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压裂作业中的油层保护技术压裂作业中的油气层损害

2022/07/15159 作者:佚名
导读:压裂作业中产生的油气层损害包括两个方面:压裂液与地层岩石和流体不配伍产生的对地层的损害;不良的压裂液添加剂、支撑剂对支撑裂缝导流能力的损害。 1.粘土矿物膨胀和颗粒运移引起的损害 粘土矿物与水基压裂液接触,立即膨胀,使得储、渗空间减小。松散粘附于孔道壁面的粘土颗粒与压裂液接触时分散、剥落、随压裂滤液进入油气层或沿裂缝运动,在孔喉处被卡住,形成桥堵,引起损害。使用以水为基液的压裂液时,水敏、速敏反应

压裂作业中产生的油气层损害包括两个方面:压裂液与地层岩石和流体不配伍产生的对地层的损害;不良的压裂液添加剂、支撑剂对支撑裂缝导流能力的损害。

1.粘土矿物膨胀和颗粒运移引起的损害

粘土矿物与水基压裂液接触,立即膨胀,使得储、渗空间减小。松散粘附于孔道壁面的粘土颗粒与压裂液接触时分散、剥落、随压裂滤液进入油气层或沿裂缝运动,在孔喉处被卡住,形成桥堵,引起损害。使用以水为基液的压裂液时,水敏、速敏反应是常常发生的损害方式。

2.机械杂质引起的堵塞损害

压裂过程中,机械杂质堵塞孔隙和裂缝通道,缩小储、渗空间,降低相对渗透率是重要的损害方式。机械杂质包括四个方面的来源:

(1)压裂液基液携带的不溶物;

(2)成胶物质携带的固相微粒;

(3)降滤失剂或支撑剂携带的固相微粒;

(4)油气层岩石因压裂液浸泡,冲刷作用而脱落下来的微粒。它们被统称为压裂残渣。大颗粒的残渣在岩石表面形成滤饼,可以降低压裂液的滤失,并阻止大颗粒继续流入油气层深部。而较小颗粒的残渣则穿过滤饼随压裂液进入油气层深部,堵塞孔喉及孔隙。缝壁上的残渣随压裂液的注入,沿支撑缝移动,压裂结束后,这些残渣返流,堵塞填砂裂缝,降低了裂缝的导流能力,严重时使填砂裂缝完全堵塞,致使压裂失败。

3.原油引起的乳化损害

原油与水基压裂液相遇,发生乳化损害。被压裂的油气层中的原油常含有天然乳化剂如胶质、沥青、蜡等,压裂时压裂液的流动具有搅拌作用,在油气层孔隙中形成油水乳化液。原油中的天然乳化剂附着在水滴上形成保护膜,使乳化液滴具有一定的稳定性。这些乳化液滴在毛管、喉道中产生贾敏效应,增加了流体流动阻力,液阻效应有时会叠加产生,有时会聚集造成更严重的液堵。

4.支撑裂缝导流能力的损害

一般,支撑剂要满足:(1)密度低;(2)粒径均匀;(3)强度高;(4)圆球度好。若支撑剂选择不当,必然造成损害。例如,支撑剂粒径分布过大,造成小颗粒支撑剂运移堵塞裂缝。若强度过高,例如,支撑剂的硬度大于岩石硬度时,支撑剂颗粒将嵌入到岩石中;反之若支撑剂强度过低,会被压碎,形成许多微粒、杂质,它们运移堵塞孔隙、缝隙,却不能支撑裂缝,造成裂缝失去导流能力。

压裂工艺本身还会带来“冷却效应”,油气层中的沥青、蜡等析出,形成有机垢,堵塞地层。水锁现象也相伴发生,这种损害与注水、采油等引起油气层温度降低、水锁等损害方式相同。

上述损害因素,前三者是被压裂的油气层岩性和流体所固有的客观因素,一旦压裂液进入油气层,就会诱发这些损害发生,而选择理想的支撑剂、优良的压裂液和添加剂,避免支撑剂层导流能力的损害,是可以人为控制的。

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