欢喜岭油田中低渗油藏污染原因及治理对策

2012-11-10张雪明中石油辽河油田分公司欢喜岭采油厂辽宁盘锦124114

长江大学学报(自科版) 2012年10期

关键词：产液采油厂粘土

张雪明 (中石油辽河油田分公司欢喜岭采油厂，辽宁盘锦 124114)

欢喜岭油田中低渗油藏污染原因及治理对策

张雪明 (中石油辽河油田分公司欢喜岭采油厂，辽宁盘锦 124114)

对欢喜岭油田中低渗储层污染的机理进行了研究，详细分析了固相颗粒堵塞、有机物沉淀堵塞、储层敏感性、水锁带来的伤害原因，并且根据伤害的不同原因提出了相应的解堵措施。现场作业表明，采取相应解堵措施后增产效果显著。

中低渗油藏；储层伤害；解堵

欢喜岭采油厂目前共有稀油区块72个，开井523口，产液7065t/d，产油987t/d。其中属于中低渗区块的有44个，这些区块产液2328t/d，产油686t/d，分别占稀油产量的32.9%和69.5%。中低渗区块泥质和有机质含量高，粘土矿物中伊利石和蒙脱石含量较高，在开采过程中容易发生各种污染，造成渗透率大幅度下降，而且伤害的成因比较复杂；同时中低渗区块注采系统都不完善，地层亏空都无法得到有效补充，地层压力下降幅度较大，致储层易受到外来流体侵入，使储层伤害加剧。针对上述情况，笔者分析了中低渗储层污染的原因并提出了相应的治理对策。

1 中低渗储层污染的原因

1)固相颗粒堵塞该研究区中低渗区块粘土含量普遍较高，在开采过程中，地层中的粘土颗粒及其他机械杂质会随着油气运移而移动，这样在油井的近井地带会产生固体颗粒的堆积现象，从而使储层堵塞，阻碍流体的流动，降低储层渗透率，最终导致油井产量下降。同时，由于开发过程中时常采取维护性作业，不可避免地带入了污染储层的固体颗粒及机械杂质，这些物质沉积在射孔炮眼周围或随滤液进入储层，在孔喉半径较小的地方沉积引起堵塞，造成地层的有效渗透率下降。此外，由于中低渗油藏的地层孔道相对较小，固相颗粒容易在地层小孔喉处发生堵塞，将地层孔道堵死，造成地层渗透率急剧下降，而粘土堵塞往往伴随有机物沉淀，两者结合会加剧堵塞[1]。

2)有机物沉淀堵塞欢喜岭采油厂中低渗区块的注水系统很不完善，地层能量损失无法得到有效弥补，主要依靠天然能量开采，这样在开采过程中地层压力会呈现逐渐下降的状态，当地层压力低于饱和压力时，原油发生脱气，原有的流体平衡被破坏，原油中的蜡和胶质、沥青质在近井地带析出并沉积下来，形成有机物沉积堵塞，从而降低地层渗透率[2]。由于欢喜岭采油厂中低渗区块粘土含量比较高，有机物堵塞多伴随粘土堵塞发生，粘土的存在会加剧流体平衡的破坏，导致有机物析出沉淀加剧，同时有机物会吸附在粘土表面，将粘土颗粒间的缝隙完全堵死。

表1 欢8-19井敏感性分析

3)水敏欢喜岭采油厂中低渗区块岩性成份复杂，储层胶结物主要为泥质和钙质，钙泥质含量较高，大部分区块在8%～15%之间。储层粘土矿物组合多为蒙脱石、高岭石、伊利石和伊/蒙混层。通过对岩心取样分析，欢喜岭采油厂主要中低渗区块为中水敏(见表1)。

地层中的粘土矿物由微小的片状或棒状硅铝酸盐矿物组成，其主要结构是硅一氧四面体和八面体，结合方式与数量比例不同，使粘土矿物具有不同的水敏特性。水敏性大小顺序是蒙脱石gt;伊/蒙混层gt;伊利石gt;高岭石。强水敏矿物中的硅、铝常被其他阳离子所取代，造成正电荷不足，负电荷过剩，其带负电荷的表面能吸引流体中的极性水分子，矿物的表面水化能撑开晶层，导致粘土矿物的体积膨胀。这样当地层内不同部位的流体或者外来流体(如洗压井液)与地层流体间存在化学性质差异时，会打破地层矿物与流体间的原有平衡，就会发生水敏现象，引起粘土膨胀、分散和运移，从而导致地层渗透率下降[3]。

4)水锁由于目前欢喜岭采油厂中低渗区块注采系统都不完善，地层亏空都无法得到有效补充，地层压力下降幅度较大，所以洗压井作业(包括热洗)时发生水锁伤害的概率很高。造成储层水锁伤害的主要原因是由于具有较高表面张力的入井流体与储层孔喉之间发生了贾敏效应[4]。渗透率越低的储层供流体自由流动的孔喉就越小，表皮压降相反往往很大，具有较高的毛细管力，井筒的流体压力大于地层的压力，同时岩石在接触水相时存在指向地层的毛细管力大于地层流体流向井筒的压力，流体就会在岩石自吸和井筒压差的共同作用下侵入储层，造成油井在洗压井作业后储层被较高表面张力的入井流体与储层孔喉之间发生的贾敏效应“憋死”，导致产量大幅度降低。

2 治理对策

由于造成储层伤害的原因往往是多种因素共同作用的结果，所以实施解堵措施时必须针对不同的伤害因素，选取合适的解堵方法进行解堵处理，才能达到疏通地层孔道，恢复地层渗透率的目的，保证油井的正常生产。

1)化学解堵化学解堵药剂选择比较灵活，可以根据不同的储层伤害类型调整药剂的组成和浓度，使药剂处理的针对性更强，并可根据储层伤害的程度来选择处理半径，对各种储层伤害都有较强的处理能力，并且不受油井井况的限制，其适用性较好。2006年以来，共计实施化学解堵17井次，增加产液10144t，增产原油5319t。

2)电爆震解堵在处理近井地带(0.5m以内)粘土、固相颗粒堵塞时，采取化学解堵措施会造成层间渗透率差异和解堵剂的单层突进等问题，所以在处理上述井时应使用电爆震解堵，该技术施工时是逐层进行的，不受渗透率和井段长短影响，能保证所有层都能被处理，同时施工时释放的能量大，对近井地带的粘土、固相颗粒堵塞处理效果非常好。2006年以来，共计实施电爆震解堵9井次，增加产液3817t，增产原油1799t。

3)垂直射流解堵对于部分储层伤害因素较多的井，可实施垂直射流解堵，该技术可选择性地对重点层位进行垂直射流处理，对炮眼进行高压冲洗，能有效清除近井地带的堵塞物，再辅助进行化学解堵，用于清除地层中的有机物堵塞，改变地层润湿性，解除水敏、水锁。2006年以来，共计实施垂直射流解堵8井次，增加产液4524t，增产原油2864t。

4)高能解堵欢喜岭采油厂部分油井的储层物性差、孔隙度和渗透率很低，同时油井含蜡高，一旦发生储层污染，渗透率会急剧下降，导致药剂注不进、堵塞物无法返排或者返排不完全，影响措施效果。为此对上述井实施高能解堵。该技术利用大孔径射孔弹及高比容的推进剂及高能火药的燃烧，首先在大孔径射孔的基础上，燃烧产生高比容(高压力)的高温气体先导疏通原有射孔孔眼和井壁结蜡，形成新的有效裂缝，不断以脉冲加载、卸载作用(类似抽吸)于地层，最终达到清除储层、注水层蜡质和堵塞物，改善渗透性能提高导流能力的目的。2007年以来，实施高能解堵10井次，增加产液4429t，增产原油1256t。