浅谈采油过程中油气层损害及保护技术

浅谈采油过程中油气层损害及保护技术　白珏（西安石油大学，陕西西安７１００６５）　榆林７１８５００）　惠程昱（陕西延长石道运输公司输油第一分公司，陕西摘要：在油气田开采过程中，把油气层有效渗透率下降的　在采油过程中，随着采油的深入油气层会变的疏松，出现过　现象称作为油气层损害。通常在钻开油气层之后，注水泥、射　大的压差，随即引起油气层大量出砂，油气层坍塌，造成损害。　孔、试油、酸化、压裂、采油、注水等施工过程中的工作液中的各　１．１．１．４加深油气层损害的深度　种相颗粒与油气层产生接触，对油气层造成影响。油气层受到　当作业压差较大时，在高压差的作用下，进入油气层的固　损害之后，为了保护油气层，提高开采的效益，需要对油气田开　发生产中的油气层进行系统保护。当前，对油气田进行储层系　统化的保护是很多油田企业亟待解决的问题，所以油气田生产　相量和滤液量必然较大，相应地固相损害和液相损害的深度加　深，从而加大油气层损害的程度。　１．２温度变化引起的油气层损害　温度变化可能引起如下两方面的油气层损害。　１．２．１增加损害程度　１．２－２引起结垢损害　中保护油气层存在着紧迫性和重要性。本文将从采油作业未　出发，来探讨其过程中对油气层造成的损害，完善油气田开采　中保护技术，对油气层做到保护的同时提高采收率。　关键词：采油；油气层；保护技术　１．３生产或作业时间对油气层损害的影响　生产或作业时间对油气层的损害可产生如下两方面的影响：　１．３．１生产或作业时间与油气层的损害的程度成正比。例　从油气田勘探之后，经历钻井、完井、修井、注水和增产等　生产过程会改变之前的地质环境条件，破坏油气层原有的物　知油气田的勘探和开发是一个系统工程，如果其中的某个环节　理一化学平衡状态，从而油气层就会被损害。根据前人研究可　如：细菌损害的程度随时间的增长而增加。　１．３．２油气层的损害程度与滤液侵入量成正比。随着作业　造成了严重的油气层损害，就可能其他的工作无效，影响油田　时间的加成，滤液侵入量的加大，油气损害的程度会加深。　开发效果。因此了解油气开发过程中造成油气层损害的激励，　不但有助于采取保护油气层的错输，并且也是判断油气层损害　程度的机理。当前，国内外研究表明，油气层的保护方法还不　２采油过程中油气层损害及保护　对于采油过程，虽然没有外来流体进入油气层，但是，任然　存在着油气层损害的可能性。造成损害的最直接的原因是工　作制度不合理。　够完善，需要进一步研究。　１采油过程中的油气层损害机理　采油工作制度不合理是指开采速率过高、油层压力温度改　在采油生产中没有外来入井流体和入井固相微粒诱发地　变、冼腊方式不得当以及化学处理剂不当等。这种不合理的制　层潜在损害而产生的损害，但是损害仍然是存在，并且也威胁　度对油气层的损害有这以下四个方面：①应力敏感效应；②生　到油气的正常生产。通过研究发现，采油生产过程的油气层损　产压差；⑧结垢；④脱气。　害主要是由于不合理的工作制度导致生产压差过大，采出速率　２．１生产压差及采油速率的确定　过高造成的。为了方便研究，将采油过程中的油气层损害分为　采用优化设计的方法初步确定生产压差和采油速率，并用　内因制和外因制，现在介绍不同成因下的油气层损害机理。　室内和现场实验对优化方案进行评价，然后在进行推广应用。　１．１外因作用下的油气层损害　首先根据储层的储量大小、集中程度、地层能量、压力高　在不同生产过程中因为外因作用产生的油气层损害有以　低、渗透性、孔隙度、疏松程度、流体粘度、含气区与含水区的范　下两种：　围，其次是生产中的垂向、水平向距离，通过试采及数据方案的　１．１．１外界流体与储层岩石矿物、流体不配伍引起的损害　互相比较，进一步改进采油的工作制度。最后结合室内和室外　根据不同成因又可以分为以下四种：　矿场的评价，最终确定应采用的工作制度。　２．２保持油气层压力开采　入井通常有两种固相的颗粒：一种是加入的有用颗粒，比　如果能保持油气层在饱和压力以上开发，可以达到油井维　如我们常见的加重剂；；另外一种则是有害固体，包含有岩屑等　持较高的井底压力，延长自喷期，从而降低其生成成本。保持　固相的污染物。损害油气的原理就是，当井眼中流体的液注压　地层压力还可以延缓原油中溶解在采油生产中的逸出时间，达　力大于油气层的空隙度的时候固相颗粒进入油气层会引起油　到提高采油率的目的。　气层空隙或者吼道的缩小，甚至于堵塞。　１．１．１．２压漏油气造成的油气层损害　１．１．１．１流体中固相颗粒堵塞油气层造成的损害　２．３采油过程中注水造成的油气层损害　采油过程中注入不合格的注入水会引起地层的损害。注　地层的性质及作业压差是导致这种损害的主要原因，当作　入水与地层岩石不配伍以及注入水与地层的流体不配伍都视　业的液注压力过于大时会造成作业液漏入油气层，从而产生油　为注入水质不合格。　气层的损害。　１．１．１＿３出砂和地层坍塌造成的油气层损害　注入水与地层岩石不配伍表现为：①注入水造成地层粘土　矿物水化、膨胀、分散和运移；②因为注水速度过快，造成地层　１００　ｌ化，　理２０１５年７Ｎ　松散微粒分散、运移；③注入水机杂粒径、浓度超标，导致孔道　机垢，保持油层压力开采，条件允许采用热油开采也是很好的　堵塞。　措施。　注入水与地层流体不配伍表现为：④注入水与地层水不配　对于采油过程中注水对于油气层的损害可以从以下两个　伍，形成沉淀和结垢；②注入水造成地层温度下降，同时产生有　方面进行改进，从而提高采油效率。第一，控制注水的水质，使　机垢。　注入的水质中的机杂含量不会引起吼道堵塞，注水中的细菌和　通常，注水或者油层温度的改变会改变地层水离子而结　溶解气不造成油气层的损害；第二就是选择正确的化学处理　垢，沥青质或者蜡纸原油也会生成结垢。尤其值得注意的是注　剂。这个时候应该严格遵守地层岩石、流体的相容性原则，选　入水会引起温度下降，油变稠，油流动阻力增加，同时引起有机　择很少产生沉淀和结垢的处理剂，以免造成油气层的损害。同　垢、无机垢一起产生，堵塞油气层，对油气层造成损害。　时应该重点注意的是，同时使用好几种处理剂，应该把握处理　由于上述可知：在油气开采的整个过程中，任何一个环节　剂之间的化学反应，避免产生新的化学沉淀，进一步造成油气　的制度不合理或者不完善都会导致油气层受到损害，尤其注水　层损害。　的水质所引起的地层损害，是可以通过控制注水水质、采取合　３结语　理的注水强度、平稳注水等技术的提升来改善整个地层被损害　本文从采油过程中的损害为出发点介绍了损害的机理以　的程度。　及外因条件下油气层损害的机理，然后在此基础之上说了采油　２．４对不同的油气层采用不同的预防损害措施　过程中预防的措施，由于各个油田的地质条件和环境差别较　每种不同的油气层都有着自己独特的岩性和流体特征，所　大，所以不同的油田因采用不同的措施，这里只是概括性的说　采用的预防损害措施也是各不相同的，所以，对于油气层的防　了几点建议，希望各大油田在具体操作中能够根据自己所处油　护措施不能一概而论。应该按照不同类型的油气层分类处理。　田区域的区域环境制定出自己特有的预防措施，对以后油气层　油气层为低渗透或者超低渗透的时候，预防好于之后的治　损害预防有更为深远的意义。　理，即预防是最好的保护油气层的办法。所以，在油气层开采　的时候要尽可能的保持油气层压力开采，避免出现气锁和乳化　参考文献：　［１］张琪．采油工程原理与设计［Ｍ】．北京：中国石油大学出　油滴的封堵油气层损害。而当油气层是中、高渗透的砂岩时，　版社　２０００．０３．　应该在最初就选择合理的完井的方法、防砂措施、合理的生产　［２】蔡进功，吴锦莲等．油气层保护技术研究发展【Ｊ】．钻井液－９　压差，从而降低油气层的损害。另外一种储层就是碳酸盐岩储　完井液，２００３．　层，根据这种储层的特征，在开采的过程中应该避免其产生碳　［３］费宝生，汪建红浅论油气层保护技术一以二连盆地阿２３　酸钙沉淀，从而堵塞孔道。比如处理剂乙胺四蜡酸与产层接触　井为例［Ｊ］，油气地质与采收率，２００１．　会破坏产生碳酸钙沉淀的平衡作用，产生碳酸钙沉淀降低渗透　率。对于中、低渗透的稠油层，应该在针对其储层特点预防有　（上接第９９页）　的挥发分要低于具有较深变质程度的烟煤以及无烟煤，所以褐　些比较廉价的煤、垃圾或者是石油焦转化为具有高附加值的清　煤在进行气化的过程中反应活性特别强，反应速度快、无粘结　洁的氢气和一氧化碳。氢气和一氧化碳是化工产品生产过程　性、气体产量高，是具有较大使用价值的的气化用煤。当前，褐　中的基本原料，可以用于合成油、合成氨以及甲醇等化工产品　煤气化在我国的化工产业中得到了广泛应用。　的生产，另外也可以直接应用于城市煤气或者用于发电。　煤的气化不同于热解，煤的热解过程只是把煤自身不到百　３结语　分之十转化为可燃气体混合物，而气化过程则是把煤所包含的　大力发展褐煤的煤化工应用是增加产品附加值的重要途　所有碳气化成为气态。相比直接燃烧褐煤进行气化表现出极　径，可以生产出洁净能源以及汽油、柴油、液化石油气、代替燃　大的优越性，因为气态燃料的燃烧相对比较稳定，没有环境污　料以及航空煤油等可替代石油化工的产品。在我国未来的能　染，而且燃料的净化和运输都非常的方便，原料的配料控制简　源可持续利用当中，煤化工业将会成为一个重要角色，对逐渐　单，很大程度上简化了生产设备和生产工艺。另外，气态燃料　摆脱中国对国外进口石油的依赖，缓解燃煤导致的环境污染有　能够适用于非均相催化的化工合成过程，而且气化过程中得到　着重大意义。基于我国褐煤资源利用的多方面优势，褐煤的煤　的灰渣也有多种用途，如可以用来制造肥料、水泥、砖瓦、土壤　化工应用将会有非常广阔的发展前景。　改良剂以及绝热材料等等。　西门子的ＧＳＰ气化技术：西门子的ＧＳＰ气化技术是目前一　参考文献：　［１］李旭辉．浅析褐煤的煤化工技术与应用『Ｊ１．煤炭加工与综　种比较成熟的气化技术，至上世纪八十年代之间已有三十多年　的研发经验，应用于煤化工也有二十多年的实际生产经验。西　合利用，２００９（０５１．　［２］文兵．论述褐煤的化工技术及应用［Ｊ】．中国新技术新产　门子的ＧＳＰ气化技术属于一项气流床气化技术，该技术过程包　品。２０１０（２２）．　括的主要工艺流程有干粉进料、纯氧气化、液态排渣、粗合成气　［３］蔡念庚．典型褐煤干燥技术比较『Ｊ］．洁净煤技术，２０１３　激冷工艺流程等。西门子的ＧＳＰ气化技术的适应范围特别广，　ｆ０５１．　如褐煤、无烟煤、石油焦等等。该技术的气化温度通常在１３５０－　［４］韩海涛，邹继军．褐煤的化学加工利用研究『Ｊ］．科技视界，　１７５０摄氏度，而且碳转化率高达百分之九十以上。利用西门子　的ＧＳＰ气化技术可以把一些直接燃烧会造成较大污染以及一　２０１２（０９）．　２０１５年７月化　ｌ　１０１