採油過程中的油層保護技術

採油過程中的油層保護技術是指通過採用合理生產壓差及採油速率、保持油層壓力開採等措施，對油氣田開發生產中的油氣層進行保護工作。

基本介紹

• 中文名：採油過程中的油層保護技術
• 外文名：Reservoir protection technology in oil production process
• 目的：油層保護
• 學科：石油工程
• 方法：合理生產壓差及採油速率等
• 必要性：作業頻率升高等

基本思路

油氣田開發生產中保護 油氣層技術的基本思路實質上是保護油氣層系列技術的具體化。在緒論中對保護油氣層系列技術已經討論過。值得強調的是油氣田開發生產中的油氣層損害發生在油氣田深部。更具疊加性、複雜性和動態性。因此，它的保護技術的基本思路要把著眼點放在“動態”上，即重新認識油氣層的現狀是該技術的基本出發點。

重要性

油氣田開發生產中的油氣層保護技術已愈來愈被人們重視，這主要是由於我國的油氣田大都處於油田開採中、後期，油田作業的頻率比開採初期明顯增高，顯然，控制各作業環節對油氣層的損害，實施油氣層保護系列技術，必然是提高作業效率的有效途徑之一。同時，石油工業正面向複雜油氣藏、特殊油氣藏的挑戰，這勢必面臨著投入更多的成本，獲得較少產出的難題。

油氣層保護技術本身就是一種保護資源的系統工程，是“增儲上產”的重要措施之一。因此，必須進行油氣田開發生產中的油氣層保護工作。

此外，目前生產實際也急待油氣田開發生產中的保護技術儘快實現系列化、實用化。例如，目前，不少大油田開採進入中、後期，發現地層堵塞嚴重，有的注水時，使用大功率、大排量，吸水指數不但不增加，反而愈來愈注不進地層。

目前，對油氣田開發生產中保護油氣層的緊迫性、重要性還遠未形成共識。因此，實施油氣田開發生產中油氣層保護技術，首先要統一認識，站在戰略的高度認識其重要性和緊迫性，各級技術決策人、技術監督人和工程技術人員，上下齊心，共同努力，將它作為一項技術政策來實施，才能實現保護油氣層。

採油過程中的油層傷害

油田在開採過程中, 次生礦物沉澱、結垢、細菌堵塞、微粒運移、乳化堵塞、潤濕反轉等因素將會造成儲層的嚴重損害, 從而降低油層的自然產能, 甚至使產量大幅度遞減。

(1) 採油工作制度不合理: 採油工作制度不合理是指生產壓差過大或開採速率過高,其損害可歸納為以下幾個方面。

①由於生產壓差過大或開採速率過高, 使近井壁區井底帶岩層結構遭到破壞, 膠結強度的破壞產生出砂。砂和固相微粒被油攜帶並不斷地堵塞儲、滲空間, 損害地層;

②油田一旦投入生產, 就有油、氣從油層中采出, 原有的熱動力學和化學平衡被打破, 發生兩種後果: 一是油層溫度、壓力和流體成分的變化會導致無機垢的產生; 二是由於溫度、壓力、pH 值的變化使瀝青、石蠟從原油中析出, 即有機垢產生。結垢堵塞孔喉是發生在油層深部的一種難以消除的損害方式;

③當油層壓力降低到飽和壓力以下時, 氣體不斷從油層析出, 油層中油、氣、水三相同時流動, 造成油的相對滲透率下降。

(2) 地層壓力下降: 隨著生產過程的進行, 不可避免的出現地層壓力的下降, 壓力下降將可能導致鹽類沉澱結垢以及微粒運移, 降低地層滲透率。

(3) 機械採油中的油層損害: 機械採油過程中造成的油層損害, 主要體現在以下四方面:

①砂堵, 在機械採油期間, 為了滿足一定的採油速度, 勢必增加生產壓差, 結果儲層中速敏加劇, 出砂和砂堵嚴重;

②結垢, 在機械採油期間, 油層壓力下降更大, 儲層中容易發生沉澱和結垢;

③烴類堵塞。在機械採油期間, 近井帶壓力、溫度都易低於石蠟、瀝青質溶化或溶解條件, 儲層中更易結蠟或沉積瀝青質;

④井筒堵塞。上述砂堵、蠟堵、鹽垢同樣更容易在井筒中發生, 因為井筒溫度、壓力均比儲層低, 而且井筒中有堵塞的骨架和機械採油設備, 如深井泵或潛油泵或抽油桿等。

採油過程中的油層保護技術措施

(1) 生產壓差及採油速率的確定

採用最佳化設計的方法初步確定生產壓差和採油速率，並用室內和現場實驗對最佳化方案進行評價，然後推廣套用。

根據油氣層的儲量大小、集中程度、地層能量、壓力高低、滲透性、孔隙度、疏鬆程度、流體粘度、含氣區與含水區的範圍，以及生產中的垂向、水平向距離，通過試井和試采及數模方案對比，最佳化得出採油工作制度。然後作室內和室外礦場評價，最終確定應採用的工作制度。值得強調的是：若新區投產，所採用的基礎數據是投產前取得的數據；若老區改造，其數據為改造前再認識油氣層的數據。要充分重視採油過程中損害的“動態”特點。

(2) 保持油層壓力開採

保持油氣層在飽和壓力以上開採，可達到同一產量的油井維持較高的井底壓力，充分延長自噴期，降低生成成本。同時，保持地層壓力可以延緩或減少原油中溶解氣在採油生產中的逸出時間，以及減緩油層的出砂趨勢，提高採收率。保持地層壓力開採，可避免氣相的出現和壓力降低引起有機垢及無機垢等損害發生。我國多數油田採用早期注水開發以保持油氣層壓力，這對保護油氣層是十分有利的措施之一。

(3) 針對不同的油層採用不同的預防損害措施

每個油層岩性和流體都有自身的特點, 應採取的預防損害措施也各有不同, 不能一概而論。例如: 當油層為低滲或特低滲時, 預防採油過程中的損害更為重要, 因此, 要儘可能地保持油層壓力開採避免出現多相流, 防止氣鎖和乳化油滴的封堵損害; 當油層為中、高滲的疏鬆砂岩時, 應正確的選擇完井方式、防砂措施、合理的生產壓差, 以減少油層損害; 當油層為碳酸岩地層時, 要儘量避免在採油過程中產生碳酸鈣沉澱, 堵塞孔道; 對於中、低滲的稠油油藏, 要儘可能的預防有機垢, 如瀝青、膠質、蠟, 從稠油中析出, 保持油層壓力開採。

目前國內外消除採油中地層損害的方法主要有:

①控制生產壓差和限制產量, 這對緩解沉澱和出砂有一定的抑制作用;

② 解除垢的堵塞, 如熱洗、注抑制劑、酸洗等化學方法;

③用現代物理方法解堵, 如磁化、震盪、超音波等方法。