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常规试油井地层损害原因探讨与应用 殷家富 摘要由试井资料所确定的表皮系数受各种因素制约。针对井和现场施工情 况，具体分析受伤害原因、伤害程度及损害类型，有针对性地预测措施效果，指 导并制定油气层改造方式、规模大小。通过试油，针对实际情况综合运用射孔、 酸化和压裂的方法，对已造成损害的油气层进行改造和恢复，可降低油气层损害， 提高试油效率。在中低渗油气藏勘探开发过程中，具有一定的实用价值。 关键词 地层伤害污染程度试油 油气层 保护 前言 一口井从钻井打开油层一直到开发生产的全过程，不可避免地将会因人为因 素或非人为因素影响，对储层造成不同程度的污染伤害。为了正确认识和评价储 层被伤害程度和伤害原因，确保解堵措施方案制定的准确性和有效性，对于由试 井资料所确定的表征井壁区污染损害程度的表皮系数，必须从整个勘探开发过程 和油气牛产流动系统出发，以系统的观点，对表皮系数进行探索和研究，弄清其 本质，以扌是高措施井压前评估准确率和措施有效率，达到有效开发中低渗油气藏 的目的。 地层损害原因及类型 油气层在石油的勘探开发过程中极易遭到破坏，在钻井过程中，造成损害主 要有3种类型：①由于采用过平衡钻井技术，钻井液液柱压力大于地层原始压力, 致使钻井液进入地层，影响地层液体的原有性质，造成污染和损害；②钻井液携 带能力有限、稳定性不强，致使钻井液中固相颗粒进入近井地带地层的孔隙和喉 道中，堵塞液体流通通道；③固井时水泥浆对地层也造成一定程度的污染，降低 了地层渗透性。在开发过程中，因生产工作制度不合理，地层压力下降过快，改变 地层内部的压力分布，造成地层微粒运移和固相微粒变形，从而挤占了原有的有 效孔喉体积，降低地层的渗透能力。特别是近井筒附近由于压降梯度较大,损害也 更为突出。在施工过程中，施工入井液体包括洗井液、压井液，与地层流体不配 伍，进入地层后影响地层流体性质，堵塞孔隙;外界的固相颗粒随入井液进入地层, 改变了地层孔喉结构，降低油气层的导流能力，增加渗流阻力;射孔工艺不合理， 射孔弹不能有效穿透套管、水泥环和被污染地层形成流通通道，阻碍了地层流体 向井筒内流动。综合上述因素，油气层损害表现是在近井筒附近形成一个一定范 围的污染带，阻隔井筒内与地层的连通，降低这个范围内地层的导流能力，阻碍地 层流体流动,影响油气井的产量。 实际勘探开发井（层），不可能处在无限大均质、水平等厚、垂直钻穿、完全 打开、无污染损伤的理想条件下。也即由于多种因素影响，井壁区始终存在附加 压降一一阻止气液顺畅流动的阻力。综合分析，压降的产牛可分为：①内因，是 指油层及其所含流体本身所同有的性质，如储层矿物含量及成份、储层孔隙结构、 地层流体性质等；②外因，是指油田从钻井到油田开发生产及各种作业过程中有 可能导致油层微观结构发生变化或导致油层发生各种物理化学反映，从而导致油 层渗透率降低的各种条件。 2.1储层形状拟表皮系数 不稳定试井的数学模型是假设圆形地层中心一口生产井。而实际地层油藏形 状复杂，井位也不一定对称，产生的形状拟表皮系数为 Sa = g ln（31 ?%） （1） 式中:Ca——油藏形状系数（可查相关图表求得）。 2斜井拟表皮系数 受地质构造一一有效层位控制，对应不同深度层位，井身一般都存在一定的 斜度。由于斜井井筒与储层特殊的接触方式，导致气液流向井筒的流动面积相对 直井增大，流动阻力减小。在考虑各向异性地层处于0。＜6^75°、流动时间 大于不稳定试井分析直线开始时间时，井斜拟表皮因子可由下式近似确定，即 S =-（必./41严 _0/56严§ lg（你/100） （2） 其中 = tan 1 （J K、, IK 日 tan ） hD=（h/rw^KH/Kv 式中：e.——井斜角，即井与地层层面法线的交角； hi） 无因次打开储层厚度; rw 井半径，m； Kv——垂直渗透率，Pm2； Kn——水平渗透率，nm20 2. 3局部打开拟表皮系数 由于地质结构和储层特性原因，储层与井筒的连通部分只是生产层段的一部 分，或因射孔弹未完全引爆，冃的层段部分被打开。此时?流体处于部分渗滤储 层中，径向流流向会发生改变，流线收缩，流动阻力增加，流量减少。由此产生 (3)的部分打开油层拟表皮因了为 (3) / , 、 / - \ /一 \1/2 h -1 In h -2 1心 丿 ＜匚丿 UvJ Sb 式中：hw——油层实际渗滤厚度，mo 2.4气液非达西流拟表皮系数 在通常的低渗储层中，流体的渗流速度与压力梯度之间成非线性关系，渗流 速度的高与低，必然会在井底附近产生一附加压力降(ApJ,阻止流体止常流动, 具体表现在： 高速渗流条件下的非达西渗流 气井高产量生产过程中，井筒周围的流动速度可能增大到达西定律不适用的 程度，即惯性和湍流效应变得十分显著