裂縫性油氣藏?fù)p害機(jī)理及保護(hù)措施綜述

1、裂縫性裂縫性油氣藏油氣藏?fù)p害機(jī)理及保護(hù)措施綜述損害機(jī)理及保護(hù)措施綜述賴曉晴①孫金聲①王寶成②許登成②（1.中國石油集團(tuán)鉆井工程技術(shù)研究院北京1000832.玉門油田分公司勘探事業(yè)部甘肅735200）摘要：摘要：綜述了國內(nèi)外裂縫性油氣藏?fù)p害研究現(xiàn)狀，裂縫的成因及類型，對裂縫性油氣藏從巖石特性和外來流體對油氣藏?fù)p害的潛在因素進(jìn)行了分析，闡述了物理和化學(xué)兩種方法保護(hù)油氣藏的措施，認(rèn)為隔離膜完井液是今后對油氣藏進(jìn)行有效保護(hù)的重要手段之一。關(guān)鍵詞

2、：關(guān)鍵詞：裂縫性油氣藏?fù)p害機(jī)理暫堵機(jī)理隔離膜鉆井液完井液綜述一、前言一、前言隨著國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，對石油的需求越來越多，而從世界石油工業(yè)發(fā)展趨勢來看，物性好，規(guī)模大的油氣藏愈來愈少，某些開采難度大的油氣藏如裂縫性油氣藏、低滲透油氣藏所占的比例呈日益增長的趨勢。在我國東部地區(qū)的大多數(shù)油田具有油藏非均質(zhì)性嚴(yán)重、低滲透、油藏類型復(fù)雜等特點(diǎn)。這些油田中，裂縫往往十分發(fā)育，非均質(zhì)、斷層和裂縫的交互作用形成大小不等的死油氣藏，使得剩余油分布復(fù)雜，

3、開發(fā)難度加大，采收率降低。西南部的油氣資源主要聚集在碳酸巖裂縫性油氣藏中。除此之外，我國還存在大量的泥巖裂縫性油氣藏。這些都表明我國的裂縫性油氣藏蘊(yùn)含著巨大的調(diào)整挖潛能力，是今后一段時(shí)間我國石油工業(yè)增儲(chǔ)上產(chǎn)的重要資源基礎(chǔ)。裂縫性油氣藏是指油氣滲流通道主要為裂縫的油氣藏，這些油氣藏多為碳酸鹽巖油氣藏，低滲透砂巖、砂泥巖油氣藏，它們具有較大的勘探潛力，如碳酸鹽巖雖然只占沉積巖的兩成，卻含有五成以上的油氣探明儲(chǔ)量，裂縫是碳酸鹽巖的重要組成部分

4、，裂縫的存在提高了碳酸鹽巖油氣藏的性能。1996年秦同洛教授提出：“低滲透油田之所以能夠進(jìn)行開發(fā)，與油藏中存在的裂隙系統(tǒng)有關(guān)，不存在裂縫系統(tǒng)的低滲透油氣藏一般是不能進(jìn)行經(jīng)濟(jì)有效地開發(fā)的”。說明低滲透油氣藏對油氣奉獻(xiàn)的通道也是依靠裂縫。泥巖裂縫油氣藏是在泥巖、頁巖等巖石組合中，以裂縫主要儲(chǔ)集空間形成的特殊油氣藏。各種類型裂縫性油氣藏都屬于經(jīng)濟(jì)效益最好的油氣藏之一，它控制著油氣的滲流分布。但是實(shí)際工作中，人們發(fā)現(xiàn)一些裂縫性油氣藏鉆完井后的產(chǎn)

5、量沒有預(yù)測的高，這可能是由于鉆完井過程中，油氣藏受到工作液污染，滲流通道的流動(dòng)阻力增大造成的。目前主要通過有效的鉆井技術(shù)如水平井、大位移井鉆井技術(shù)、欠平衡鉆井技術(shù)等方式來提高裂縫性油氣藏的開發(fā)效益，特別是水平井鉆井技術(shù)，它擴(kuò)大了鉆井液與儲(chǔ)層的接觸面積，鉆井液在油氣藏中的浸泡時(shí)間長，流動(dòng)壓力直接作用于產(chǎn)層等，這些因素大大提高了鉆井液對油氣藏的損害幾率，因而，有必要對裂縫性油氣藏?fù)p害機(jī)理進(jìn)行深入研究，真正實(shí)現(xiàn)“少投入，多產(chǎn)出”的目的。二、裂

6、縫性油氣藏的成因及類型二、裂縫性油氣藏的成因及類型油藏工程中裂縫是指破裂面兩側(cè)巖體未發(fā)生明顯的位移。根據(jù)形成的基質(zhì)不同，常見的裂縫性油氣藏分為致密砂巖裂縫性油氣藏、碳酸鹽巖裂縫性油氣藏、泥巖裂縫性油氣藏、火山巖裂縫性油氣藏和變質(zhì)巖裂縫性油氣藏，這些裂縫性油氣藏其成因分為構(gòu)造縫和層理縫，裂縫發(fā)育組系多，密度大。在油氣藏?fù)p害機(jī)理和保護(hù)方式方面與孔隙性儲(chǔ)層存在著差異。王允誠［1］按照裂縫發(fā)育程度，發(fā)育特征及其對儲(chǔ)層滲流的影響，將裂縫性儲(chǔ)層分為

7、2（4）化學(xué)吸附潤濕反轉(zhuǎn)。乳化劑的吸附使地層潤濕性和流體性質(zhì)改變。（5）聚合物吸附。鉆井液中聚合物處理劑侵入油氣藏后，其鏈狀分子在孔喉處形成多點(diǎn)吸附，對滲透率下降有很大影響。此外還有生物活動(dòng)引起的油氣藏?fù)p害，一些菌體進(jìn)入儲(chǔ)層后產(chǎn)生多糖聚合物粘液，降低油氣藏滲透率。裂縫性油氣藏由于其基質(zhì)滲透率一般很低，裂縫是主要儲(chǔ)集空間和滲流通道，對裂縫性油氣藏?fù)p害機(jī)理與裂縫張開度大小相關(guān)性較大。國內(nèi)外學(xué)者對裂縫性油氣藏的研究機(jī)理主要在碳酸鹽巖裂縫性油氣

8、藏和低滲透氣藏的損害機(jī)理，而研究表明：中小裂縫油氣藏?fù)p害機(jī)理是由固相顆粒、微粒、粘土礦物、巖石的水敏和速敏關(guān)系密切；微裂縫油氣藏?fù)p害機(jī)理主要由水鎖引起的損害占主導(dǎo)地位。這是因?yàn)橥鈦砹黧w使得近井地帶儲(chǔ)層的含水飽和度急劇增加，由于致密的基質(zhì)和微裂縫儲(chǔ)層的高毛細(xì)管力，阻礙油氣的通過，如同低孔低滲油氣藏一樣易引起水鎖效應(yīng)。四、裂縫性油氣藏保護(hù)措施四、裂縫性油氣藏保護(hù)措施通過對油氣藏?fù)p害機(jī)理的研究，目的是要形成相應(yīng)的保護(hù)措施，使其對油氣藏進(jìn)行有效

9、保護(hù)，從而達(dá)到及時(shí)發(fā)現(xiàn)油氣藏的目的。針對上述油氣藏?fù)p害機(jī)理，目前進(jìn)行油氣藏保護(hù)措施主要有兩種：物理方法和化學(xué)方法。1、物理方法、物理方法物理方法即保護(hù)油氣藏屏蔽暫堵法，屬于顆粒堆積和理想充填理論的范疇。它的著眼點(diǎn)是根據(jù)已知油氣藏孔隙尺寸及其分布特點(diǎn)，通過在鉆井液中加入合適粒徑的暫堵劑在油氣藏井壁極淺部位快速形成致密的泥餅，使油氣藏滲透率急劇下降至一個(gè)很小的值，以防止鉆井液的固相和液相進(jìn)一步侵入油氣藏，同時(shí)形成的致密泥餅，并確保在油井投產(chǎn)

10、前易于清除。它的基本方法是根據(jù)油氣藏的孔隙分布特點(diǎn)選擇不同粒徑分布，以形成致密的泥餅。遵循的方法主要有13～23架橋原理、幾何分形理論、D90理論、廣譜型暫堵原理。對于裂縫性油氣藏而言，通過“九五”的技術(shù)攻關(guān)［5］，認(rèn)為在孔隙性油氣藏的鉆井完井液配方中加入纖維狀暫堵劑，其作用機(jī)理是纖維狀粒子以十幾或幾十個(gè)粒子相互交聯(lián)，形成絮團(tuán)狀，這種絮凝團(tuán)比同等大小的球狀顆粒更易沉積在裂縫表面；絮凝團(tuán)狀粒子在裂縫表面沉積后，不是點(diǎn)接觸，而是多點(diǎn)接觸，甚

11、至是面接觸，具有較高的穩(wěn)定性，可形成穩(wěn)定的架橋；絮凝團(tuán)的強(qiáng)度較低，在壓差下容易變形，可以填充任何形狀的裂縫，配合剛性顆粒，可變形顆粒，可在裂縫入口處形成有效封堵。1313～2323架橋原理架橋原理［6］：該理論認(rèn)為：當(dāng)架橋粒子粒徑為孔隙平均孔徑的23匹配時(shí)，它在地層孔喉處的架橋最為穩(wěn)定，不會(huì)再發(fā)生微粒運(yùn)移現(xiàn)象，而架橋粒子粒徑為孔喉平均孔徑的13匹配時(shí)，形成的橋堵形態(tài)實(shí)質(zhì)上系顆粒在孔喉處的堆積，仍有顯著微粒運(yùn)移現(xiàn)象。并且在一定正壓差作用下

12、，鉆井液體系中一定量的與地層孔喉相匹配的架橋粒子和填充粒子在儲(chǔ)層井壁上形成屏蔽環(huán)（內(nèi)泥餅），從而達(dá)到屏蔽暫堵的作用。鉆井液體系中一定量的架橋粒子和填充粒子通常要求橋堵固相顆粒的濃度不應(yīng)低于3%，填充粒子的濃度（包括可變形粒子）不應(yīng)低于2%。對于裂縫性儲(chǔ)層運(yùn)用“13～23粒徑架橋理論”，選擇各種暫堵劑的原則是:剛性暫堵劑的平均直徑應(yīng)為儲(chǔ)層裂縫平均張開度的23，充填暫堵劑和可變形暫堵劑的平均顆粒直徑應(yīng)為儲(chǔ)層裂縫平均張開度的13。［7］幾何分