摘要：海上油田在進(jìn)行電磁流量計(jì)降壓增注過程中，由于儲(chǔ)層自身敏感性的原因，導(dǎo)致在注水過程中，影響解堵措施效果。通過儲(chǔ)層巖性成分分析和研究，發(fā)現(xiàn)滲透率發(fā)生變化的原因是不光外界因素造成的，還存在一些由于儲(chǔ)層本身的敏感性礦物成分較高，容易受外來低礦化度的流體的影響，造成敏感性礦物發(fā)生膨脹、運(yùn)移，從而造成儲(chǔ)層孔隙吼道的堵塞，導(dǎo)致注水壓力升高，而無法實(shí)現(xiàn)增產(chǎn)增注目的。目前通過砂巖酸化解堵技術(shù)和防膨工藝技術(shù)相結(jié)合，在低于巖石破裂壓力之下將解堵劑和防膨藥劑注入地層，從而解除黏土礦物膨脹，微粒運(yùn)移造成堵塞的問題，從而恢復(fù)儲(chǔ)層滲透率和解堵有效期，達(dá)到降壓增注的目的。
1 技術(shù)背景：
海上某油田含油構(gòu)造館陶組與明化鎮(zhèn)組地層為砂泥巖互層，儲(chǔ)層巖性以細(xì)砂巖、中細(xì)砂巖和含礫中粗砂巖為主。儲(chǔ)層膠結(jié)程度差，填隙物以泥質(zhì)為主。通過對(duì)此油田的巖屑X衍射分析結(jié)果表明黏土礦物為高嶺石、伊利石、蒙脫石、伊蒙混層和綠泥石。水敏性礦物蒙脫石相對(duì)含量高達(dá)98%，伊蒙混層相對(duì)含量為68%，在遇到低礦化度注入水時(shí)極易產(chǎn)生黏土膨脹、分散、運(yùn)移，使電磁流量計(jì)附近滲透率下降。同時(shí)伴隨著速敏性礦物高嶺石相對(duì)含量在89%，如果注水強(qiáng)度過大，同時(shí)黏土膨脹發(fā)生，都會(huì)造成地層中微粒脫落、運(yùn)移，使儲(chǔ)層滲透率下降，注水壓力升高，影響注水開發(fā)效果。
2 分析儲(chǔ)層傷害的主要原因
（1）在油藏的開發(fā)過程中，由于侵入地層的外來流體的化學(xué)成份和礦化度上都與地層水不一致，導(dǎo)致高含泥質(zhì)含量的儲(chǔ)層進(jìn)一步發(fā)生膨脹而造成儲(chǔ)層的滲透率下降。
（2）水敏損害程度與巖石中黏土礦物的種類和含量以及巖石的孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān)。水敏性最強(qiáng)的黏土礦物是蒙脫石，其次是伊/蒙混層；膨脹性黏土含量越高，水敏性損害越強(qiáng)；巖石平均喉道半徑越小，喉道迂曲度越大，則巖石的水敏性越強(qiáng)。
（3）海上油田的L120層位巖心進(jìn)行水敏性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)
L120的6-2和6-3巖心水敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，水敏指數(shù)分別為 99.43%和99.38%，儲(chǔ)層表現(xiàn)為極強(qiáng)水敏，由于實(shí)驗(yàn)均在測(cè)定完初始滲透率改換為1/2礦化度鹽水后，樣品的液測(cè)滲透率急劇下降，實(shí)驗(yàn)無法確定臨界礦化度，顯然臨界礦化度值遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于14565.8mg/L。因此在注水開發(fā)過程中必須考慮到水敏可能造成的儲(chǔ)層損害。
3 防膨機(jī)理及選擇 （1）目前國內(nèi)外所使用的防膨劑有許多種，其中包括：鹽類防膨劑、無機(jī)陽離子聚合物防膨劑、有機(jī)陽離子聚合物防膨劑，復(fù)合型的防膨劑等。儲(chǔ)層水敏性強(qiáng)弱取決于黏土礦物的結(jié)構(gòu)；
（2）從結(jié)構(gòu)分析：各種類型的黏土礦物以蒙脫石的水敏性最強(qiáng)，該黏土礦物是由簡(jiǎn)單的基本構(gòu)造單元疊加組成的層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽，2個(gè)基本構(gòu)造單元是硅氧四面體晶片和鋁氧八面體晶片，硅氧四面體和鋁氧八面體中都存在不同程度的低價(jià)陽離子取代高價(jià)陽離子，從而使這些晶片帶負(fù)電荷。為平衡這些負(fù)電荷，晶面處硅氧鍵或氫氧鍵的偶極吸引水分子，使黏土礦物層間的引力減弱，導(dǎo)致膨脹分散，這是儲(chǔ)層產(chǎn)生水敏性的本質(zhì)原因。根據(jù)黏土礦物的水敏機(jī)理，如果在注入水中添加一種防膨劑，使其成為帶正電離子的溶液，利用正電離子與黏土晶片表面負(fù)離子作用，結(jié)合成一個(gè)穩(wěn)定的體系，在黏土表面形成一個(gè)憎水面，隔離黏土晶面硅氧鍵或氫氧鍵的偶極對(duì)水分子的吸引，從而起到防止黏土水化膨脹作用；其次利用這種溶液在水化的黏土體系中產(chǎn)生離子間排斥和聚合凝縮作用，使黏土礦物在這種分子間力作用下聚結(jié)，起到防止黏土分散運(yùn)移的作用。
（3）防膨劑的優(yōu)選的依據(jù)：在通過對(duì)防膨劑的篩選最終在海上油田選擇使用一種復(fù)合型的防膨劑，其中包括：聚合物陽離子+無機(jī)鹽+表面活性劑復(fù)合型防膨劑，它的基本機(jī)理是一聚合物中含有陽離子和羥基的高分子化合物，以碳一為碳鏈主鏈，小枝鍵含有陽離子和羥基，強(qiáng)烈吸附在黏土顆粒表面，并有較長的分子鏈，將黏土顆粒粘連，具有防止黏土水化膨脹和黏土橋接作用。
（4）室內(nèi)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果：該防膨劑不但可抑制黏土膨脹，而且還抑制黏土顆粒運(yùn)移，動(dòng)態(tài)驅(qū)替巖芯滲透率可恢復(fù)10%左右，降低注入壓力。防膨劑對(duì)鋼材腐蝕速率為0.0737mm/a（2%加量），低于規(guī)定的注入水腐蝕速率上限（<0.076mm/a），且防膨注入是短期的過程，因此不會(huì)對(duì)注入管柱和設(shè)備造成破壞性腐蝕。
4 防膨工藝施工流程
①關(guān)閉注水流程；②連接高壓擠注管線；③擠注管線通水試壓；④擠注解堵藥劑和防膨藥劑；⑤關(guān)井反應(yīng)；⑥恢復(fù)配注。
5 現(xiàn)場(chǎng)施工應(yīng)用情況
1）在海上油田進(jìn)行對(duì)過5口井進(jìn)行防膨措施：
6 結(jié)束語
（1）對(duì)于砂巖儲(chǔ)層，若在鉆井、完井過程中受到嚴(yán)重傷害，表現(xiàn)電磁流量計(jì)注入壓力過高，采用前期酸化解堵處理，后續(xù)直接進(jìn)行增壓注水作業(yè)時(shí)，由于解堵處理后的儲(chǔ)層有新黏土礦物重新暴露在外，直接恢復(fù)注水后，與注入水重新發(fā)生膨脹，并通過高強(qiáng)度注水重新沖刷后，形成新的堵塞，通過后續(xù)注入防膨體系后，對(duì)新的儲(chǔ)層起到一定的保護(hù)黏土膨脹、微利運(yùn)移的措施，對(duì)后續(xù)注水有效期周期延長。通過后續(xù)的防膨作業(yè)，對(duì)電磁流量計(jì)解堵次數(shù)上有效的控制，一方面可提高注入量，回復(fù)滲透率，其次提高油井采收率。
（2）在對(duì)于電磁流量計(jì)注水能力低，注入困難的井，優(yōu)先考慮進(jìn)行解堵措施，在解堵措施后再進(jìn)行防膨措施，可先進(jìn)行由于水質(zhì)的原因造成的結(jié)垢的堵塞時(shí)，可先進(jìn)行解堵措施，再進(jìn)行防膨，從而提高防膨的效果。
（3）對(duì)于速敏性嚴(yán)重的儲(chǔ)層，應(yīng)該考慮合適的注水速度和防膨劑的濃度來抑制黏土發(fā)生微粒運(yùn)移而造成的堵塞等。
（4）措施后悶井反應(yīng)是對(duì)工藝效果有所幫助，當(dāng)黏土穩(wěn)定劑接觸儲(chǔ)層后，通過吸收和置換的方式與黏土結(jié)合，因此提供有效的反應(yīng)時(shí)間，來確保防膨效果。