射孔完井过程中油层伤害机理及防护方法
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[摘 要]射孔完井过程中油层伤害机理主要是射孔压实带和射孔液的伤害，为降低油层损害度，射孔完井过程中采用负压射孔和射孔保护液，以保证取得良好油层保护效果。
[关键词]伤害机理 射孔液 负压射孔 油层保护
中图分类号：TM301.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）24-0020-01
1、射孔液对油层伤害机理
射孔液是指射孔施工过程中采用的工作液，它也可以用于完井时的作业。射孔孔眼穿入油层一定深度，有时它的不利影响甚至比钻井液的影响更为严重。要保证最佳的射孔效果，必须筛选出适合于油气层及流体性质的优质钻井液。
为保证与油层岩石和流体配伍，防止射孔过程中和射孔后对油层的进一步伤害，满足射孔施工工艺要求，成本低，配置方便。
1.1 射孔液固相颗粒的伤害
采用有固相射孔液时，固相颗粒在正压差的作用下将进入射孔孔道或微裂隙而将孔眼堵塞甚至填满，较小的固相颗粒还会穿过孔壁而进入油层引起深部损害。
1.2 射孔液滤失造成的伤害
1.2.1 引起粘土矿物膨胀、剥落或运移
1.2.2 与油气层矿物或流体不配伍，产生化学沉淀或结垢
1.2.3 射孔液与油层中的原油生成粘性乳状液，增大油流阻力。
1.3 射孔液的速敏伤害
在正压差较大且油层渗透率较高时会导致射孔液的滤失速度增大，由于油层中固相颗粒或射孔液带入的外来固相颗粒在高滤失速度下可能产生颗粒间的强烈干扰并行成桥拱而堵塞孔喉，在速敏严重的油层，必须控制压差或提高射孔液粘度。
2、射孔大压差对油层伤害机理
2.1 微粒运移堵塞喉道
大压差能引起较大孔隙中液流的高速流动，这会使储层内胶结差的粘土、石英、长石等矿物脱离孔道壁，随着液流流动在孔隙喉道处形成桥塞，形成土锁。
这些徽粒在低速流时，能够逐渐排列成行，逐一通过孔喉。而在高速流动时随机分布的微粒移动迅速互相干扰，由于摩挤作用而发生桥堵。
2.2 压降大，围压剧增，微细孔和缝隙极易闭合
在打开油层瞬间如压降过大，造成孔隙压力迅速降低，其上覆盖岩层压力是固定的，孔隙压力的降低，使围岩（岩层压力与孔隙压力之差）剧增，对应力敏感性地层，微细孔和缝隙极易闭合，使渗透率急剧下降。
2.3 大压差会使疏松地层出砂坍塌
疏松储层在瞬时大压降的脉冲扰动下，易造成出砂坍塌。
射孔完井过程中采用选择合适负压射孔技术和优质射孔保护液，取得较好的油层保护效果。
（1）采用合适压差值负压射孔方式，防止射孔损害
负压射孔是指射孔时井底液柱压力低于储层压力条件下的射孔。其保护油层的原理是在负压射孔的瞬间，由于负压差的存在，使地层流体产生一个反向回流，冲洗射孔孔眼，清除孔眼中的碎屑堵塞及孔眼周围破裂压实带中的细微颗粒堵塞。
射孔造成的损害主要是正压差所形成的压实带表皮因子。足够的负压差值，不但能够形成完全清洁畅通的孔道，而且可以减轻射孔压实损害，同时也可避免射孔也对储层的伤害，从而提高完井产能。
负压值是负压射孔设计的关键，一方面要保证孔眼清洁、冲刷出孔眼周围的破碎压实带中的细小颗粒，满足这一要求的负压称为最小负压；另一方面，负压值又不能超过某个值，以免造成地层出砂、垮塌、套管挤毁、或封隔器失效和其他方面问题，对应这一临界值称为最大负压，合理的射孔负压值的选择应当及高于最小负压值，又不超过最大负压值。负压射孔时应选择合适的负压差值，以便最大程度的清洗炮眼，又不致于引起微粒运移、孔隙闷合、地层出砂等地层损害。
（2）选择优质射孔液，可以防止射孔损害
防止射孔对油层的损害，除采用油管传输负压射孔外，还应选用优质射孔液。射孔液必须与储层岩性相配伍，与地层流体相容，最好用干净的无固相清洁液，另外还要注意控制和清除固相，充分清洗井眼，尽量减少对射孔液的污染，在进行射孔时多采用无固相清洁的盐水射孔液和聚合物射孔液。
（1）无固相清洁盐水射孔液：聚合物射孔液、油基射孔液、酸基射孔液、乳化液射孔液
（2）无固相清洁盐水射孔液
由各种盐类及清洁淡水加入适当的添加剂配制而成。
2.2.1 保护油气层机理：
利用体系中各种无机盐及其矿化度匹配，液体中的无机盐改变了体系中的离子环境，降低了离子活性，减少了粘土的吸附能力。在滤液浸入油层后，油层中的粘土颗粒仍然保持稳定，不易发生膨胀运移，尽可能地避免油层中敏感性粘土矿物产生变化。
射孔液中无固相颗粒，不会发生外来固相侵入油层孔道的问题。
2.2.2 特点：成本低、配制方便，使用安全；对于裂缝性地层、渗透率较高且速敏效应严重的油层不宜使用。
（3）聚合物射孔液
主要应用于可能产生严重漏失（裂缝）或滤失（高渗透）以及射孔压差较大、速敏较严重的油层。它是在无固相盐水射孔液的基础上，根据需要添加不同性能的高分子聚合物配置而成。加聚合物的主要目的时调整流变特性和控制滤失量。聚合物类型和浓度的选择主要是根据滤失量和滤液损害率来确定，总的要求是滤失量小，对油层的伤害小。
（4）油基射孔液
采用原油或柴油加入一定量的添加剂作为射孔液；油基射孔液的滤液为油相，避免了油层的水敏作用。
（5）酸基射孔液
由醋酸或稀盐酸加入适合不同要求的添加剂配置而成。醋酸或稀盐酸本身具备一定的溶解岩石矿物或杂质的能力，可使射孔后孔眼中以及孔壁附近压实带物质得到一定的溶解，从而预防射孔后压实带渗透率降低及残留颗粒堵塞孔道。一般采用10%左右的醋酸溶液或5%左右的盐酸溶液对油层进行处理。另外，要注意防止酸与岩石或油层流体反应生成沉淀和堵塞和考虑设备和管线的防腐问题。
（6）乳化液射孔液
采用表面活性剂将水包油形成乳状液密度约0.89 g/cm3作为射孔液，耐温可达到160度不破乳，射孔后用轻质油，密度约0.78g/cm3替出投产。即射孔开始到投产过程不再使用水基射孔液与油层接触，以减少完井液伤害油层。
射孔完井的目的在于打开油层形成油气流动的通道，从而确保油井获得最大生产率，在射孔完井过程中由于完井液形成的液柱压力大于地层压力，完井液与地层岩性不配伍，会形成对油层的损害，从而降低了地层渗透率和油井生产能力。因此保护油气层，防止油层污染是保证增加油气储量和提高油气井产量的关键。
参考文献
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