīng)力敏感性，應(yīng)當(dāng)加大重視，使得在應(yīng)力作用下，不會(huì)損害到儲(chǔ)層。另外，對于水鎖問題，選擇的活性劑應(yīng)當(dāng)能夠匹配其它處理劑，同時(shí)可以使油水界面張力降低。

2.3 鉆井方式的選擇

在鉆井方式的選擇上，為了更好的保護(hù)裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層，可以采用欠平衡鉆井的方式，使井底受到鉆井液柱的壓力在底層孔隙壓力以下。如果鉆井液選用了泡沫液與混氣液，應(yīng)同時(shí)選用天然地層液原油，從而方式液體吸脹或壓力突變所帶來的損害[4]。氣象選擇膜法制氮循環(huán)裝置生成的氮?dú)?，對于油氣顯示能夠有效發(fā)現(xiàn)，從而防止發(fā)生井漏事故。同時(shí)，還能夠避免污染油層，確保油氣的產(chǎn)量。

3 結(jié)語

在現(xiàn)有的油氣儲(chǔ)量當(dāng)中，很大一部分都是在碳酸鹽巖儲(chǔ)層當(dāng)中。而裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層是其主要的存在形式。不過，在實(shí)際勘探和開采的過程中，很容易會(huì)對儲(chǔ)層損害，從而影響油氣的開采量。對此，應(yīng)當(dāng)在了解和掌握裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層破壞機(jī)理和影響因素的情況下，進(jìn)行細(xì)致的研究和分析，采取利用科學(xué)化的保護(hù)機(jī)理與保護(hù)技術(shù)，加強(qiáng)對儲(chǔ)層的保護(hù)，從而確保油氣的高效開采。

[1]楊枝，孫金聲，張潔，張希文，王成彪.裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層保護(hù)技術(shù)研究進(jìn)展[J].探礦工程(巖土鉆掘工程)，2013，11：4-10.

[2]楊枝，孫金聲，張潔，張希文，劉大偉，王成彪.裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層應(yīng)力敏感性實(shí)驗(yàn)研究[J].鉆井液與完井液，2014，06：5-6+9+91.

[3]葉艷，安文華，滕學(xué)清，陳勉，鄢捷年，王書琪.裂縫性碳酸鹽巖儲(chǔ)層的鉆井液侵入預(yù)測模型[J].石油學(xué)報(bào)，2011，03：504-508.

[4]張潔，孫金聲，張紹云，王璽，卜海，屈勇.裂縫性碳酸鹽巖油藏流體流動(dòng)新模型[J].斷塊油氣田，2013，05：623-626.