低渗气藏伤害机理研究

赖 燕，苏河套，王 娜，王 轩，秦海宇，徐 龙

（ 1.西安石油大学，陕西西安 710065；2.中国石油长庆油田分公司第二采气厂，陕西榆林 719000）

为缓解能源危机及环境问题， 天然气在世界能源结构中的比重越来越大。 目前我国的天然气资源以低渗储层为主，我国的鄂尔多斯盆地、塔里木盆地以及四川盆地拥有丰富的天然气资源，均以低渗储层为主。由于低渗储层低孔低渗的特点， 在开采开发的过程中由于外来流体的侵入（ 如钻井液、压裂液等），极易改变储层的渗流通道，造成储层伤害。本文以压裂液对低渗气藏的伤害为例对低渗气藏储层的潜在伤害进行了研究，并分别分析其伤害机理，从而预防低渗储层的伤害指导低渗气藏的开采开发，提高天然气的产量[3]。

1 低渗气藏伤害实验

分别采用不含残渣的压裂液基液与未经过处理的压裂液破胶液对岩心进行伤害实验研究分析。

1.1 压裂液基液伤害实验

1.1.1 实验岩心及流体 实验岩心取自X 区低渗气藏，孔隙度分布在7.2 %～9.1 %，渗透率分布在2.21 mD～3.45 mD；实验流体采用胍胶压裂液和清洁压裂液。性质（ 见表1）。

1.1.2 实验步骤 （ 1）岩心烘干后，测定干重，然后进行气测渗透率的测定K1；（ 2） 抽真空后采用模拟地层水饱和，计算岩心的孔隙度；（ 3）将压裂液过滤，使其不含残渣，制成基液；（ 4）沿岩心正向端，用压裂液基液驱替5 PV；（ 5） 采用氮气沿岩心正向端驱替至岩心无液体产出，计算岩心渗透率K2；（ 6）计算伤害率，公式为η=（ K1- K2）×100/K1。

表1 实验所用压裂液

1.1.3 实验结果

表2 压裂液基液伤害结果对比

图1 压裂液基液伤害结果对比图

通过对同一岩心进行压裂液基液伤害， 结果表明（ 见表2、图1），胍胶压裂液基液与清洁压裂液基液对同一岩心的伤害基本一致。 对于不同渗透率大小的岩心，随着渗透率的减小，基液对储层的伤害增加。 引起压裂液基液伤害的主要因素为水锁伤害。 水锁伤害主要是由气井作业过程中水相侵入储层使天然气在地层中流动产生一个附加的流动阻力，影响天然气的产出。渗透率越小的储层，水锁伤害越严重[4-6]。

1.2 压裂液破胶液伤害实验

实验岩心取自X 区低渗气藏，孔隙度分布在8.2 %～9.7 %，渗透率分布在3.67 mD～4.54 mD。

1.2.1 实验步骤 （ 1）岩心烘干后，测定干重，然后进行气测渗透率的测定K1；（ 2） 抽真空后采用模拟地层水饱和，计算岩心的孔隙度；（ 3）沿岩心正向端，用压裂液破胶液驱替5 PV；（ 4） 采用氮气沿岩心正向端驱替至岩心无液体产出，计算岩心渗透率K2；（ 5）计算伤害率，公式为η=（ K1- K2）×100/K1。

1.2.2 实验结果

表3 压裂液破胶液伤害结果对比

图2 压裂液破胶液伤害结果对比图

压裂液破胶液伤害结果表明（ 见表3、图2），含有残渣的压裂液破胶液对储层的伤害较压裂液基液的伤害增加。 含有少量残渣的清洁压裂液破胶液其相对于压裂液基液的伤害增加较少， 增加了1.6 %～2.5 %；而含有残渣量较大的胍胶压裂液破胶液相对于其基液伤害率增加要大的多，增加了10.7 %～12.1 %。可以看出，残渣在一定程度上增加储层的伤害。 其主要是由固相颗粒堵塞，减小储层的渗流造成的，但相对于压裂液基液的伤害，残渣造成的伤害要小的多。

2 水锁伤害解除

造成低渗储层水锁伤害的主要原因是附加的毛管阻力， 从降低附加阻力的方向出发来解除低渗气藏的水锁伤害。目前采用的主要方法是，注入表面活性剂降低气液界面张力，改变储层润湿性；注入醇类降低气液界面张力；对地层进行热处理，使液相水蒸发为气相降低水锁伤害；注入氮气、二氧化碳等干气降低储层的水锁伤害[1，7，8]。

3 结论

（ 1）低渗储层的伤害以水锁伤害为主，固相残渣对储层也会造成一定的伤害，但相对于水锁伤害较小。在本文由水锁对储层造成的伤害分布在35.1 %～44.5 %，而由残渣造成的伤害仅分布在1.6 %～12.1 %。

（ 2）可以采用下面几种方法消除水锁伤害，注入表面活性剂降低气液界面张力，改变储层润湿性；注入醇类降低气液界面张力；对地层进行热处理，使液相水蒸发为气相降低水锁伤害；注入氮气、二氧化碳等干气降低储层的水锁伤害。

［ 1］ 徐凌.PW 低渗气藏解除水锁技术研究［ D］.西南石油大学，2014.

［ 2］ 王宪刚.苏六井区低渗砂岩气藏水锁伤害机理及防治办法研究［ D］.西安石油大学，2010.

［ 3］ 白方林.苏6 井区气藏伤害因素分析及降低水锁伤害方法研究［ D］.西安石油大学，2011.

［ 4］ 联翩.低渗透气藏水锁伤害的预防技术研究［ D］.西南石油大学，2012.

［ 5］ 张力. 雅克拉-大涝坝凝析气藏液锁伤害机理及防治技术研究［ D］.西南石油大学，2014.

［ 6］ 游利军. 致密砂岩气层水相圈闭损害机理及应用研究［ D］.西南石油学院，2004.

［ 7］ 魏茂伟，薛玉志，李公让，蓝强，张敬辉.水锁解除技术研究进展［ J］.钻井液与完井液，2009，（ 6）：65-68+96-97.

［ 8］ 熊昕东，王世泽，张国东，赵金洲，汤勇.新场气田上沙溪庙气藏水锁效应研究［ J］.钻采工艺，2007，（ 4）：95-97+3.