关于油田勘探开发过程中油层保护措施的研究

引言

石油作为国家重要的战略资源和能源支柱，其安全高效开发对保障能源安全、促进经济发展具有重要意义。在油田勘探开发的各个阶段，从钻井打开油层开始，到完井、试油、采油、增产乃至修井作业，外来流体和固体颗粒的侵入、物理化学环境的变化以及作业过程中的机械作用，都可能对原始油层状态造成不同程度的损害，导致储层物性变差、流体渗流能力下降，严重制约单井产能和最终采收率。

1 油田勘探和开发过程中对油层损害（1）钻井与完井作业引发的物理化学损害

在钻井和完井阶段，外来流体（如钻井液、完井液）侵入油层是主要损害来源。钻井液中的固相颗粒随滤液进入储层孔隙或裂缝，造成固相堵塞，显著降低近井地带渗透率[1]。同时，入井流体与储层岩石矿物、地层水发生物理化学反应：当流体矿化度或 pH 值与地层不配伍时，易诱发黏土矿物堵塞渗流通道；高表面张力流体滞留形成水锁/油锁效应，增大流体流动阻力；此外，无机垢和有机垢的析出沉积进一步加剧孔隙堵塞[2]。实验表明，不当的钻井液体系可使储层渗透率损失高达 30%～70% 。

（2）生产过程中的应力敏感与相态变化损害

油田进入开发生产阶段后，储层压力持续下降导致有效应力增大，引发储层岩石发生弹塑性形变，致使孔隙压缩、喉道闭合，尤其对裂缝性储层或低渗透储层损害更为显著。另一方面，生产制度不合理会破坏储层内原始流体相态平衡：近井地带压力骤降易使原油中溶解气析出形成气锁；原油脱气后黏度上升，流动性变差。

（3）增产与修井措施造成的二次伤害

为提高产能实施的增产措施（如压裂、酸化）及修井作业，若设计或操作不当，会引发二次伤害。压裂液中残渣、破胶不彻底的聚合物、支撑剂嵌入或破碎产生的微粒可堵塞裂缝导流通道；酸化过程中反应产物（如Fe(OH)₃ 胶体、

CaF₂沉淀）沉淀、酸岩反应不均导致的微粒剥落，以及酸液与原油乳化形成的稳定乳状液，均会严重损害储层[3]。

（4）长期开发中的储层物性动态劣化

随着开发周期延长，储层损害呈现动态累积与系统性演变特征。注水开发中，长期注入水冲刷可能引起速敏效应、碱敏效应，以及细菌滋生。在多轮次增产措施后，储层岩石结构因反复受力可能发生疲劳损伤，微裂缝发育但导流能力持续衰减。

2 油田勘探开发过程中的油层保护措施（1）钻井与完井环节：优化流体体系与屏障构建

针对物理化学损害，核心是控制入井流体与储层的配伍性并减少侵入。采用低固相、无黏土相钻井液或完井液体系，添加纳米封堵剂和可变形聚合物有效封堵微孔隙，阻止固相侵入[4]。通过加入黏土稳定剂抑制水敏矿物膨胀运移；使用表面活性剂降低流体表面张力，缓解水锁或油锁效应。实施暂堵技术，在近井壁形成屏蔽环，作业后自行解除。优选与地层水配伍的流体，并添加防垢剂预防结垢，最大限度保护原始渗透率。

（2）生产管理：应力调控与相态保护

应对应力敏感与相态失衡，关键在于维持合理地层压力与生产制度。建立储层压力监测系统，实施温和开采策略，通过注水或注气保持地层压力（压力保持率 ≈80% ），避免有效应力剧增导致孔喉变形[5]。优化生产压差，防止近井带脱气形成气锁或反凝析。针对高含蜡、沥青质油藏，采用井下化学加药或周期性热洗，维持原油流动性。对凝析气藏，采用循环注气保压或井底安装反凝析抑制剂注入装置，保障气相渗流能力。

（3）增产与修井作业：精细化设计与材料优选

防范二次伤害，需优化工艺设计并严控施工质量。压裂时选用低残渣、高效破胶的滑溜水或清洁压裂液，支撑剂优选高强度陶粒，采用段塞式加砂与强制闭合工艺保障裂缝导流能力[6]。酸化实施缓速酸体系实现深部解堵，前置液中添加铁离子稳定剂和防沉淀助剂，后置液采用助排剂促进残液返排。修井作业使用无固相、低伤害修井液，配备精细过滤装置（过滤精度 ⩽2μm ）；热洗清蜡时控制温度梯度，避免有机垢重沉积。

（4）全生命周期防护：动态监控与系统治理

应对长期动态劣化，需建立全周期保护机制。注水开发中严格控制注入水质，定期投加杀菌剂和防膨剂抑制细菌滋生与速敏和碱敏效应。通过示踪剂监测与动态渗透率评价，识别物性变化区域；实施周期性的解堵增注。利用润湿性调节剂改善油水微观驱替效率；对裂缝性储层，优化注采井网降低应力干扰，延缓疲劳损伤。构建油层保护智能决策系统，集成实时数据与损害预测模型，实现保护措施的动态优化。

3 结束语

本文全面分析了油田勘探开发中物理化学损害、应力敏感与相态失衡、二次伤害及动态劣化四大损害油层的核心问题。基于损害机理，系统提出了全生命周期防护油层保护措施。实践表明，科学实施油层保护可显著恢复储层渗透率、延长措施有效期并降低开发递减率，是提升单井产能与采收率的根本途径。未来需进一步融合智能技术优化保护体系以进一步提升油田开发效率。

参考文献：

[1]杨占海,刘景霞.采油工程分层注水工艺和研究[J].石化技术,2025,32(05):176-178.

[2]王晨,赵通轩,齐帅,等.油田增产作业过程中油层保护配套技术分析[J].石化技术,2024,31(10):12-14.

[3]刘建刚.油田增产作业过程中油层保护配套技术研究[J].非常规油气,2024,11(05):149-156.

[4]武常茹,杨贤军.油田勘探开发中油层保护技术[J].中国石油和化工标准与质量,2023,43(08):167-169.

[5]郑壹越,夏吉宏,成博,等.采油过程中油气层损害及保护技术[J].中国石油和化工标准与质量,2022,42(01):184-186.

[6]苗璐.油田勘探开发过程中的油层保护措施[J].化工管理,2021,(17):191-192.

作者介绍：刘姝；1992.11；女；陕西延长人；汉族；本科；杏子川采油厂；开发科技术员；助理工程师；研究方向：新建产能。