石油工程系论文-低渗透油藏的开发技术

石油工程系论文-低渗透油藏的开发技术内容摘要：

雾化钻井（存在井下爆炸的危险，在非油气层段应 用）和惰性气体、雾化钻井。 同时通过注入管线向井内注入气体和发泡胶液，利用高速气流将注入的液体雾化，目的是在地层出水较小时提高流体的携岩能力，满足井底携砂要求，其注入 6 的气量和压力都比纯气体钻井要大。 泡沫钻井 有稳定泡沫和硬胶泡沫两种，泡沫钻井一般都采用空气作为气基。 同时通过注入管线向井内注入较小排量的空气和较大排量的发泡胶液，形成细小稳定的泡沫，气液比一般在 1000200： 1 之间，连续相为液相。 其优点是需要气体排量小（只需纯气体钻井一半左右）、密度低、滤失量小、可防止井下爆炸、对油气层 伤害小、提高机械钻速、携岩能力强（为常规钻井液的 10 倍）；缺点是泡沫回收难度大、回收率低、发泡材料昂贵，成本较高。 欠平衡钻井 欠平衡压力钻井是指在钻井过程中钻井液柱作用在井底的压力（包括钻井液柱的静液压力，循环压降和井口回压）低于底层孔隙压力 [4]。 完井技术 包括裸眼井完井、水平井裸眼分段压裂和智能完井。 裸眼完井法的操作相对简单 ，在油田的开发中被广泛应用 ， 水平段裸眼分段压裂技术是对油藏的一种改造技术 ， 可以大幅度提高储集层渗透能力 ， 智能完井管柱在油井开发过程中后期使用 ， 是提高层间开发效果的可靠手段。 裸眼井完井 裸眼完井法是将套管下至生产层顶部进行固井 ， 生产层段裸露的完井方法。 多用于碳酸盐岩、硬砂岩和胶结比较好、层位比较简单的油层。 优点是生产层裸露面积大 ，油、气流入井内的阻力小 ， 但不适于有不同性质、不同压力的多油层。 根据钻开生产层和下入套管的时间先后 ， 裸眼完井法又分为先期裸眼完井法和后期裸眼完井法。 水平井裸眼分段压裂 水平井裸眼分段压裂是对完井时未下油层套管的水平油气井进行的一种分段压裂改造 ， 可以提高水平段的孔渗情况 ， 提高储层的渗 透能力。 智能完井 智能完井管柱 ， 每一个分支的流量可控制 ， 如果某一分支井眼含水超过 80%， 就关闭这一分支井眼的生产 ， 因此智能完井管柱可以实现分层开采 ， 缓解层间矛盾改善开发效果。 油气藏增产改造技术 7 包括氮气泡沫压裂、泡沫酸化压裂、水平井裸眼分段泡沫压裂、液态 CO2加砂压裂、重复压裂、微聚无聚压裂液、耐高温延迟交联压裂液、轻型支撑剂、可变形支撑剂和加纤维支撑剂、无聚合物 CO2压裂、斜井水平井多级压裂、水力喷射压裂技术。 水平井开发技术 水平井开发技术：低渗透油藏 水平井开发与直井开发相比 ， 具有以下优点水平井系统的压裂梯度远高于直井系统的压力梯度降低井筒周围的压降水平段增加了钻遇较多垂直裂缝的机率低渗透油藏利用水平井注水 ， 注人压力低 ， 注人能力高。 酸化解堵技术 酸化解堵技术：酸化解堵技术是通过酸液近井地带的堵塞矿物以及部分无机垢 ，从而达到油层解堵的目的。 该工艺的缺点是绿泥石是典型的酸敏矿物 ， 与酸生成化学沉淀 ， 因此对油层存在潜在损害。 物理法增产技术 物理法增产技术：油田开发过程中由于钻井、完井、压裂、注水、注气及措施引起的机械杂 质对油层近井地带造成污染和损坏 ， 以及地层本身的结垢和结蜡使近井地带油层渗透率降低 ， 阻碍了原油向井筒的会聚 ， 使油井产量急剧下降 ， 致使油井的实际产能和其潜在产能之间存在很大差距 ， 使部分井成为低产井、停产甚至死井 ， 物理法技术可以有效解决该问题。 物理法技术的增油机理主要表现 5个方面。 1） 物理法作用导致油、水与岩层产生重力分离 2） 油层产生疲劳裂缝有利于原油流动 3） 改变油层岩石的润湿性 ， 消除“贾敏效应” ， 产生空化效应 ， 加速油流向井筒汇聚 4） 物理法振动解堵效应 5） 物理法振动可使残余油参与运移。 物理法增产技术类型包括：依靠水力作为动力源；依靠电作为能源；依靠油水井自身能量作为动力源。 低渗油气藏保护技术 [5] 油田在勘探开发的各个环节均可造成低渗透层油层损害。 究其原因，均属油层本身的潜在损害因素，它包括储层的敏感性矿物，储渗空间，岩石表面性质及储层的液体性质等。 在外在条件变化时，包括钻开油气层、射孔试油、酸化、压裂等，储层不能适应变化情况，就会导致油层渗透率降低，造成油层损害。 对低渗透油层特别强调油层保护并不是因为这类油层比高渗透油层更易受污染，而是因为低渗透油层 自然 渗透能力差，任何轻微的污染伤害都会导致产能的大幅度降低，因此，低渗透油层的油层保护尤为重要。 8 射孔过程中的油层保护技术 射孔过程中对油层的损坏主要有两方面的原因：一是射孔弹的碎屑物堵塞孔眼；二是射孔液的固相和滤液伤害油层。 在射孔打开油层的短时间内，如果井内液柱压力过大或射孔液性能不符合要求，就可能通过射孔孔眼进入油层的较深部位，其对油层的损害比钻井还要严重。 针对射孔过程中可能损害油层的原因，主要采用以下几方面的保护油层措施 ： (1)选用新型无杵堵、穿透能力又强的聚能射孔弹，如 89 弹、 102 弹、 127 弹及 1米弹。 (2)改进射孔工艺技术，采用油管传输射孔和负压射孔工艺。 (3)使用优质射孔液，射孔液要与地层水相配伍，不堵塞孔眼，不与地层水发生反应而损害地层。 (4)采用负压射孔技术 压裂过程中的油层保护技术 虽然压裂所造成的填砂裂缝具有很高的导流能力，但在压裂过程中由于压裂液性能和压裂工艺的不当又可能会造成对油层的损害，这种损坏不仅会大大降低填砂裂缝的导流能力，而且还会损害储 层本身的渗流能力，在压裂中对填砂裂缝和油层的损害主要有以下几个方面： (1)压裂液残渣损害填砂裂缝导流能力：例如普通田箐冻胶压裂液残渣可达 20％— 30％，可使填砂裂缝导流能力降低 60％ — 90％。 (2)压裂液滤液损害油层导流能力：在高压高温影响下，压裂液的滤失量可以达到相当大的数量。 据有关实验资料表明，当田菁压裂液水化液挤入量达到孔隙体积 2— 3 倍时，岩心渗透率伤害达 75％左右。 渗透率越低，损害越严重。 (3)返排液不及时，不彻底时损害油层：压裂液的滤液在地下长时间停留，不仅会加重粘土膨胀和油水乳 化程度，而且还会产生物理和化学沉淀，加重对油层的损害。 压裂后不及时排液对岩心渗透率的伤害比及时排液高 3— 4 倍以上。 针对上述原因，在压裂过程中主要采取以下防护技术措施： ① 选用残渣低、滤失量小的压裂液，如改性田菁、蚕豆粉等。 ② 在压裂中加入粘土稳定剂、表面活性剂、破乳剂、破胶剂和助排剂等添加剂。 ③ 压裂后要及时彻底返排压裂液。 9 酸化过程中的油层保护技术 储层经酸化处理后，释放出大量微粒，矿物溶解释出的离子还可能再次沉淀，这些微粒和沉淀将堵塞储层的流动通道，轻者可削弱酸化效果，重者可导致酸化失败。 对于低渗透率储层，由于其孔渗条件差，储层敏感性强的同时，还极易产生乳状堵塞，要加入破乳剂，用以破坏乳状液的稳定性，降低油水界面张力，增强解堵后残酸的返排能力。 各种离子沉淀是有一定条件的，尤其是 PH 值的影响最大。 因此，合理控制 PH值，酸液中加入助排剂，以及采用有效方法及时而彻底的排酸，是防止沉淀伤害储层的有效措施。 100 度条件下，土酸对地层岩石的最终溶蚀率 1 小时为 ％， 8 小时为 ％，几乎没有缓速作用，远远高于潜在酸和 zJH 解堵剂等的伤害酸，对地层有较强的破坏作用。 因此，在解除外来液对油井污染时，优选 JO 系列酸及 ZlTH 系列解堵剂。 在酸化施工中，酸液反应几个小时后，如何适当的关井与返排，是酸化防止二次沉淀的重要一步。 井 下作业中的油层保护技术 在井下作业中要和射孔、压裂一样，保证下井的油管、工具和洗压井液清洁，且不发生漏失、堵塞和化学伤害现象发生。 对于井下作业， 对储层的污染主要表现在入井液污染。 优选的压井液和洗井液有以下特点： (1)优质无固相洗井液流变性好，抑制性强，配置简单，对产层伤害小： (2)优质无固相系列压井体系液稳定性好，抑制性强，滤失量低，并且具有一定的悬浮携带能力： (3)优质无固相系列压井液体系密度可调，能满足储层不同压力变化的要求。 (4)优质无固相系列压井液体系配伍性好，渗透率恢复值高，对储层有较好的保护作用。 水平井多分支井技术 水平井技术 水平井技术是开发低渗透油气田的一种有效途 径，可大幅度提高勘探开发的综合经济效益。 由于水平井对储层具有很大的穿透度，水平井技术能够有效的增大生产井段与地层的接触面积， 降低生产压差， 提高生产井的产能。 因此，水平井技术十分 10 适合于低渗油气田的开发水平井技术于 1928 年提出 ,20 世纪 40 年代付诸实施 ， 20 世纪 80 年代相继在美国，加拿大，法国等国家得到了广范的工业化应用，形成了一股研究和应用水平井技术。