与时俱进的储层保护技术

  [中国石化新闻网2022-04-27]油气开采是石油和天然气从地下赋存空间向井筒流动，并最终采出地面的过程。在钻井、完井和压裂等工程实施中，外来流体侵入、储层温压变化等诸多不利因素伴随而生，如果不能有效保护储层，储层伤害将导致油气流动能力大幅降低，严重影响油气井的产能。
  石油天然气工业在油气开发的百年历程中，逐渐认识了储层保护与油气井产能之间的相关性，形成了以预防为主，在正确识别、诊断伤害机理的基础上，有针对性地开展储层保护的工作方针，主要的工作思路是：不应该进入油气储层的工作液和外来液体，尽量使其不进入；不可避免要进入或必须进入的工作液和外来液体，应该是清洁、配伍、无固相、与地层水相近的；不仅要重视预防油气储层的单因素伤害，而且要综合考虑从钻井到采油的全流程中，各种地质工程因素引发的合并性、综合性伤害，并加以预防和控制。
  近年来，为最大限度提高油气井产能，国内石油行业针对中国常规油气藏的储层伤害机理，分门别类研究建立了相应的储层伤害评价和储层保护技术，有力支撑了油气开采：
  ——针对储层黏土含量高、敏感性黏土矿物比例大，油气开采施工造成黏土膨胀、分散运移等引发的“黏土病”，研制了从无机盐、有机季铵盐、阳离子聚合物到纳米聚硅等数百种黏土稳定剂，能够有效抑制黏土水化，防止膨胀，保护油气流动通道畅通。
  ——针对各种不配伍引发的“敏感病”，如储层矿物与工作流体中酸、碱和矿化度的不配伍，工作流体与地层流体的不配伍，储层孔隙结构、矿物成分和地层流体与温度压力变化的不配伍等，制定了油气储层敏感性评价、入井流体质量控制等标准规范，科学评价目标储层油气流动能力受敏感因素的影响程度，分门别类采取预防、控制和保护措施，有效降低了储层绝对渗透率的损失。
  ——针对各种采油气施工引发的“工程病”，如储层位置的“井漏-堵漏”“井喷-井涌-压井”、压裂后不能及时返排、不规范压井等，通过制定标准和规范，严格控制施工设计、施工准备、现场操作等各环节的质量，有效防止油气井产能的非正常损失。
  北美页岩革命掀起了非常规油气开发热潮，推动石油科技革命从常规向非常规的跨越。水平井体积压裂技术作为非常规油气开发核心技术，已在中国石化普遍应用。在已开展的水平井体积压裂改造中，单井注入数万立方米压裂液、近千立方米支撑剂已成为常态，给储层保护带来巨大挑战。
  当然，伴随油气开采，储层保护技术也在与时俱进。从常规向非常规的跨越中，首先是储层保护的工作对象和问题发生了变化。例如，水平井体积压裂改造已成为非常规油气完井的常规手段，使钻井储层保护从防止钻井液的近井地带伤害转为防止钻井液漏失对天然裂缝和储层深部渗透率造成不利影响。
  同时，由于非常规油气多采用天然能量开发方式。在油气井生命周期中，进入储层的外来流体以滑溜水压裂液为主，滑溜水压裂液成为储层保护研究的主要课题。
  资料显示，基于储层特征和成本考虑，美国使用的滑溜水压裂液除减阻剂和杀菌剂外，基本不添加其他药剂，主要依靠压裂液的体积规模获得高产。中国非常规油气储层与美国差别较大，直接照搬美国滑溜水压裂液模式并没有收到良好效果。通过技术攻关和现场试验，中国石化研制了页岩抑制剂、防水锁剂、高效减阻剂和复合增效剂等系列添加剂，形成了兼具经济性和储层保护、具有自主知识产权的滑溜水压裂液配方和添加剂体系，成功支撑了涪陵页岩气田、中江致密气田等非常规油气的勘探开发。
  （作者系石油勘探开发研究院专家）