油气层保护技术的发展

油气层保护技术真正的发展是20世纪70年代以后，它是在国际油价下跌、世界石油工业萎缩的时期发展起来的一项重要技术，在原油价格上扬、能源供应紧张的情况下得到重视和发展，对石油开发具有重要的作用和意义。在70年代以前，国外大多数开发生产的油田属于高压、高渗、高产油田，油气层损害带来的产量和产能损失被油井的高产量所掩盖，对油气层损害的认识和解决都没有迫切的要求。70年代以后，油价波动衍生的原油生产成本日益突出，大量中、低渗透油田的开发被提上了议事日程，油气层损害的影响成为石油工业必须认真解决的技术难题；石油工程技术取得了重大进步，原有的技术难题大部分都得到了较好的解决，油气层保护技术的发展有了较好的基础，测试分析手段支撑储层保护的研究，油气层保护中的微粒分析使用电子显微镜和激光粒度分析仪等尖端技术得到普及应用，为储层保护的研究奠定了基础。

20世纪30年代油气层受损的问题就引起了美国等一些产油大国石油公司的注意。从20世纪50年代开始，人们借助于岩心流动试验的方法研究钻井液及黏土膨胀引起的地层损害等问题。至20世纪70年代中期，油气层保护技术的重要性加大，1974年美国石油工程师学会召开了第一届“控制地层损害国际会议”，并从此每两年召开一次，使国际油气层保护研究工作纳入了正轨。从历届会议发表的论文内容和数量来看，国际油气层保护技术的发展大致可以分为以下三个阶段：

第一阶段是20世纪30～50年代，油气层损害的研究工作进展很慢，主要是关于黏土水化膨胀和钻井液中固相及液相侵入引起的油气层损害。此阶段提出了储层保护的一些概念。到了70年代，保护油气层、防止污染的钻井、完井技术有了较快的发展，对在静态条件下钻井液侵入岩心引起的孔隙堵塞进行了研究，通过对黏土膨胀和孔隙堵塞的研究，提出了新型的黏土稳定剂和含盐完井液及油基完井液。从此油气层损害机理的研究开始向深度和广度发展。从1974年开始，有了SPE专门组织的油气层损害研究的专业会议，大量防止油气层损害和保护油气层方面的论文及调查报告相继发表，以油气层损害机理，特别是孔隙性油气层的损害机理研究为主要特征。开始运用物理模型和数学模型来研究地层损害，提出了流体临界流速准则、临界盐浓度准则；“桥堵”概念得以确定。

第二阶段是80年代中后期，石油公司进一步加大了油气层保护的研究力度。1986年，科学工作者从定性方面系统地总结了经验性的定性损害机理，从毛细现象、固相侵入、结垢及岩石储层自身损害因素等几个方面进行了全面的论述。突出地提出了采用扫描电镜是研究损害机理的重要手段，强调储层孔喉结构和敏感性矿物空间分布的重要性，在此基础上提出了损害储层的指标。发展了无固相饱和盐水钻井完井液和无黏土钻井完井液，为保护低压油气层发展了气体型钻井完井液。中国的第一届油田储层研究会议也于1988年6月20日在中原油田召开，这拉开了中国储层保护研究的序幕。与储层污染和保护相关的历年文献数量如图1－1所示。

图1－1　历年来与储层污染和保护相关的文献数量

第三个阶段是20世纪90年代。随着岩心分析和计算机技术的发展，X衍射荧光分析技术、CT扫描技术、核磁共振和岩相图像分析技术为油气层保护技术的发展提供了许多新的手段，孔隙性储层的损害机理得以强化，多数指标实现了从定性到定量的突破。综合各种模拟特征参数，系统地、科学地预测及评价孔隙性储层损害的人工智能专家系统技术日趋成熟。在此期间，水平井的油层保护、增产措施中的储层保护、注采过程中的储层保护、稠油热采中的储层保护得以重视，储层保护技术的外延不断扩大。

近年来，国外进一步发展了一些直接用于解除地层损害的方法，如利用超声波清蜡防蜡、除垢防垢、解堵等，用多元酶体系解除聚合物损害，用可聚合的超薄薄膜控制微粒运移，用细菌处理解决结蜡问题等。这些方法为解决地层损害提供了新的途径。油气层保护已经作为一种降本增产必不可少的手段，备受重视，未来必将得到进一步重视和发展。