油层污染识别方法浅谈

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【摘 要】 在油层被钻开之前，处于原始状态，油气藏岩石及其矿物组分和其中所含流体基本上处于“一种物理―化学”和热动力平衡状态，在钻井、完井、射孔、采油、增产和修井等作业中，都可能破坏这种平衡状态，或改善地层，或损坏地层，造成地层污染，本文介绍了造成油层污染的机理及识别方法。

【关键词】 油层 污染 识别方法

1 油层污染的机理

储层本身含有较多的粘土矿物，尤其是易吸水膨胀、水敏性强的粘土，储层岩石在泥浆滤液浸泡下粘土膨胀，堵塞孔隙引起渗透率下降。泥浆中本身含有有害颗粒、水泥微粒，本身颗粒脱落。堵塞孔喉。泥浆滤液与地层流体不配伍，在生产过程中，温度、压力引起化学反应，形成沉淀物或乳化物，引起储层物性下降。对于工程事故，使储层不正常，或浸泡时间过长，造成地层损害。在生产过程中，采取某些增产措施，造成油层污染。

2 评价油层污染的基本参数

目前评价油层污染的基本参数有以下几种：堵塞比（DR），是油层污染前后渗透率的比值；表皮系数（S），表示受污染油气层渗透率的降低总和，它反映油层的污染程度；污阻系数（DF），是污染区附加压降与生产压差之比；侵入深度（Di），定量描述油层污染程度的关键参数，可采用在不同探测半径所求的含油饱和度变化关系及横向测井图版拟合法求出。

3 判别方法

3.1 长庆马岭地区采用数理统计方法求取表皮系数

S=60.04-1.27H+0.411POR-1.302S0+0.0883SP+0.74μ-0.0097Tp+0.16Ps-0.048RLLD+26.319RW

S：表皮系数 μ：泥浆粘度，厘泊

H：地层深度，m Tp：地层浸泡时间，d

POR：孔隙度，% Ps：地面压力，1.01325×105P

S0：含油饱和度.% RLLD：深感应电阻率（ohmm）

SP：自然电位.mv RW：地层水电阻率（ohmm）

3.2 在不同探测深度处求出含油饱和度的变化关系，据此确定侵入深度

一般情况下：1m或0.45 m梯度电极系反映侵入带的电阻率，0.8m感应测井反映原状地层的电阻率。由于泥浆滤液冲洗地层，造成不同径向深度处孔隙流体的不同饱和度分布，即含油饱和度的不同，因此从侵入带到原状地层，油层含油饱和度是渐变的。径向侵入深度由小到大变化，含油饱和度也由小到大相应变化，直至接近或等于原状地层的含油饱和度。

结合电阻率侵入深度图版，采用抛物线拟合法，求得侵入深度为：

当SORM≥0.75 SO时

D=[（0.75 SORM-SOR）/（SORM-SOR）]2.Rct

当SORM

D=[（0.75 SO-SORM）/（SO-SORM）]2.（RcD-Rct）

式中SO：感应测井求得含油饱和度；

SORM：1m（0.5Ω）梯度电极系求出的含油饱和度；

SOR：剩余油饱和度

RcD：0.8m深感应测井电阻率

Rct：1m梯度电极系电阻率

3.3 其他测井方法

井径测井：在钻井过程中，由于地层受泥浆冲洗、浸泡以及钻具冲击等原因造成井径与钻头尺寸不同。利用井径测井测得井眼受破坏程度。

井温测井：确定泥浆侵入带，寻找泥浆漏失层。

3.4 注入水污染的岩心分析法

用天然岩心研究注水对油层污染程度是一种比较直观的方法。首先将试验用水杀菌，并用孔径0.45μm的滤膜过滤，可排除水中悬浮物对岩心端面的堵塞。在此情况下，注入与油层水相配伍的水，可以定量测定岩心中粘土矿物的水化膨胀和迁移对油层的污染程度。若两种水混相时产生化学沉淀，可先注入配伍性好的模拟水，再注入地层水使岩心中的水性恢复原状，最后注入不配伍的水，这样可以定量测定化学沉淀对渗透率的影响程度。岩心的CEC值能反映岩心中蒙脱石类粘土矿物的含量和取代量，因此与岩心的水化膨胀性紧密相关，CEC值测定与水测渗透率试验结合，可对油藏的水化膨胀性作出定量判断。

3.5 岩心分析评价钻井液污染

钻井液损害是油层污染的重要原因之一。首先进行储层敏感性评价，然后在室内进行岩心综合分析，选择最佳的钻井液配方。这是目前国内外普遍使用的方法。

3.6 一种定量计算侵入地层滤液量及确定地层污染来源的新方法

利用试油排液中某些离子含量变化的趋势来计算侵入地层中滤液数量的方法，并通过化学分析对比，确定地层中滤液类型，明确污染来源。该方法机理为：由于各种与地层接触到的流体体系都有自己特定的化学成分。通过分析对比这些流体化学成分和试油返排液的化学成分，很容易确定地层污染的主要来源，具体做法是：（1）分析接触地层的各种流体化学成分，确定其离子含量。（2）分析试油返排液化学成分及离子含量。（3）对比钻井液、压井液、固井液等流体离子含量与试油返排液离子含量，分析其相关性。（4）由对比结果，确认与试油返排液相关性大的流体体系，确定地层污染的主要来源。该方法目前在胜利油田使用。

3.7 毛细管压力技术评价钻井液污染

适用于一个区块的分析，将试验岩心通过不同类型的钻井液滤液饱和之后，用煤油作驱替夜，在高速离心机上，使被驱替液离出岩塞，根据取得的数据计算出毛细管压力值，再利用毛细管压力与相对渗透率、有效渗透率的关系对岩心污染程度进行定量描述。一般规律是，入孔压力大，束缚水饱和度高，驱油效率低，则污染程度严重。

3.8 利用矿场测试资料评定油层污染

对已经完井的油层实际发生的污染状况评价，如：判断完钻井的污染程度、估算油井产能、制定开发方案和提出补救措施等。

3.8.1 压力恢复测试解释法

在钻井过程中进行中途测试，判断钻井过程中的污染程度。完井后在各个时期进行MFE地层测试，分别判断各个时期的污染程度。在油井生产过程中进行压力恢复测试，进行双对数及半对数拟合分析，可以求得在生产过程中的综合表皮系数、堵塞比等参数，进行综合分析评价。

3.8.2 测井资料解释法

主要利用密度测井中的光电吸附指数值来反映高原子序数物质的多少，以判断污染。按照公式Pe=K2Z3.6（式中，Pe为光电吸附指数，Z为原子序数， K2为仪器系数）， Pe受Z值的控制，高Z值的元素对其有很强的敏感性，造岩矿物中元素的Z值一般在二、三十左右，而钻井泥浆中重晶石等含钡一类的Z值达56以上，这类物质进入地层后，测井时Pe明显增大，而造成的污染也较严重。一般认为：变粒岩、混合岩Pe在2―3之间污染轻微，4以上污染严重。

3.8.3 油井产能计算解释法

美国岩心公司有一套节点分析程序，SAM。该软件，应用节点分析原理，计算表皮系数。这种方法根据取得的油藏基本参数（渗透率、孔隙度、泄油半径、地层有效厚度及高压物性参数），计算油井理论产能，并与油井实际产能比较，这种计算出来的数值要与中途测试资料结合，综合分析判断。

4 结语

（1）随着油气田开发的不断深入，油藏压力递减，含水上升，各种增产作业相继实施，对油层影响日益明显，有必要明确各类措施对油层的影响情况及影响程度。

（2）各类测试技术的发展，计算机水平的提高，结合理论水平的提升，提高了获取油层污染评价参数的技术水平及分析水平。

（3）在实际工作中，各种油层污染评价方法应相互结合，并与油藏实际开况综合考虑，以便给出准确结论。

参考文献：

[1]刘能强.实用现代试井解释方法.石油工业书版社，2005年7月，第四版.

[2]李巨峰，操卫平，冯玉军等.含油污泥处理技术与发展方向[J].石油规划设计，16（5）：30～33.

[3]姜勇，赵朝成，赵东.含油污泥来源与处理方法综述.油气田环境保护，2006，1～5.