1 洗井過程中的油層傷害及保護
對試油井來講,洗井時油氣層沒有打開,洗井不能直接對油層造成傷害,但是,洗井後有大量洗井液留在井筒內,油氣層打開後,洗井液直接與油氣層接觸,可能會對油氣層造成傷害;其次,長慶油田多為低壓油氣層,打開油氣層後,井筒內洗井液可能倒灌地層,造成油氣層傷害。
1.1 洗井液對油層可能造成的傷害
油氣層打開後,洗井液進入油氣層,就可能造成油層傷害: 洗井液中的固相顆粒可能堵塞地層孔隙,降低地層滲透率;洗井液與地層粘土接觸,引起地層粘土水化膨脹,使孔隙喉道變窄,降低地層滲透率甚至堵塞地層孔隙;洗井液與地層流體不配伍,產生沈澱、乳化,降低地層滲透率,造成油層傷害;新井試油射孔前洗井不徹底,當油層打開後,鉆井後留在井底的水泥漿等固體雜質在井筒液柱壓力下可能進入射孔孔眼甚至部分進入地層,造成油層孔隙堵塞。洗井液水質不合格,PH值達不到要求,含有大量微生物等,當油層打開後,和地層水反應,生成物堵塞油層。
1.2 洗井過程中的油層保護措施
針對以上分析洗井過程中可能造成的油層傷害,洗井過程中的油層保護措施如下:
(1)嚴格控制洗井液的水質,其中的固相含量,壹般不許超過0.2%;PH值必須在6.5-8.5之間;在洗井配制完和洗井前都要仔細檢查。
(2)在洗井液中加入適當藥品,降低洗井液對地層的傷害,如加入粘土穩定劑或KCL等,盡量避免地層粘土遇洗井液水化膨脹;同時要加入殺菌劑,使微生物數量減少。
(3)洗井施工前要取得該井地層流體相關資料,盡量選擇與地層流體不發生沈澱或乳化反應的液體成分進行施工。
(4) 新井試油前必須用不少於井筒容積2倍的洗井液進行徹底洗井,防止固井中殘留雜質造成底層傷害。
(5)洗井液與地層水應該具有良好的配伍性,不能使底層粘土礦物發生膨脹,低壓漏失地層應加入增粘劑和暫堵劑,並且采取混氣等手段降低洗井液密度;
(6)固體懸浮物含量小於2mg/L,鐵離子含量小於0.5 mg/L
(7)洗井過程排量由小到大,排量壹般控制在25-30 m3/h。
2 射孔過程中的油層傷害及保護
用射孔完成法投產的井,在鉆開油層和固井的過程中,由於延長了泥漿浸泡油層的時間等因素,因而對油層的汙染可能性增大,在其他條件等同的情況下,射孔方式的選擇對油層滲透率有著明顯的影響,選擇不合理,將會降低地層滲透率,使油氣井生產能力下降;反之則可達到預期的效果。因此在選擇合適的射孔方式,並在輔助工作中采用合理施工非常重要。
2.1 射孔對油層的傷害
射孔按壓差分為正壓射孔和負壓射孔,現在就分正壓射孔和負壓射孔兩種射孔方式分析各自可能造成的地層傷害。
(1)正壓射孔對油層的傷害。
正壓差射孔,在射開油氣層的瞬間,井簡中射孔液侵入油氣層,侵入的結果使得射孔液中的固相順粒、碎屑巖屑、射孔彈碎片等堵塞地層。同時,若射孔液與地層巖性和流體的不配伍,也會發生沈澱、乳化反應,造成地層傷害,降低地層滲透率。
(2)負壓射孔對油層的傷害
負壓差射孔雖然有利於油層保護,但也必須合理利用,如果負壓差過大,同樣會造成油層激動,引起地層出砂,使射孔地帶的巖石孔隙結構遭到破壞,甚至造成地層坍塌。
2.2 射孔過程中的油層保護措施
(1)正壓射孔油層保護措施:在正壓差下射孔的井,為了保護油層,應做到:選用合適比重的射孔液(射孔液比重可根據地層壓力和地層巖性等資料確定),既要達到施工設計要求的正壓值,又不可過大,否則有可能壓破地層,造成地層深度汙染。向射孔液中加入防膨劑等化學藥劑,減少對地層的損害。
(2)負壓射孔油層保護措施:在負壓差下射孔的井,為了保護油層,應做到:負壓射孔必須根據開發區塊的地層壓力,巖性狀況等確定合理的負壓值。具體做法就是在射孔前通過排液將井內液面降低到壹個合理深度。 如果有壹定能量的井在負壓射孔後仍不能達到預期的效果,可考慮采取混氣水排液法,進壹步增大負壓差值,提高疏通地層的能力,最大程度地恢復地層的滲透性能。
3 壓裂施工的油層傷害及保護
壓裂是增產增註的主要措施之壹,但措施不當也會給油層帶來傷害。其傷害主要是壓裂液與儲層巖石及地層流體相互作用的結果。
3.1 壓裂液引發的油層傷害
(1)壓裂液殘渣以及壓裂液在裂縫壁面上形成難以降解的濾餅會堵塞地層孔隙。 (2)壓裂液與地層粘土礦物相遇,使其發生水化膨脹,堵塞地層孔隙。
(3)壓裂液與地層流體配伍性不好,產生沈澱反應,堵塞地層孔隙。
(4)壓裂液中的表面活性劑的離子電荷可能會改變地層的潤濕性從而造成油層傷害。
3.2 支撐劑造成的油層傷害
(1)支撐劑粒徑差別太大,造成小顆粒支撐劑在裂縫閉合後仍能不斷隨液體運移並逐漸累積堵塞裂縫。
(2)支撐劑強度不夠,在上覆巖石壓力作用下,有的被壓碎,支撐劑碎屑會堵塞地層孔隙。
(3)支撐劑中雜質含量過高,其雜質可能堵塞地層孔隙。
3.3 壓裂工藝施工質量問題導致油層傷害
(1)壓裂前未沖管線,造成管線內殘留臟物隨施工液進入地層,堵塞地層孔隙。
(2)壓裂後未按施工設計時間關井,突然放噴,造成裂縫閉合不好,地層大量吐砂,破壞地層結構。
3.4 壓裂施工的油層保護措施
(1)配制壓裂液之前檢測所用水質是否合格,要求其PH值必須在7左右,正負誤差不得超過0.2,機械雜質含量≤0.2%。
(2)采用低固相或無固相壓裂液進行施工可降低壓裂液殘渣對地層孔隙的堵塞。
(3)配制壓裂液時加入添加劑,如粘土穩定劑等,防止粘土水化膨脹。
(4)在其它條件允許的情況下選用非離子表面活性劑,減少表面活性劑對地層巖石表面潤濕性的影響。
(5)嚴格選用支撐劑,包括支撐劑粒徑檢查、支撐劑強度測試和支撐劑雜質含量檢查等。
(6)壓裂施工前必須進行沖管線,將地面管線及地面設備中的雜質沖洗幹凈,避免將雜質帶入井內。
(7)壓裂後按施工設計要求時間關井,再用規定油咀進行控制放噴,避免由於壓力激動造成地層吐砂破壞地層結構。
4 抽汲過程中的油氣層保護
(1)抽汲過程中的油氣層傷害主要有兩種:沒有結合油井產能和地質資料,盲目加大抽汲力度,導致地層出砂,破壞地層結構; 抽汲不及時、不連續,強度不夠,造成部分施工液不能充分返排,過多殘留在地層中,形成永久性傷害。
(2)油氣層保護措施:根據地質資料和壓裂施工數據建立合理的抽汲工作制度,最大限度的返排出壓裂施工入地液體,同時又要兼顧到不破壞地層結構。
5 放噴過程中的油層保護
放噴實際上是地層能量釋放的壹個過程,放噴對地層造成的危害,主要是由於壓差過大。在瞬間較大的壓差下可能造成近井地帶的巖石結構發生破壞,地層液體攜帶部分顆粒運移並流向井簡,結果造成炮眼附近的孔隙堵塞,使滲透率降低。因此放噴過程中要控制好壓差並且再壓裂後必須按施工設計要求時間關井後才可進行放噴。壹般應用設計要求的油咀控制放噴,放噴壹定要平穩進行。
6 壓井過程中的油層保護
壓井是新井試油作業過程中經常遇到的作業工序之壹,常用壓井液有泥漿、鹽水、清水等。常用的壓井方式有循環法壓井、擠註法壓井、灌註法壓井等。壓井也是最容易造成油層傷害的主要工序之壹。
6.1 壓井過程中對油層造成的傷害
由於壓井液與地層不配伍,壓井液比重不合適,壓井液質量不合格和壓井方式不合理等因素,壓井過程中會對油層造成傷害。
(1)壓井液與地層不配伍造成地層傷害及油層保護措施
壹種是油層中敏感性礦物與壓井液相遇時發生水敏、速敏、酸敏、堿敏等現象,從而造成油層孔隙堵塞;另壹種是壓井液與不配伍的地層流體相遇時,會在油層中發生作用,引起沈澱、乳化反應或促進細菌繁殖,導致滲透率下降。在選擇壓井液時,常規作業井應首選與油層巖性、礦物成分、流體物性相匹配的壓井液,如高壓作業井、特殊施工井應選擇高密度無固相壓井液,力求使壓井液本身對地層的損害降到最低。
(2)壓井方式對油層的損害及相應油層保護措施
1)正常情況下采用循環方式進行壓井,壓井液進入地層的比例比較少,造成地層損害的程度也相對輕。
2)在壹些特殊情況下,如地層壓力較高或砂卡泵、砂堵油管造成無法循環,進行壓井時只能采用擠壓法,壓井液在較大的壓差作用下進入井底,並有壹定比例進入地層,過大的壓差本身就能夠破壞巖石的孔隙結構,加之大量的壓井液進入地層,造成油層的傷害更大。
3)壓井所用時間也同樣影響著油層的滲透率,壓井液浸泡油層的時間越長,對地層造成的傷害就越大,反之則小。
6.2 針對以上油層傷害,其油層保護措施如下:
壓井施工應盡量選擇循環壓井方式;不能進行循環又必須壓井作業的,擠註施工時要把握好擠註量,以防對油層造成大的傷害;壓井後要組織連續施工作業,盡可能提高作業施工速度,最大限度地減少壓井液對油層的浸泡時間,降低對油層的損害。
6.3 壓井液密度對油層的傷害及其正確選用
壓井液相對密度越大,在相同條件下進入地層的壓井液就越多,對油層造成的損害就越大。
(1)壓井液密度選擇可按照公式γ=100KP/H,P油層中部地層壓力,H為井深,K為附加值,壹般取1.05~1.1。
(2)選擇的壓井液密度應使其在壓井後達到“壓而不死,壓而不噴,壓而不漏,保護油層”。
(3)對層系多,層間差異大,漏失嚴重的井,應該先堵漏失層後再選擇合適的壓井液施工,以減少壓井液對油層的傷害,提高壓井成功率。
6.4 壓井施工設備對油層的傷害及相應油層保護措施
壓井施工設備主要是指壓井過程中拉運壓井液所用的罐車和存放壓井液用的儲液罐。拉運壓井液所用的罐車和存放壓井液用的儲液罐不幹凈,就可能使壹些機械雜質隨壓井液進入地層造成傷害。壓井施工用的設備,要保持清沽衛生,同壹設備在拉運或存放不同規格型號壓井液的時候,要進行徹底的清洗,減少人為因素對地層的傷害。
7 其它施工過程中的油層保護
新井試油作業中還有其它諸如酸化、註擠水泥漿等施工,這些施工壹是要註意入井液體與地層流體的配伍性及與地層巖性的反應。二是註意顆粒物質對地層產生的影響。三是要把握工藝配方自身對地層滲透率的影響。四是工藝施工周期的影響。