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1、精选优质文档-倾情为你奉上储层污染过程分析摘要：储层的污染包括油气层储渗空间、油气层敏感性矿物、岩石的润湿性、油气层流体性质、油气藏环境等内部因素和外界流体进入油气层引起的损害和工程因素如钻井、射孔、压裂等外部因素造成的损害。油气层潜在损害因素，在没有外因作用来诱发它们时，其自身是不可能造成油气损害的。因此储层污染的关键是研究外因如何诱发内因引起油气层损害。在各个生产开发作业过程中，由外因诱发造成的油气层损害机理是各种各样的，需要具体分析油气层损害原因、损害类型和存在现象，从而为储层保护和解除污染提供一定依据。关键词：储层污染;原因; 钻井液;注水;表现引言：为了揭示储层污染机理，不仅要研究油
2、气层固有的工程地质特征和油气藏环境，还应更加注重这些内因在各种作业下产生损害的具体过程和表象，特别是钻井液侵入、射孔和注水开发作业对储层的污染。1 内因作用下引起的油气层损害机理 1.1油气层储渗空间1.1.1油气层的孔喉类型。 不同的颗粒接触类型和胶结类型决定着孔喉类型，一般将油气层孔喉类型分为五种（a）缩颈喉道、 （b）点状喉道、 （c）片状喉道、 （d）弯片状喉道 、（e）管束状喉道。1.1.2油气层岩石的孔隙结构参数。 一般来说，它们与油气层损害的关系为：（1）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
3、的可能性较小；（2）孔喉弯曲程度越大，外来固相颗粒侵入越困难，侵入度小；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；（3）孔隙连通性越差，油气层越易受到损害。1.2油气层的敏感性矿物敏感性矿物的类型决定着其引起油气层损害的类型。根据不同矿物与不同性质的流体发生反应造成的油气层损害，可以将敏感性矿物分为四类，即水敏和盐敏矿物、碱敏矿物、酸敏矿物、速敏矿物。一般说，敏感性矿物含量越高，由它造成的油气层损害程度越大；在其它条件相同的情况下，油气层渗透率越低，敏感性矿物对油气层造成损害的可能性和损害程度就越大。1.3油气层岩石的润湿性油气层岩石的润湿性有以下作用：控制孔隙
4、中油气水分布、决定着岩石孔道中毛管力的大小和方向，毛管力的方向总是指向非润湿相一方、影响着油气层微粒的运移。油气层岩石的润湿性的前两个作用，可造成有效渗透率下降和采收率降低两方面的损害，而后一作用对微粒运移有较大影响。1.4油气层流体性质1.4.1地层水性质。 地层水性质主要指矿化度、离子类型和含量、pH值和水型等。对油气层损害的影响有：当油气层压力和温度降低或入侵流体与地层水不配伍时，会生成CaCO3、 CaSO4和 Ca（OH）2等无机沉淀；高矿化度盐水可引起进入油气层的高分子处理剂发生盐析。1.4.2原油性质。主要包括粘度、含蜡量、胶质、沥青、析蜡点和凝固点。原油性质对油气层损害的影响有
5、：石蜡、胶质和沥青可能形成有机沉淀，堵塞孔喉；原油与入井流体不配伍形成高粘乳状液，胶质、沥青质与酸液作用形成酸渣；注水和压裂中的冷却效应可以导致石蜡、沥青在地层中沉积，堵塞孔喉。1.4.3天然气性质。与油气层损害有关的天然气性质主要是H2S和CO2腐蚀气体的含量和相态特征。腐蚀气体的作用是腐蚀设备造成微粒堵塞， H2S在腐蚀过程中形成FeS沉淀，造成井下和井口管线的堵塞。2 外因诱发造成的油气层损害2.1泥浆侵入对储层的污染为了防止井喷，通常配制的钻井液密度使井眼跟钻井液液柱的重力稍大于地层流体压力，因此，钻井液会渗入多孔的渗透性地层（这往往是油层），渗入地层的钻井液就会置换地层中原有的流体，
6、形成侵入带和冲洗带，如果配制的泥浆密度太大，还会往油层深处侵入，甚至使本来能产油的油层不能出油。钻井时泥浆的侵入引起的储层污染通常是两反面作用的结果：液体和固体微粒在储层孔道及裂缝中的运移和堵塞；液固及液液之间发生了化学反应和热动力作用。具体表现形式有以下几方面：(1)固相微粒（外来和内部的）运移引起储层孔隙或裂隙堵塞造成储层损害，这种现象在中高渗储层中比较常见；(2)钻井液中的液体在一定压差下进入储层，造成储层孔道直径减少，研究表明，这是中低渗储层污染的主要原因之一，被称为水锁效应； (3)外来流体与储层岩石、储层流体不配伍造成的损害，如水敏性损害、碱敏性损害和无机垢、有机垢堵塞等，这在各种
7、储层中均会发生。(4)地层湿度、压力变化引起的储层损害；(5)微生物对储层的污染，这种污染是由于泥浆携带的微生物进入储层孔隙中的死亡体堆积或者繁殖而堵塞孔隙，造成储层渗透率的急剧降低。2.2射孔工艺对储层的污染众所周知, 如钻井或射孔时井筒内液柱压力超过地层压力, 则泥浆或压井液中的固相物质会对油气层造成侵入损害。射孔产生的高能射流对地层的冲击粉碎和挤压使岩石原始渗透率和骨架受到严重破坏, 同时, 射孔产生的岩屑和射孔弹碎片不仅影响了射孔效果, 也对油气层造成了侵入损害。尽管人们试图采用新的射孔工艺, 如过油管射孔、油管传输等负压射孔来提高射孔质量和减少对油气层的损害, 但这些新方法仅对地层压
8、力系数较高、具有自喷能力的高产油气层有效, 而对原始地层压力较低、不具备自喷能力的中低产油气层却难见到明显的增产效果。常规电缆射孔时油气田采用射孔完井以来最早采用的一种射孔方式。它是在套管内用电缆把射孔枪输送到目的层进行定位射孔。这类射孔的优点是施工简单、速度快、周期短；定位方便、准确；施工中能及时检查射孔弹发射情况。但其缺点将会对油气田的生产有巨大的影响，正压射孔对目的层造成射孔伤害，其射孔后残留在孔道中的金属碎屑、水泥碎屑等颗粒不能被清除出孔道，加之泥浆柱压力高于地层压力，使泥浆进入孔道中，形成二次侵入带。油管输送射孔在电缆射孔的基础上加以改进，能按目的层的压力和岩性特点设计合理的负压，实
9、现对射孔孔眼的回流冲洗，从而提高产能，特别适用于高压油气井。其它的射孔特色技术大多数都采用负压射孔，即在泥浆柱压力低于地层压力的情况下进行射孔，降低了“二次污染”，能够或多或少地提高油气田产能。2.3注水开发对储层的污染目前，我国东部油田大多数采用注水开发，且已进人中高含水期开发阶段。为了保证稳产，各油田都在积极地采取各种措施。开发注水是一种储层改造技术，油田开发过程中，由于储层孔喉小，经常堵塞，导致注水压力高，甚至注不进水，无法完成配注任务。在注水开发过程中，如果忽略了注人水的质量，忽略了地层对水质的敏感性，那么必然会导致堵塞孔道，渗透率下降，吸水指数下降，造成对油气层的损害。注水水质若符合
10、油田规定的基本指标，一般不会造成对油气层的损害，但在实际的注人作业中，水质一般都达不到要求，而注水水质的好坏又直接影响造成油层损害的程度。注水开发对油气层的污染主要表现在以下几个方面：(1)使油层中的粘土成分膨胀或者使胶体颗粒分散堵塞孔隙；研究表明，油砂颗粒周围一般都包有极薄的粘土膜，砂层之间的徽孔道非常多，油层内部还有许多很薄的粘土夹层。而由这些粘土夹层所分隔开的各小层渗透率的差别也相当大。在泥浆自由水侵入的作用下，砂粒周围的粘土质成分将发生体积膨胀，溶液中的胶体颗粒也会发生分散，堵塞油层孔隙。如Fe3+ 很不稳定，易生成氢氧化铁Fe(OH)3絮状沉淀，该沉淀物颗粒很不规则，在水流冲击下能破
11、碎成小颗粒，堵塞油层孔隙，从而使油流通道缩小，而降低出油能力。(2)破坏孔隙内油流的连续性；油层含油饱和度较高时，油流在孔隙内部成连续状态，这时少量的共生水在孔隙外围，并把极微小的松散微粒固定下来，在相当大的油流速度下也不会被冲走。当泥浆滤液侵入较多时，会破坏油流的连续性，使之成为大小不等的油滴，从而将原油的单相流动变为油水两相流动，增加了油流阻力。另外当水成为流动的连续相时，流动的剪切面为砂粒表面，只要流速稍大，就会把原来稳定在颗粒表面的松散微粒冲走，并在适当部位发生堆积、堵塞流动孔隙，而严重降低渗透率。(3)产生水锁效应、增加油流阻力；水锁效应会产生水锁伤害，也就是指油井作业过程中水浸入油
12、层造成的伤害。水浸入后会引起近井地带含水饱和度增加，岩石孔隙中油水界面的毛管阻力增加，以及贾敏效应，使原油在地层中比正常生产状态下产生一个附加的流动阻力，宏观上表现为油井原油产量的下降。 (4)油污对储层的的损害；注入水中油污对油层的损害与悬浮固体的损害不完全相同。油污在地层中形成很大的乳状油块，降低水相渗透率。当水进入到含油饱和度为零的水层时，水中的油滴会聚集在井尾周围地层中，形成不可动油。油污又是FeS等固体物的良好粘合剂，从而增大了这些物质堵塞注水层的可能性，对油层造成损害。(5)泥浆内固相颗粒直接侵入生产层（泥浆）；侵入的粘土颗粒或固相质点堵塞地层孔隙，阻止或妨碍油、气流出；减少地层孔
13、隙的有效直径（与粘土膨胀相似），从而降低油、气的有效渗透率。3 储层污染的主要特点油气田勘探开发生产过程中的储层损害具有如下特点：（1） 损害周期长。几乎贯穿于油气田勘探开发生产的整个生命期，损害具有累积效应；（2）损害涉及到储层的深部而不仅仅局限于近井地带，即由井口到整个储层；（3）具有复杂性。井的寿命不等，先期损害程度各异，经历了各种作业，损害类型和程度更为复杂，地面设备多、流程长，工艺措施种类多而复杂，极易造成二次损害；（4）具有叠加性。每一个作业环节都是在前面一系列作业的基础上叠加进行的，加之作业频率比钻井、完井次数高，因此，损害的叠加性更为突出。4.结论综上所述，在油田勘探到开发投产
14、直至报废的整个过程中，一定要控制好钻井液的质量，用适当的钻井和射孔器械，在注水开发时，大力加强注液处理工艺、设备、流程等改进工作，加大对储层岩石和流体的机理研究，减小注人水对储层岩石和流体的敏感性损害。参考文献1 刘红岐,范翔宇等. 现场测井与工程应用基础.北京：石油工业出版社,2013.4.2 雍世和,张超谟.测井数据处理与综合解释.东营:中国石油大学出版社,2007年.3 刘尊年,孙建孟,迟秀荣,吴淑琴,李俊国等.J;地球物理学进展;2012年06期.4 颜卫军,孙新波.国内外射孔技术发展概述J.测井与射孔;2000年04期.5 董凤娟.D;西北大学;2010年.6 武群虎.D;中国石油大学;2007年. 沁园春雪北国风光， 千里冰封， 万里雪飘。望长城内外，惟余莽莽；大河上下，顿失滔滔。山舞银蛇， 原驰蜡象， 欲与天公试比高。须晴日， 看红装素裹，分外妖娆。江山如此多娇， 引无数英雄竞折腰。惜秦皇汉武，略输文采；唐宗宋祖，稍逊风骚。一代天骄，成吉思汗，只识弯弓射大雕。俱往矣，数风流人物， 还看今朝。 克专心-专注-专业
