油层改造过程中的储层保护

浅析油层改造过程中的储层保护【摘要】油层改造是中高含水期油田增产稳产的主要途径之一。

如果在改造过程中所采取的措施不当或措施不到位，都会造成储层伤害和储层污染，达不到增产的目的，有时甚至降低产量。

因此在油层改造过程中，储层保护显得至关重要。

本文就酸化、压裂过程中造成的储层伤害，展开机理分析，并从工艺上提出了相应的储层保护措施，对油层改造有一定的理论指导作用。

【关键词】酸化压裂储层伤害渗透率储层保护储层受到伤害的主要标志就是储层渗透率的降低。

储层伤害一般是在钻井、完井、试油、注水、检泵、大修、措施作业等作业过程中，由于外来固相颗粒的侵入、出砂、细菌堵塞、工作滤液或注入水与储层不配伍造成粘土矿物膨胀，分散运移或产生化学沉淀，有机垢堵塞、乳化堵塞及各种腐蚀产物的堵塞，从而导致储集层近井壁带流体渗流能力的下降。

根据储层伤害主要影响因素，可将油水井储层伤害的主要原因归结为以下 6 种：微粒运移、水化膨胀、无机垢堵塞、有机垢堵塞、细菌堵塞以及外来固相颗粒堵塞。

1 储层伤害的恶果油层改造对储层造成的伤害可能产生的恶果主要有以下几个方面：（1）降低储层的产能及产量；（2）增加酸化、压裂、解堵、修井等井下作业的工作量，因而提高油气生产成本；（3）影响最终采收率，造成油气资源的损失和浪费；（4）地层损害是永久性的造成其它无法弥补的损失。

2 酸化压裂措施中的储层伤害的表现形式与形成机理在进行油层改造时，由于应力变化和大量压裂液进入储层，可能对储层造成一定的伤害。

如果这些伤害没有解除，在酸化压裂措施后油气井产能并未得到恢复或提高，相反，有的井却在措施后造成减产。

因此要尽力避免在措施中对储层造成伤害。

2.1 压裂措施对储层造成的伤害及形成机理压裂是油田目前挖潜、增产、增注的主要措施之一，每年的作业量不断增加，给油田的增产稳产提供了有力的保障。

压裂对储层造成的伤害主要表现在以下几个方面：（1）在对较低渗透率区块储层压裂过程中，流体通过岩心时，对岩心施加一定的围压，使其受到压缩，引起渗透率降低。

西南油气田储层改造工艺分析作者：王天祥来源：《中国化工贸易·中旬刊》2018年第03期摘要：西南油气田的储层具有连续性差、含气砂体变化较快、低孔、低渗、低丰度、非均质性强的特点。

由于存在以上问题因此西南油气田的储层改造实施的难度较大。

通过不断的现场勘探、实验和研究等工作后，得出了一套适用于西南油气田的储层改造工艺流程。

并通过一系列的现场应用后，取得了较为理想的储层改造效果。

本文主要从储层保护、射孔、加砂压裂以及支撑剂的选用等多个方面进行了储层改造工艺的分析和介绍，具体内容如下。

关键词：西南油气田；储层改造；工艺分析1 储层改造前的基本情况简介1.1 压裂问题前期压裂基液粘度较低，压裂施工压力较高；加砂难度大，最高砂比仅有22%，并且在加砂过程中出现较为严重的沉砂现象；携砂浓度较低；石油产量较低，单口油田的平均产油量仅有14m2每天，完全不能达到储层在理论上应达到的产油量要求。

1.2 钻井显示问题西南油气田具有明显的低压、低渗的特点，因此在钻井过程中多数钻井的产油量均较低。

1.3 井身结构西南油气田的90%以上的钻井均为直井。

采用311毫米的橡胶密封三牙轮钻头进行钻井的开眼，235毫米的套管下放至井深450米后再使用210毫米的钻头向下钻至深井位置，然后放置145毫米的油层套管装置。

2 储层工艺改造及其分析2.1 储层的保护储层损害是由内因和外因多种因素共同作用的结果。

内因主要为储层内部存在敏感性物质，如黏土、矿物等，外因主要是由于外界流体的入侵导致储层内部的平衡受到破坏。

因此为减少水敏性物质对钻井的影响，在进行射孔前灌注KCL溶液以促进钻进内敏感性物质的膨出。

通过一系列的现场及实验室实验得到3.2%的KCL溶液能够最大限度的将钻井内的黏土、矿物等敏感性物质膨出井外。

因此在进行储层保护工作时，应先进行钻井敏感性物质含量膨出与最佳KCL溶液浓度的匹配实验。

2.2 射孔作业射孔是利用高能炸药爆炸形成的射流束以射穿油气井的套管装置、水泥环以及部分地层来建立油气层和井筒之间的油气流通通道的技术。

低压油气藏储层保护技术1 前言低压油气藏是指作用于沉积盆地地层孔隙空间的流体压力低于静水压力或压力系数小于1的油气藏, 例如加拿大的阿尔伯达盆地西部气藏、美国Hgoton负压大气田、松辽盆地北部地区的扶杨油层、鄂尔多斯盆地中部奥陶系顶风化壳负压气藏、吐哈盆地台北凹陷浅层负压流体封存箱、渤海湾盆地东营凹陷边缘的浅层低压气藏等。

（金博, 刘震, 张荣新, 等. 沉积盆地异常低压( 负压)与油气分布[ J]. 地球学报2004, 25( 3): 351- 356.）按国外分类标准统计, 美国德克萨斯100多个油气田中, 低压油气田占18. 5% ; 世界160 个油气田中, 低压油气田占11. 7%。

可见低压油气藏在世界油气藏中占有一定比例, 研究适应低压油气藏开发的相关技术具有重要意义。

低压油气藏地层压力低, 开发上存在一定的困难, 国内外学者针对其特点总结出了一些切实可行的开发技术, 主要包括钻井、完井过程中的地层保护, 开发井网, 注水(气)增压, 增产措施(酸化压裂、清防砂等)等。

低压油气藏的地层压力低于正常地层压力, 在钻井、完井过程中由于钻井液、完井液等侵入地层,会产生水锁现象, 造成油气藏污染（何勇明, 王允诚, 董长银, 等. 稠油油藏储层伤害产能预测新模型及表皮因子研究[ J]. 油气地质与采收率,2006, 13( 1): 79- 81.和刘静, 康毅力, 陈锐. 碳酸盐岩储层损害机理及保护技术研究现状与发展趋势[ J]. 油气地质与采收率, 2006,13( 1): 99- 101.( 1) 低压油气藏开发前期, 必须在钻、完井过程中进行有效的地层保护;( 2) 提前注水或注气可以有效提高地层能量,改善开发效果;( 3) 通过压裂提高地层导流能力可以有效提高采收率;( 4) 改进采油工艺可提高低压油气藏的采收率2 低压油气藏分类及成因将低压成因归纳为4个方面:2.1岩石孔隙空间增大;Peterson[ 29] 和Matheton 等[ 30 ] 发现了加拿大阿尔伯达盆地的地层剥蚀反弹现象后, 由于这一原因形成的低压现象引起了国内外学者的高度关注[ 31~ 35 ] 。

一.填空：1.油气层损害的实质：包括绝对渗透率和相对渗透率下降。

2.保护油气层的重要性：①勘探过程中，保护油气层工作的好坏直接关系到能否及时发现新的油气层、油.气田和对储量的正确评价；②保护油气层有利于油气井产量及油气田开发经济效益的提高;③油田开发生产各项作业中，搞好保护油气层有利于油气井稳产和增产。

总之，在油气天开发生产的每一项作业中，搞好油气层保护工作将有利于油井稳产和增产，实现少投入多产出，获得较好的经济效益！3.岩心分析是认识油气层地质特征的必要手段，是取得油气层地质资料的一项基础工作。

油气层敏感性评价、损害机理研究、损害的综合诊断、保护油气层技术方案的设计都必须建立在岩心分析的基础之上。

（了解）分析的样品：井下岩芯、钻屑和井壁取芯；主要方法：X衍射、扫描电镜、岩石薄片三大常规常规岩心分析技术；4.岩心分析的内容：储集层敏感性在很大程度上取决于孔隙中敏感性矿物的类型、含量和所处的位置以及储层孔隙大小、形态、孔喉配位状况等。

利用岩心分析技术得出的数据资料，就能描述出储集层孔隙系统中敏感性矿物对储集层敏感性的潜在影响。

5.粘土矿物的结构类型①TO型结构（或1:1型），高岭石属此类。

②TOT型结构（或2:1型），蒙脱石、伊利石属此类。

③TOT·O型结构（或2:1＋1型），绿泥石属此类。

（1）高岭石：1:1型的粘土矿物（TO）型（由一片Si-O四面体片(T)和一片Al-O八面体片(O)叠合成一个单元结构层，称为1:1型或TO型）。

晶层间的作用力：范德华引力、氢键力；高岭石是比较稳定的非膨胀性粘土矿物，一般不易水化分散。

在外力作用下，层间会产生分散迁移（速敏），损害储集层渗透率。

（2）蒙脱石;2:1型的粘土矿物（TOT型）（由两片Si-O四面体片夹一片Al(Fe，Mg)-O(OH)八面体片结合成一单个单元结构层。

）晶层间的作用力：范德华引力(相邻两晶层为氧原子面)，无氢键力。

蒙脱石是易膨胀性粘土矿物，一般与水接触后易产生水化膨胀和分散运移（水敏），损害储集层渗透率！（3）伊利石是一种不膨胀的粘土矿物6.储层敏感性评价通常包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力敏感、温度敏感等7.相对渗透率下降包括:水锁、贾敏、润湿反转和乳化堵塞8.渗透空间的改变包括：外来固相侵入、水敏性损害、酸敏性损害、碱敏性损害、微粒运移、结垢、细菌堵塞和应力敏感损害9.胶结类型：基底胶结、孔隙胶结、接触胶结10.储层岩石孔隙结构参数与油气层损害的关系在其它条件相同的情况下，孔喉越大，不匹配的固相颗粒侵入的深度就越深，造成的固相损害程度可能就越大，但滤液造成的水锁、贾敏等损害的可能性较小,孔喉弯曲程度越大，外来固相颗粒侵入越困难，侵入深度小;而地层微粒易在喉道中阻卡，微粒分散或运移的损害潜力增加，喉道越易受到损害孔隙连通性越差，油气层越易受到损害11.孔隙度和渗透率与油气层损害的关系孔隙度和渗透率是从宏观上表述储层孔隙结构特征的基本参数。

靖安油田储层改造与保护作者：张玉财柳双平马希龙来源：《文化产业》2016年第03期摘要：保护油气层是石油勘探开发过程中的重要技术措施之一，此项工作的好坏直接关系到能否及时发现新的油气层，油气田和对储量的正确评价。

保护油气层有利于油气井产量及油气田开发经济效益的提高，有利于油气井的稳产和增产。

结合油井试油作业现场实际，射孔、压裂酸化、抽汲排液、求产等作业工序对油气层的保护尤为关键。

本文以靖安油田主力区块为研究对象，探究了油气田开发试油过程中的油气层保护技术。

关键词：试油；油气田开发；油气层保护一、油气层伤害潜在因素分析储层伤害机理：一方面是由储层本身的岩性、物性及油气水流体性质等内在因素而造成的，另一方面是在各种作业过程中外来流体与储层岩石的相互作用，以及外来流体与地层水的相互作用，破环原有的物理-化学平衡，造成近井地带渗透率降低而造成的伤害。

长庆油田由于开采层系多，地层复杂，压力低、孔喉细小、以细～中粒长石岩屑砂岩为主，填隙物主要为粘土矿物、碳酸盐和硅质。

主要表现为中等偏弱水敏弱～水敏、中等偏弱酸敏～弱酸敏、中等偏弱速敏～弱速敏、中等偏弱盐敏～弱盐敏。

储层伤害的主要原因是粘土矿物水化膨胀，造成储层孔隙堵塞、渗透率下降，因此，综合地质资料调查和室内实验研究表明，各个储层的主要伤害为：1、侏罗系的延安组主要以固相颗粒和滤液伤害为主。

2、三叠系长6储层以高分子吸附堵塞和滤液伤害为主。

3、三叠系长4+5储层以水敏伤害为主。

二、油气层敏感性评价分析储层敏感性评价主要是通过岩心流动实验，考察油气层岩心与各种外来流体接触后所发生的各种物理化学作用对岩石性质，主要是对渗透率的影响及其程度。

此外，对于与油气层敏感性密切相关的某些物理化学性质，还必须通过化学法方法进行测定，以便在全面充分认识油气层的基础上，优选出与油气层配伍的工作液，为油、气、水井的各项工程技术措施的设计和实施提供必要的参数和依据。

油气层敏感性评价主要包括水敏、速敏、酸敏、盐敏、碱敏，靖安油田不同储层敏感性评价结果见表1。

油气储层保护及改造读书报告——储层保护系统工程姓名：罗金贵专业：油气田开发工程储层保护系统工程摘要以系统科学理论为指导,探讨了储层损害的一般规律,揭示了储层保护技术系统的环境和结构特点。

明确了储层损害源是一个复杂的系统,而且储层损害作用过程也是一个系统,从而决定了储层损害的评价、诊断、预防、处理改造还是一个系统。

储层保护各项技术原则的制订和配套工艺的实施都应从系统工程角度出发,对技术进步、经济效益和环境保护要统筹考虑。

介绍了已形成的储层保护技术系列,并以川西裂缝性致密砂岩气层、吐哈低渗透砂岩多套油层和渤海高渗透疏松砂岩油层为例,说明了储层保护系统工程的成功应用。

讨论了储层保护理论研究和实践中存在的问题,指出思想观念、组织协调和工程运作等仍是制约保护技术实施和最终效果体现的重要因素,促进观念更新、加强技术培训仍任重而道远。

1 系统科学与系统工程理念的引入储层保护是近二三十年出现的新兴技术领域,是面临全球油价大幅度波动、油气勘探开发地质对象越来越复杂等严峻挑战的特殊形势下产生并发展起来的,因而具有强大的生命力。

储层保护得到深入研究和日益广泛的应用是石油工程与技术的科学化、系统化的重要标志。

它贯穿了钻井、完井、采油(气) 、增产改造、EOR等全过程,即从钻开油气层开始直至采出“最后一滴油气”结束,而且都以同一个油气藏为对象。

它以最大程度提高油气产量和最终采收率为基本目标,通过学科交叉渗透,突破了传统专业界限,并吸收当代学术新思想,而逐渐成长为新兴综合技术领域。

20 世纪70 年代后,系统哲学和系统科学体系逐渐完善、走向成熟,系统思想和系统方法论为自然科学、人文社会科学和工程技术领域注入了新思想,拓宽了研究者的视野。

同时,也深深地影响了石油地质和石油工程学科。

美国“石油工程师”杂志从1979年4月至1981年12月连载“完井和修井”系列文章共20 篇,包括从建井到生产的各个环节,论述以油井成功作业为目标的设计程序,或者油田开发及开采各阶段以实现最高产能为目标的设计程序,文章倡导了系统分析方法的应用。

油田注水开发是保持地层能量，提高油田采收率的有效手段，己为国内外广泛采用。

然而，注水过程中所引起的油层原有平衡被破坏，从而造成的多种油层问题也接踵而至，导致油井产量迅速递减，给生产造成了严重的被动局面。

因此，油气层保护技术在油气田的注水开发过程显得尤为的重要。

一、注水过程中储层损害机理大量的研究结果表明注水过程中或多或少的伴随着注入水对储层的伤害。

而注入水引起储层损害的主要原因是注入水与储层性质不配伍或配伍性不好、水质处理及注水工艺不当。

注入水引起储层损害主要有以下几个方面；(l)注入水与地层水不配伍导致的储层损害注入水与地层水不配伍导致的储层损害主要是结垢。

①注入水与地层水直接生成碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡等沉淀；②水中硫化氢引起硫化亚铁沉淀；③注入水中溶解氧对金属腐蚀，使不溶解的铁氧化物发生沉淀；④水中二氧化碳引起Ca+，Fe2+，Ba2+，Sa+生成相应的碳酸盐沉淀。

(2)注入水与储层岩石矿物不配伍对地层的伤害①注入水矿化度过低引起储层中水敏性矿物的膨胀、分散与运移；②pH值变化引起的微粒脱落、分散和沉淀；③注入水与岩石润湿反转。

(3)注入条件变化产生的储层损害①流速的影响；低注入速度有利于细菌的生长和垢的形成；高注入速度将加剧腐蚀反应；高渗流速度加剧微粒的脱落、运移；②温度变化的影响；在注水过程中，随着地层温度下降，流体粘度上升、渗流阻力增加，岩石水润湿性减小，油润湿性上升，吸水能力下降；温度变化导致沉淀生成，温度上升有利于吸热沉淀生成，温度下降有利于放热沉淀生成；温度变化导致储层孔喉变温应力敏感，且温度的降低将导致蜡的析出，从而引起储层堵塞。

③压力变化的影响。

压力变化会导致储层岩石应力敏感和储层结构损害及沉淀的析出。

(4)不溶物造成地层堵塞①注入水中外来的机械杂质即悬浮物堵塞地层，机械杂质堵塞地层常表现为以下形式；射孔孔眼变窄；固相颗粒侵入地层在井壁形成泥饼；井底位置相对升高；射孔孔眼堵塞。

从钻井、压裂过程中常见的储层损害类型和防治措施，归纳总结国内外在这一领域内保护油（气）层技术的研究现状、存在的问题和发展趋势储层损害是指当打开储层时，由于储层内组分或外来组分与储层组分作用发生了物理、化学变化，而导致岩石及内部液体结构的调整并引起储层绝对渗透率降低的过程。

保护技术就是保护储层不受伤害所采用的措施。

作为油气井工程的一个分支，储层损害及保护技术是一个广义概念：不但在钻井，而且在完井、固井、增产压裂或酸化、以及生产等各个环节均存在储层损害和保护问题，其内容涉及到储层损害机理研究、模拟装置研制、评价方法和标准制订及保护技术研究等方面［1］。

1概述国外从50年代开始储层损害的机理研究。

随后的20多年时间里，研究工作却进展缓慢，只见到一些零星的文章报道。

直到70年代，油层保护工作才真正受到重视，开始有针对性地开展保护油层研究工作。

80年代，随着新的测试技术的发展以及对储层损害机理研究的不断加深，开始针对不同储层，应用岩类学、工程学、化学及物理学等方面的知识对储层的损害机理进行定性和定量的研究，并取得很大的进展。

80年代末到90年代，开始用数学模拟方法进行机理研究并取得重大进展，其间形成的主要技术有以下两方面。

1 .1钻井保护储层所需基础资料的取得技术(l)储层孔隙压力、地应力、地层坍塌和破裂压力的预测和监测技术，可为合理的钻井液密度确定提供依据。

(2)储层岩石矿物的组成结构、储层敏感性矿物、孔喉特征参数、孔渗特性、储层流体性质等分析技术，可为保护储层的钻井液研究提供储层特性资料。

(3)常温和模拟地层条件下的储层敏感性等潜在损害评价技术，可为保护储层的钻井液研究提供敏感性资料。

1 .2 储层损害机理研究技术1.2.1 CT扫描、核磁共振成象、电子能谱、电子探针、冷冻干燥升华等实验分析技术可以研究储层损害的原因、损害位置和损害带的空间分布情况。

1 .2.2统计分析、物理模型、数学模型等理论方法可用这些方法通过计算机研究储层损害规律、预测储层的损害程度。