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新北油田油氣層損害因素及應對措施

文檔作者：茍磊閆鵬文檔來源：中石化勝利油田分公司海洋采油廠		點擊數：	更新時間： 2025年09月26日
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上一篇：新疆油田修井作業工藝技術措施探討

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理論 · 實踐
220 | 2015年05月
新北油田油氣層損害因素及應對措施
茍磊 閆鵬( 中石化勝利油田分公司海洋采油廠， 山東 東營 257237)
摘要：本文根據油田儲層特點，從優化解堵技術和油層保護兩個方面入手，針對儲層傷害問題提出了一些措施，增產增注效果顯著。
關鍵詞：新北油田；油氣層損害；處理對策；油氣層保護新北油田；油氣層損害；處理對策；油氣層保護
0 引言
新北油田位于山東省東營市墾利縣境內，黃河入海口處
的灘涂地帶及0 ～10m 水深極淺海水域，北、東、南三面環海，
西臨孤東、紅柳油田。構造上新灘地區位于墾東凸起之上，四周
為凹陷所包圍。其北面為樁東凹陷，東為萊洲灣凹陷，南為青東
凹陷，西為富林洼陷。
油藏地層自下而上依次為中生界、下第三系沙河街組、東
營組、上第三系館陶組、明化鎮組及第四系平原組。下第三系地
層自北向南逐漸向墾東凸起超覆，上第三系超覆、披覆于下第
三系之上。本區含油氣層系為明化鎮組和館上段，其中館上段
為本區主要的含油氣層系。巖性為灰色、灰白色粉砂巖、細砂巖
與深灰色泥巖互層沉積。
該區館上段油層發育是在構造背景上受巖性控制的油
藏，縱向上具有多套油氣水系統，儲層為曲流河沉積的高孔高
滲疏松砂巖，原油性質較好，油藏為正常溫度壓力系統，油藏類
型為高孔高滲、常溫常壓、巖性- 構造層狀油藏。
圖1 新北油田構造位置圖
1 儲層傷害原因分析
目前新北油田投入開發的含油層系就是館陶組，生產過
程中因地層或井筒堵塞，水井吸水能力降低，油井產液能力降
低、甚至供液不足欠載停機的情況時有發生，造成堵塞的原因
較多，主要有以下幾個方面。
1.1 粘土礦物
館陶組為泥質膠結，砂巖中填隙物以粘土雜基為主，含少
量碳酸鹽膠結物，而泥巖中的粘土礦物則是以蒙脫石、高嶺石
伊利石為主。粘土礦物中的蒙脫石、伊利石具有較高的親水性、
膨脹性，在儲層中產生的傷害以膨脹為主，并且在高速流體中
可以產生微粒遷移。由于粘土礦物中的蒙脫石、伊利石含量較
高，儲層敏感性首先體現為水敏和速敏。
由墾東342、344、48 井13 塊樣品的全巖、粘土礦物分析報
告，粘土礦物相對含量分布范圍5.8 ～14.25%，平均為10.8%，
粘土礦物組分中以伊/ 蒙間層為主，平均含量60.4%，伊蒙間層
比為69.6%，其次為高嶺石、伊利石、綠泥石，平均含量分別為
29%、5.7%、4.9%，由此可判斷墾東區塊各種類型堵塞是由于
粘土礦物膨脹導致。見表1。
1.2 生產壓差不合理
生產壓差= 地層壓力- 動液面至油層中部液段產生的壓
力。對地層疏松油層，容易出砂，壓差不能過大。而新北油田儲
層就是高孔高滲疏松砂巖，由于平臺的使用壽命有限，擴大生
產壓差有利于增加產液量，但最關鍵的是壓差到多大不破壞骨
架砂；生產壓差過大還可能造成底水錐進或邊水不均衡推進；
另還要考慮到防止由于應力敏感性對儲層造成的傷害，所以必
須制定合理的生產壓差。
1.3 油井結垢
垢是水溶性化學劑，它從改變條件的溶劑或與不配伍的水
混合而析出。油田最常見的垢是碳酸鈣( 鎂) 垢、硫酸鈣( 鎂) 垢，
硫酸鋇和硫酸鍶垢也是油田中危害最大的。水中難溶物的離子
的總量超過了一定的限度，是結垢的直接原因。現新北地區注
入水水質不合格也是導致油井頻頻結垢的一大原因。
垢能存在于油管、孔眼和地層中。它造成地層孔滲性變
差，在近井地層、濾砂管、泵吸入口堵塞，造成產液量下降，油井
供液不足甚至欠載停機；在離心泵葉輪附著，導致電泵負載增
大，嚴重時造成電流過高而擊穿電纜，短路停機。而對于水井的
影響主要是導致滲透油層吸水能力變差，堵塞防砂管柱，達不
到配注要求，影響對應層位水驅開發效果。
1.4 入井工作液
一方面不合格工作液中懸浮物進入油層造成主力油層產
能下降。由于主力油層滲透率高、孔喉大，懸浮物優先進入，且
侵入較深，因此主力油層傷害越嚴重，越容易造成深部堵塞。另
一方面與粘土礦物反應引起水敏傷害。作業發現，入井漏失量
小，作業周期短，一般作業效果好；漏失量大作業周期長，作業
效果往往較差，部分因漏失嚴重，作業后達不到地質設計產能。
圖2 為入井液固相顆粒粒徑對儲層滲透率的影響。
由于海水腐蝕性強，入井管柱容易銹蝕，造成客觀上管柱
維護困難，特別是老井防砂施工都是用舊油管，反復循環使用，
疏于維護保養，管柱內壁鐵銹較多，鐵銹等雜質隨壓井液擠入
地層深部，往往也會造成嚴重堵塞。
1.5 油層出砂
墾東區塊儲層埋藏淺，巖石成巖作用弱，砂巖主要為細中
粒巖屑長石砂巖，膠結疏松。油井出砂就是膠結物和巖石破碎
2015年05月 | 221
表1 粘土礦物敏感性統計表
敏感性礦物潛在敏感性敏感性程度產生敏感性的條件抑制敏感性的辦法
蒙脫石
水敏性 速敏性
酸敏性
3
2
2
淡水系統、較高速酸化作業
高鹽度流體、防膨
劑 酸處理酸敏抑制劑
伊利石
速敏性 微孔隙堵塞
酸敏(K2SiF2↓)
2
2
1
高流速 淡水系統 HF酸化
低流速 高鹽度流體、
防膨劑酸敏抑制劑
高嶺石速敏性 酸敏 Al(OH)3↓)
3
2
高流速，高pH值及高
瞬變壓力酸化作業
微粒穩定劑低流速、低瞬
變壓力酸敏抑制劑
綠泥石
酸敏(Fe(OH)3↓)酸
敏(MgF6↓)
3
2
富氧系統， 酸化后高
pH值 HF酸化
除氧劑 酸敏抑制劑
混層粘土水敏性 速敏性 酸敏性
2
2
1
淡水系統 高流速酸化作業
高鹽度流體、防膨
劑 低流 酸敏抑制劑
含鐵礦物(鐵方解石、鐵白
云石、黃鐵礦、菱鐵礦)
酸敏(Fe(OH)3↓)硫化物
沉淀 酸敏(Fe(OH)3↓)
2
1
高Ph值， 富氧系統流體含Ca2+、
Sr2+、Ba2+高pH值，富氧系統
酸敏抑制劑、除氧劑 除垢
劑 酸敏抑制劑、除氧劑
方解石 (白云石) 酸敏(CaF2↓) 2 HF酸化HCl預沖洗 酸敏抑制劑
沸石類酸敏(CaF2↓) 1 HF酸化酸敏抑制劑
鈣長石酸敏1 HF酸化酸敏抑制劑
非膠結的石英、長石微粒速敏2 高流速 高的瞬變壓力低流速 低的瞬變壓力
0
5
1 0
1 5
2 0
2 5
3 0
3 5
40
1 0 2 0 3 0 40 50 60 70 80
注入孔隙體積倍數（P v）
滲透率損害率（%）
5mg/L
8mg/L
1 0 m g / L
1 2 m g / L
1 5 m g / L
圖2 入井液固相顆粒粒徑對儲層滲透率影響
的結果。膠結物和巖石破碎對地層是來說是一種破壞作用，粘
土中的顆粒就會以更松散的形式充填于巖石的孔道之中，這些
微小的固相顆粒可以被流體攜帶在孔道中運移，并在狹窄的喉
道處被攔截堆積，堵塞流體流動通道，使油氣藏巖石的滲透率
明顯降低。而油氣層出砂除了地層的傷害外，對油井的正常生
產也具有很大的危害：(1) 降低了產量；(2) 造成停產；(3) 油氣
井損壞；(4) 磨蝕設備。KD481B-7 井2009 年就因出砂嚴重，
導致電泵泵卡躺井，濾砂管、近井地帶堵塞，使油井無法正常
生產，兩次對其作業施工和一次酸化解堵。圖3 為油層出砂對
KD481B-7 井的影響。
圖3 油層出砂對KD481B-7井油嘴的影響
2 損害儲層處理對策
2.1 微粒和粘土
運移微粒的處理可以通過防止( 使用一種粘土控制程序)
或清除的辦法完成。帶有氟硼酸的深部酸化體系對于砂巖儲層
清除微粒破壞具有好的可行性，并對加速粘土穩定性具有潛在
功效。在碳酸鹽地層中，HCl 系統通常被用來消除微粒傷害。
膨脹粘土的控制，通常使用有機防膨劑或無機鹽；膨脹粘
土的清除通常采用HF 或氟硼酸完成。對地層深部粘土膨脹的
問題，通常最好的處理方法使用裂縫來穿透污染帶。
2.2 易出砂井油氣層處理對策
對于存在嚴重出砂問題的油井，采取地層壓裂+ 礫石充
填防砂工藝，通過油層深層壓裂，拓寬油流通道，改造地層。對
于既存在污染又存在出砂問題的油井，但由于油層距離水層較
近，同時地層滲透率相對較高，采取地層高壓充填防砂工藝，改
造地層；對于僅存在污染，而且較為嚴重的油井，采取“復合
解堵”工藝技術，解除地層污染堵塞，恢復供液能力，實現油井
連續生產。
2.3 生物酶解堵
主要成分是酶、穩定劑，其主要作用是將含有碳氫化合物
( 油) 堵塞物從固體表面分離下來，現場一般用10% 生物酶+ 適
量活性柴油加熱到60 ～70℃使用，主要是解除瀝青質類有機
堵塞。生物酶只溶于水不溶于油，能夠改變油層巖石的潤濕狀
態，降低潤濕角，使巖石從親油性改變為親水性，使有機堵塞物
從巖石表面脫落下來。
2.4 酸化解堵
酸化是解除井壁和油層垢類無機堵塞物、溶蝕砂巖膠結
物、擴大油氣通道，提高油氣滲透率的有效手段。由于油田膠結
疏松，為了防止酸化后大量出砂和底層坍塌，一般不利用土酸
酸化，而利用低傷害復合緩速酸。復合緩速酸主要成分是鹽酸、
氫氟酸、氟化銨、緩蝕劑、防膨劑、助排劑、酸化互容劑、鐵離子
穩定劑。鹽酸與鈣鎂礦物反應，解除垢類堵塞物，HF 與粘土礦
物反應，解除粘土類堵塞。
2.5 分層解堵工藝
油田砂層多，層間差異性大，采用籠統解堵工藝，解堵液總
是優先進入高滲透層，低產油油層、堵塞層難受益，難以達到理
理論 · 實踐
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想的解堵效果。因此開發了套管分層和濾砂管內分層解堵工藝
管柱，解決了層間差異較大的困難，提高了解堵效果。
2.6 現場應用效果
典型案例34A-7 井于2005 年10 月9 日投產，生產層位
Ng21，初期油壓5.7MPa，日產油量86.1t，日產氣量3440m3。
2009 年6 月KD34A-7 檢換電泵，拔濾、防砂作業，起出電泵機
組，檢查電纜及電機無絕緣，電機及電泵盤軸較靈活，保護器放
油發黑，單流閥上方有少量油泥。
自2011 年2 月中旬開始，該井油壓出現緩慢下降趨勢，至4
月底，油壓由3.3MPa 下降到1.4MPa，減少1.9MPa，計量日液
由70.2 噸下降到21.8 噸，含水由34.9% 逐漸上升至55.3%，導
致日油由46 噸下降到10 噸，現場檢查油嘴正常。
2011 年5 月2 日，對該井進行酸化解堵，累計打入硝酸15
方，頂替液10 方，解堵開井后油壓、毛管壓力呈緩慢下降的趨
勢。解堵取得了良好的效果。
表2 解堵前后油井資料對比表
對比
油壓
(MPa)
井溫
(℃)
電流
(A)
日液
(t)
日氣
(m3)
含水
(%)
日油
(t)
毛管
(Psi)
解堵前1.3 37 25 21.8 321 55.3 10.0 1014
解堵后3.9 46 35 69.0 970 56.7 29.9 874
對比2.6 9 10 47.2 649 1.4 19.9 -140
3 油層保護技術
油氣保護是有效開發油氣層，實現油井高產的關鍵，近年
來油氣層保護越來越受到重視，把油氣層保護作為系統工程來
抓。通過加強節點控制和鉆井、作業全過程管理，在鉆井、完井、
作業取得了很大進展，形成了鉆采一體化有層保護新理念。
3.1 加強鉆井、作業施工過程控制
鉆井、完井、試油等油井作業過程中，固相/ 濾液進入儲層
發生作用，任何不適當工藝會引起有效滲透率降低，損害儲層，
并且許多傷害是不可逆的，因此要將其作為系統工程來做，樹
立以保護為主，解除為輔的理念，重視鉆井、作業每個環節管理
和控制。
3.2 入井工作液優化
由于主力油層滲透率高、孔喉大，懸浮物優先進入，且侵入
較深，因此主力油層傷害越嚴重，越容易造成深部堵塞。所以必
須優化入井工作液，選擇與地層配伍性好的液體作為作業入井
液。解堵的時候也要注意油層的保護，否則將達不到施工設計
的要求。
3.3 控制合理的生產壓差
由于新北油田地層屬疏松油層，容易出砂，壓差不能過
大。為了不破壞骨架砂、不造成底水錐進或邊水不均衡推進；
防止由于應力敏感性對儲層造成的傷害，必須制定合理的生產
壓差，減小對油氣層的傷害，同時也減小油氣層出砂的可能。
3.4 高速水充填防砂
充填防砂是在濾砂管和套管之間充填陶粒和人造砂，形成
人工高滲透帶阻隔地層砂進入井筒的工藝。與擠壓充填相比，充
填防砂是以水做為攜砂液，水選用配伍型號水源井過濾水，不用
高分子交聯劑，避免了擠壓充填壓裂液進入地層造成污染的缺
點，此外還具有地層漏失量較小，施工簡單，費用低的優點。現場
應用表明充填防砂是實現油層保護的一種有效防砂手段。
3.5 縮短油層浸泡時間
油層打開以后，鉆井液、壓井液以及各種入井工作液與油
層接觸的時間越長，污染半徑就越大，因此在施工前做好各種
施工準備，優化作業方案，以便以最短的時間完成設計的作業，
縮短各種工作液對油層的浸泡時間，確保油層的保護質量。
如KD481B-4 井于2007 年9 月23 日投產，初期油壓5.8
MPa，套壓6.31MPa，回壓1.34MPa，日液54.8 噸，測氣27318
方/ 天，含水2%。毛管壓力1050Psi，該井采用電潛泵生產。
2010 年1 月4 日開電泵生產。之后油壓緩慢下降，由3.0 下
降到目前的1.5，套壓由3.1 下降到目前的2.1，日液由50 噸下
降到目前的21 噸，日氣由38000 方下降到目前的13000 方，含
水由28% 上升至目前的41%，氣油比由1075 下降到目前的890，
毛管壓力由788Psi 上升至目前的953Psi。
2011 年3 月11 日對該井進行熱柴油解堵，共使用熱柴油
20 方，施工壓力7MPa，排量6 方/ 小時，頂替液20 方，開井后
油壓由7.8MPa 緩慢下降到2.6MPa，毛管由1200 逐漸下降到
488Psi，同時油井資料開始出現波動，解堵后效果對比如下：
措施前措施后對比
油
嘴
日液
能力
日油
能力
綜合
含水
油
嘴
日液
能力
日油
能力
綜合
含水
日增
液
日增
油
3 17.4 9 48.2 3 27.8 12.2 56 10.4 3.2
3 月17 日該井調參，油嘴3 調2.5mm。調參后毛管由
534Psi 緩慢下降并開始出現波動。解堵幾乎失效，沒有取得預
期的效果。又3 月27 日利用生物酶進行解堵，共使用4tsun 生物
酶+0.4tkcl+40kg 泡沫劑+ 清水藥劑，共計40 方，加熱至60 度。
解堵過程中施工壓力9MPa，排量8 方/ 小時。解堵后效果對比
如下：
措施前措施后對比
油
嘴
日液
能力
日油
能力
綜合
含水
油
嘴
日液
能力
日油
能力
綜合
含水
日增
液
日增
油
2.5 23.5 11.4 51.6 3 42.1 18.6 55.9 18.6 7.2
液量恢復到以前的正常水平，效果較好。由此提醒我們，油
井分析需更加細致周密，制定出更好的作業計劃，縮短油層與
入井工作液的接觸時間，確保油層的保護質量。
4 結語
(1) 新北油田館陶組油藏粘土礦物含量高，粘土礦物中蒙
脫石、伊利石吸水膨脹、顆粒遷移是造成油井筒和近井地層堵
塞主要地質因素，防水敏、速敏傷害是油層保護的關鍵。
(2) 選擇合理的工作制度，控制合理的生產壓差，注意加
強監控周圍注水井的水線和邊底水的推進情況，加強水質監
測和分析，充分考慮到其與地層發生反應結垢等對儲層的影
響變化。
(3) 油層傷害往往是多種因素共同作用的結果，解堵措施
要兼顧不同傷害類型，要優選作業入井液，分層解堵、多段塞綜
合處理是提高解堵效果的方向。

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