修井作业中油藏损伤机理研究

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1、修井作业中油藏损伤机理研究一、引言　　修井作业的参数包括修井时间的长短和修井作业类型。修井作业的目的为清垢、堵水、防砂、清蜡、打捞落物。修井液的使用不当会对开发层有损害。使用未过滤的油水或钻井液压井时，会堵塞射孔孔眼，孔洞、地层孔隙及裂缝。使用的修井液与地层岩石及地层流体如不匹配，滤液会与地层流体发生反应，引起沉淀和结垢。修井液中的任何固体颗粒在进入裂缝后都有在砂粒或其它支撑剂间形成桥拱的可能，这样会造成裂缝倒流能力的降低，并且是永久性的。由于油藏伤害在石油工业中是一个非常复杂的问题，所以研究修井作业油气层的损伤机理与保护直接关系到油气田勘探开发

2、效果。研究储层伤害，认清伤害的原因和影响因素，并有效地保护储层，是需要长期研究的一个重要课题。　　二、修井液损伤原因分析　　1.机械堵塞　　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

3、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　　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

4、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

5、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、

6、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

7、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　　修井液是指修井过程中所有入井流体的总称，包括清洁盐水体系、有固相盐水体系、气基修井液体系以及油基修井液体系。　　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

8、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