论井下作业过程中的油层保护

【摘要】目前我国的油井开采作业经常遇到油层污染问题，且污染涉及到了井下作业的各个环节，极大的影响了油井效益，因此亟待需要对该方面进行深入的调查研究以指导各个油田的油层保护工作。

【关键词】井下作业 油层保护 油污

油层保护是一项高度综合的系统工作，它涉及多个领域且渗透到油气工程的全流程中。油田从钻井到完工过程的每一环都有可能出现油污泄露，在井下开采时出现的酸化、压裂现象以及在对管道进行修理时都可能引起二次油污污染，任意一个环节的油层保护工作出现失误都可能让已有的工作和成就都化为乌有。油层被污染引起的直接影响就是使原油中混入颗粒杂质、发生化学作用形成污垢，进而降低有效渗油率。地层的原始构造发生任何改变都有可能引起油层污染。通常维护地层结构的工程复杂、耗费高，即便修复工作顺利进行也很难使地层恢复如初，所以预防工作则显得尤为重要。

1 固相对油层的污染

固相污染物通常分为两类：颗粒固体、粘土矿物。

1.1 粘土矿物的污染

通常，地层结构在受到粘土矿物作用时容易发生分散或者膨胀。分散作用会转移粘土微粒进而对渗油孔造成堵塞；膨胀作用会加大原油与管道间的流通阻力。

1.2 固体颗粒对油层的污染

固体颗粒的产生通常有两个原因：

（1）井下作业采用的处理液中偶尔会夹杂一些外界颗粒；

（2）地质结构本身有时会产生一些颗粒。这些颗粒流到渗油孔口出引起堵塞就形成了污染。地层形成过程中一些胶结物在相互作用下逐渐就成为了粘土，这些粘土的结构失稳后就会分散成自由微粒；另外一些基岩发生脱落也会形成粘土颗粒，这些颗粒通常堆积在孔口里，且难以融散。地质结构自身造成的颗粒污染通常具有较高的污染深度，一旦颗粒流入，任何流经的液体都会被污染，而且修复的可能性极低。

2 外来液体对油层的污染

一些不明的外来液体进入油井后会与井下流体发生作用形成沉淀。特别是在一些油层中存在水分，液体渗入引起的油水相对饱和度的降低或者升高都会对油水相对渗透率造成影响。外来液体通常会形成两种沉淀：

（1）和一些地质成分发生化学反应形成化学沉淀；

（2）还有可能与采油处理剂结合形成沉淀。

3 井下作业中油层的污染与保护

3.1 压井液在油气层中与不配伍流体作用使地层受损

在油气共存层中有许多矿物质，当压井液和这些矿物质接触时，极易发生酸敏、水敏等敏感作用，进而堵塞油气层的渗透空隙。压井液在油气层中遇到不配伍的流体时也会容易发生乳化或者沉淀作用，进而降低渗透率。在油井作业初始采用高压压井而换井之后压井液储备不足，造成这种现象的原因就如前所述。所以在进行压井操作时，要搭配油层成分以及流体性质来选取合适的压井液。

3.2 酸化作业中的油层污染与保护

酸化过程是为了消除油层中的多余杂质，达到保障油流在运输管道中不出现堵塞的目的。但是酸化环节中，如果操作出现差错也会使油层掺入杂质。酸化环节中会使得油流中混入许多的原本不属于油流中的工作液，导致的污染一般分为酸敏以及水敏。因为酸敏土层会有一定几率引起多种多样的不易溶解的沉淀物质淤塞，比如土层当中蕴含大量铁元素时，对于酸化过程中的酸会有额外的不必要的消耗，同时酸化环节导致地层中的酸性程度增大之后，其与铁元素发生反应产生的沉淀物质会充斥于土层的缝隙当中，当pH值为5的时候，大量的高价铁发生反应产生沉积物，pH为3的时候，大量的低价铁发生发生造成沉积。在酸化过程中，当酸液接触土层之后，跟里面的蜡质、沥青、大分子物质等产生相关反应，很容易变成胶状物质，同样会影响油流通道的通畅程度。而水敏也会导致油流管道的通畅性。这是因为在酸化环节中，需要非常的压差才能正常进行，由此它引发污染的范围肯定会更大，甚至会导致永久性的不可逆转的影响。这就提示我们在执行酸化程序时，围绕工作液的性能来作文章，使它能够跟土层中原有流质更加融洽，那么对于降低污染有很重要的意义。

3.3 压裂中油层改善与污染

压裂工作一般被用来增大产量，它不仅能够很好的解决污染这个问题，还能够是油路管道增多，促进产量的提升。然而此种方法在改善油层的同时也会产生污染。这是由于压裂施工时，很多原本不属于地层中的不论是液相还是固相都混入地层，很有可能这部分物质就会污染甚至阻塞油流管道，要是新增加的通道数目超过了由此而被污染的数目，那么可以说油层品质得到提升，使油井产量提升，相反的就会引起产量下降。除此之外，压裂施工通常运用到敏感性相对比较强的低渗油层，因此更容易引发污染。

3.3.1与油层润湿性的关联

压裂工作液中蕴含多种活性物质，在施工过程中混入土层，它将使得大范围的油层性质发生改变，从清水性转化为亲油性，使得油层更难以被渗透。但是运用非离子型的活性物质，就能很好的维持土层的润湿性，使之不发生明显变化，降低污染的可能性。

3.3.2压裂液破胶的影响

压裂流体破胶不仅仅会留下大量不一样的不容易溶解的沉积阻塞通道，还会因为其表面张力变得太大而引起水锁效应从而导致污染发生。解决的办法无非是增加破胶剂的使用，使得破胶能够在更长的时间里进行，从而使渗透率下降，另外加入低分子的醇和相关活性物质来应对表面张力过大的问题，进而降低水锁的可能性。

3.3.3压裂中冷却效应

低温压裂液到达地层之后，会使油层的温度随之降低，在低温下，油层中的蜡质和沥青等会分离出来，从而引发污染。该污染受制于石油本身的特性，就是说，要是石油中的上述两种物质蕴含的量很大的话，自然，温度下降的幅度越大，油层污染程度也会越大。

3.3.4压裂液的泄漏和粘稠度

压裂施工过程中，滤失造成的污染一般是最厉害的。由于施工过程中压裂液第一个跟油层产生的新裂缝相遇，一般的这些裂缝都是比较长的，那么污染程度就会因此而加大。同时，因为压裂液都是使用的粘度较高的物质，它会阻碍油流的正常运行。对此，可以运用能够降低滤失的制剂，利用粘土膨胀剂来确保工作液到达油层之后跟粘土不发生反应，这样一来就可以降低油层污染。

3.3.5原油乳化与油层污染

压裂液和油层接触后，会产生相应的乳化液，如此一来，液体的粘度会变大，引发水锁效应，使油流运行受阻。通常都会运用非离子或者阳离子型活性物质来预防上述乳化液的生成。

参考文献

[l] 赵敬，徐同台，等.保护油气层技术[M].石油工业出版杜，2008

[2] 胜利石油管理局培训处.井下作业[M].石油工业出版社，2011