摘要：在油气田开发过程中，油气层损害问题非常普遍。油气层损害不仅损失油气资源，而且提高生产成本。油气层保护对油田生产至关重要，其目的是要力争做到既能保护油气层，又要降低作业费用，使油气田达到最经济的开发。对油气田开发各环节中发生的油气层损害的机理分析是油气层保护的基础。本文对了解钻井、完井、生产、修井、增产增注措施以及提高采收率等作业中潜在的油气层损害的类型以及机理进行了分析，认为一方面油气田开发过程中的油气层损害问题是不可避免的。
关键词：钻井过程油气层损害；完井过程油气层损害；开发生产过程油气层损害
1.1 钻井
钻开油气层时，在正压差和毛管力的作用下，钻井工程对油气层损害的两个主要来源是：
1.滤失到地层的钻井液与油气层岩石矿物的反应；
2.钻井液中固体微粒的入侵。
钻井过程中造成油气层损害的因素有以下几方面：
1.压差。压差是造成油气层损害的最主要因素之一。在一定压差下，钻井液中的滤液和固相就会渗入地层内，造成固相堵塞和粘土水化等问题。钻井液进入油气层的深度和损害程度均随正压差的增大而增大，但过高的负压差又会引起出砂问题。
2.浸泡时间。钻井液滤失到油气层中的数量随钻井液浸泡时间的延长而增加。
3.环空流速。若环空流速设计不合理，也将损害油气层的渗透率。高的环空流速，对井壁的冲刷严重，钻井液的动滤失量增大，钻井液固相和液相对油气层侵入深度及损害程度亦随之增加；同时增大钻井液对井底的有效液柱压力，即增大对井底的压差。
4.钻井液中的固相含量及固相粒子的级配。固相对油气层损害的大小决定于固相粒子的形状、大小及性质和级配。
5.钻井液对粘土水化作用的抑制能力。油气层中粘土的水化膨胀、分散、运移是油气层水敏损害的根本原因，钻井液对粘土水化的抑制性愈弱，则地层水敏损害愈大。
6.钻井液液相与地层流体的配伍性。钻井液液相与地层流体，若经化学作用产生沉淀或形成乳状液，都会堵塞油气层，其中水基钻井液滤液通常与地层水不配伍、能形成各类沉淀，是最常见的损害。
7.各种钻井液处理剂对油气层的损害。各类钻井液处理剂随钻井液滤液进入油气层都将会与油气层发生作用，尽管其作用类型、机理因处理剂种类和油气层组成结构不同而异，但大多数会对油气层产生不同程度的损害。
1.2 固井
固井作业中，在钻井液和水泥浆有效液柱压力与油气层孔隙压力之间产生的压差作用下，水泥浆通过井壁被破坏的泥饼而进入油气层，滤失到地层的氢氧化钙同地层内部的硅反应生成硅酸钙等化合物损害油气层；水泥微粒的入侵也会对油气层产生损害。一般认为，固井作业引起的地层损害的原因有以下几个方面：
1.环空封固质量不好，不同压力系统的油气水层相互干扰和窜流，从而造成有机垢、无机垢或乳化堵塞等损害。
2.水泥浆中固相颗粒引起的地层损害。水泥浆中固相颗粒直径较大，但粒径在5～30μm的仍占到15%左右，这些颗粒在压差作用下仍能进入油气层孔喉中，堵塞油气孔道。据资料报道，水泥浆颗粒侵入深度约为2cm，但如果固井发生井漏，则水泥浆中固相颗粒可能进入油气层深部，造成严重损害。
3.水泥浆滤液对地层的损害。根据现有的研究表明，水泥浆滤液对油气层的损害确实存在，但非常有限。因为水泥浆的失水是一次性的，其滤失量有限，其滤液虽有较高的pH值，但阳离子浓度也非常高，反过来抑制了粘土的膨胀和水化，有利于这些矿物的稳定。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
4.水泥浆滤液中无机盐结晶沉淀对地层的损害。
完井过程油气层损害
2.1 射孔完井
射孔对油气层的损害可归纳为以下几个主要方面：
1.成孔过程对产层的损害。
2.射孔参数不合理或油气层打开程度不完善损害油气层，导致附加压降增大，使油、气的产能下降。
3.射孔压差不当对油气层的损害。如正压差射孔的“压持效应”将促使已被射开的孔眼被射孔液中的固相颗粒、破碎岩屑、子弹残渣所堵塞；而过高的负压差易引起地层出砂问题。
4.射孔液对产层的损害。
2.2 防砂完井
油井出砂是砂岩油层开采过程中常见的问题。胶结疏松的砂岩油层中，松散的砂粒有可能随同油气一起流入井筒，砂粒会在井筒内逐渐堆积，阻碍油气流流入井筒甚至使油气井停产。下面介绍几种防砂措施以及可能造成的损害。
1.裸眼砾石充填完井：在砾石充填井中，尽管砾石充填层的渗透率值在理论上是相当高的（100～1000μm²），而实际上渗透率由于微粒的入侵只有理论值的几分之一。砾石充填层就像一个损害的表皮层。因此，低质量的砾石和不干净的砾石充填液是所有类型的砾石充填方式完井产生堵塞的根源。
2.射孔砾石充填完井：矿场应用表明，裸眼砾石充填完井的产量要比射穿砾石层的套管完井的产量高得多。在射孔砾石充填完井方式中，大的压力降消耗在长而细的射孔道内，较大的限制了油气产量。
3.筛网和预制砾石充填衬管完井：采用这种完井方式用来防砂，必须慎用，因为泥质固体、地层微粒和有机沉积物非常容易发生堵塞。
4.塑料胶结完井：该方法的不利因素在于入侵微粒卡在胶结处，降低渗透率。该技术的常见失败原因在于不能保证预处理液和胶结剂到达预定的部位。
5.羟基铝胶结完井：近年来该技术用来处理不太严重的出砂油层，其机理是在修井和增产措施中起稳定粘土的作用。但是，其稀释或作为后置液时可能形成沉淀。
6.蒸汽作业中的防砂：有关研究表明砾石充填砂和地层砂在高的pH值下的蒸汽中会很快溶解，结果导致防砂失败，近井带处砂粒移动。
2.3 试油
国内把从完井后至油气井正常投产为止所经历的各种工序总称为试油。具体包括射孔前工序、射孔、测试、解堵酸化等投产措施、系统试井等。这里主要介绍各工序配合不当对油气层的损害。具体表现在：
1.压井液性能不良对油气层损害严重；
2.频繁起下管柱，增加压井次数；
3.各工序配合不紧凑延长压井时间等方面。由此可见，不注意试油过程对油气层的损害，将会使钻井、完井过程所采取的保护油气层技术功亏一篑。
参考文献：
1.刘海明，叶红，邱良岱．防止井下作业污染环境的工艺技术河南石油． 2003.2
2.吕振华，成效华欠平衡钻井完井液技术的研究与应用油田化学，2001.3
3.段永刚，陈伟，熊友明．油气层损害定量分析和评价西南石油学院学报，2001.2
4.鞠斌山，伍增贵，邱晓凤．油层伤害问题的研究概况与进展西安石油学院学报（自 然科学版），2001.1.6
论文作者:齐志民,张宝
论文发表刊物:《基层建设》2019年第9期
论文发表时间:2019/7/4
标签：油气论文; 砾石论文; 地层论文; 水泥浆论文; 钻井液论文; 滤液论文; 水化论文; 《基层建设》2019年第9期论文;