油气层保护技术与方法新进展
对于油气井而言，钻井、完井、增产措施、注水、以及生产的各个环节都能引起储层的损害。储层损害使得油气井减产，全球每年因储层损害所造成的损失达到几十亿美金，所以油气层保护越来越受到重视。保护油气层主要是事前预防和事后补救。首先要利用室内评价和预测储层损害模型，明了油气层潜在的损害因素，才能对症下药，尽量从源头上减少对储层的损害；然而储层损害不可避免，只能尽量减少不能彻底消除，也就是要针对储层损害的深度，找到损害储层补救方法。为了进一步提高油气层保护效果，近年来国内外在预防储层损害、室内评价方法、损害程度评价以及消除损害等方面有了新的探索，取得了实质性的进展。
1 预防储层损害
造成油气层损害的主要因素有：固相堵塞、不匹配的钻井液完井液、液侵、浸泡时间长、正压差、结垢等。下面从六个方面介绍一下预防储层损害的新进展：
1.1 减少固、液侵入量预防储层损害
1.1.1 屏蔽暂堵技术进展
1977年Abrams提出了1／3架桥规则；Kaeuffe提出了理想充填理论，认为当暂堵剂颗粒累积体积分数与粒径的平方根(d1/2)成正比时,可实现颗粒的理想充填；Hands等人依据理想充填理论提出现场 适用的d90 规则，即90%的颗粒均小于储层的孔径时，可获得较理想的暂堵效果，其重点保护较大孔喉的,以最大限度地降低钻井液对地层的伤害；在全面考虑整个储层相关数据基础上，使用蒙特卡罗模拟方法，建立了一种能代表储层真实孔隙结构的孔喉网络模型，虽然天然的多孔介质并不具有规则的结构，但可通过一个网络结构来有效地代替它。该模型可用于模拟微粒运移、沉积及发生堵塞的过程，并可较简便地优选暂堵剂尺寸;Suri和Sharmf提出固相颗粒多组分滤失模型，可对钻井液中固相的粒度分布状况进行优化设计。对于钻井液的滤失过程，不仅考虑暂堵剂CaCO3颗粒的架桥作用，还考虑了聚合物及具有不同尺寸范围的其它固相颗粒对滤失过程的影响，以最大限度地减轻固相对储层的损害。
暂堵技术一般使用酸溶性、水溶性和油溶性的暂堵剂，特别是酸溶性超细CaCO3，应用最为普遍，但由于其质脆且几乎不可压缩，只能起架桥作用，而难以变形起到有效的封堵作用。新开发的暂堵剂有微米级纤维素。微米级纤维素是具有伸缩性、很强的压缩性和轻微膨胀性的纤维状颗粒。在井壁附近定向滞留实现多点吸附,形成封堵层。尺寸无限可变,可封堵较小孔喉与裂缝,通过卷曲填充较大的。储层渗透率和孔隙度适用范围宽，可通过浓度为15%的KOH解堵。
1.1.2 水基钻井液成膜技术
若在井壁上形成化学膜或在储层浅处形成膜段塞，使渗透率趋于零,厚度小于1cm,一旦形成后，就不会有液体的进一步入侵，并且通过封堵膜传递的压力效应也会大幅降低.近年来，国内外研究机构对水基钻井液成膜技术做了深入研究。
美国EDTI公司的无渗透钻井液体系。无渗透钻井液是一种广义上的膜技术，即在井壁上形成一层保护膜或膜段塞，在井壁的外围形成保护层，使钻井液及其滤液不渗透到地层中去，即可实现零滤失钻井。CSIRO和Baroid公司已联合开发研制了具有高膜效率的新型水基钻井液，该膜具有良好的半透膜效应，现场使用效果良好。麦克巴公司研制了一种聚合物，能在井壁形成隔离膜，在墨西哥湾地区应用，不需酸化作业，单井产油能大幅度提高。该技术应用于我国油田，单井产能提高30~40%。
自2001年以来中国石油系统的技术人员一直致力于膜技术的研究，在膜技术方面有了诸多突破。
1.2 强抑制性处理剂减少储层损害
由于滤液不可避免要渗入储层，需要通过提高抑制性来减轻损害。常见的抑制剂小阳离子与MMH均靠所带正电荷与带负电的粘土胶粒作用,吸附在钻屑与井壁上,从而抑制钻屑分散,正电荷还能削弱岩屑粒子间的静电排斥作用,增强其抑制性. MEG即甲基葡萄糖甙，带有四个羟基，可以氢键的方式和水分子结合，降低页岩中水的流动性和水的活性，从而使页岩脱水。并且在一定浓度下可提高钻井液滤液的粘度.
1.3 减少浸泡时间减轻储层损害
优化井身结构、减少井下复杂情况的发生，可提高钻速缩短储层的暴露时间，减少了钻井液及其滤液进入储层，有利于稳定井壁、保护储层。由中国石油钻井工程技术研究院钻井液所研制成功的快钻剂，加入钻井液中后提高钻速20%以上.`
1.4 控制压差减少储层损害
过平衡压力钻井时，滤液侵入岩石基质会增加孔隙压力。如果增加的孔隙压力无法迅速排压，有效应力就会减少，并使得岩石的应力状态达到塌陷极限。这会使得岩石掉落，造成井壁不稳定。所以从理论上讲欠平衡钻井可减少对储层的损害，有效保护油气层。
1.5 控制结垢减少储层损害
储层水均有结垢的侵向，主要生为钙，铁，钡的化合物。过去，7.5%的 以及磺酸盐类的抑制剂可用于控制结垢。新方法使用学习曲线来优化对产能的影响以及选择下一个井段。通过实验室筛选耐钙，铁的缓蚀剂会增强效果。
2. 储层损害补救技术
2.1 酸敏性砂岩地层酸化新方法
在沙特阿拉伯北部一酸敏性砂岩地层实施了酸化,该地层表皮系数为+20,损害严重. 酸化砂岩地层一直以来都是一种挑战性的任务，尤其是酸敏性砂岩地层。使用精心设计的处理剂解决了由于钻井及注入液造成的储层损害。先用芳香族溶剂作为预冲洗液，然后加10wt%HCl，9：1HCl:HF。为了提高渗透率级差大的射孔段（200ft）的酸导流效果，可以使用泡沫导流剂（70wt%）。增产措施后，此口井的注入指数增加了一倍，由47上升到了86b/d/psi.注入速率最大值由50上升到了92BPM，注入压力为1500psi。
2.2 高压水射流解除钻井过程中储层损害
卡塔尔石油总公司使用高压水射流技术解除钻井过程引起的储层损害，已在10多口水平井进行了试验，取得了十分显著的增产效果。采用该项技术不仅效果好，而且操作简便，成本低廉。由于可利用井场现成的高压泵进行作业，因此所需的服务费用极低。
该技术可清除裸眼井段的大部分泥饼，还可用于清洗孔眼，解除射孔造成的损害。如果储层渗透率足够高，则应用水射流技术完全能实现预期的产能，而不必再进行酸化。
2.3 乳化酸解除水基钻井液引起的储层损害
水基钻井液侵入岩心后，处理前的表皮系数为3到20.6，损害半径因渗透率不同而从0.21~0.41英尺不等.经70%HCl（质量浓度为15%）和30%柴油乳化酸酸洗后，表皮系数平均值为–6.71，酸化后清洗液用量仅为3.0~13.6桶/英尺2.,乳化剂浓度从8～20gals/1000gals酸不等.
2.4 粘弹性表面活性剂酸化新体系
酸化操作可以除去钻井，完井，修井液以及固相沉淀所造成的损害。通常，将缓速酸应用于碳酸盐地层中水井以及油井的增产。而该粘弹性表面活性剂体系采用油外相（体积分数为30%的柴油）/酸内相（体积分数为70%）的乳状液。包裹着酸滴的油外相阻止酸侵入地层，减少近井地带的溶解，而使酸在消耗完之前能够渗透到更深的地层中。
3 发展趋势
3.1 水基钻井液成膜技术
在国外已处于应用推广阶段，我国多家机构也在此方面进行了较深入的研究。尽管膜技术的定量表征方法、作用机理等方面还有很多问题需要解决，然而其在成膜封堵不同渗透率储层尤其是低渗透储层所体现出来的明显优势，以及结合屏蔽暂堵技术解决裂缝型、孔洞型储层封堵问题的巨大潜力将吸引研究人员加快研究与应用的步伐.
3.2 酸化作为重要补救措施发展迅速
今后应加强储层适应性的研究避免再次造成损害，另外随着高温深井的增加，对处理剂的抗高温性能提出新的要求。
3.3岩心流动实验和其他静态分析技术
应相互结合、互为补充。在岩心分析上应实现宏观模拟和微观机理结合、动态实验与静态评价结合。
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