摘要：海上油田在進行電磁流量計降壓增注過程中，由于儲層自身敏感性的原因，導致在注水過程中，影響解堵措施效果。通過儲層巖性成分分析和研究，發現滲透率發生變化的原因是不光外界因素造成的，還存在一些由于儲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，造成敏感性礦物發生膨脹、運移，從而造成儲層孔隙吼道的堵塞，導致注水壓力升高，而無法實現增產增注目的。目前通過砂巖酸化解堵技術和防膨工藝技術相結合，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，微粒運移造成堵塞的問題，從而恢復儲層滲透率和解堵有效期，達到降壓增注的目的。
1 技術背景：
海上某油田含油構造館陶組與明化鎮組地層為砂泥巖互層，儲層巖性以細砂巖、中細砂巖和含礫中粗砂巖為主。儲層膠結程度差，填隙物以泥質為主。通過對此油田的巖屑X衍射分析結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含量高達98%，伊蒙混層相對含量為68%，在遇到低礦化度注入水時極易產生黏土膨脹、分散、運移，使電磁流量計附近滲透率下降。同時伴隨著速敏性礦物高嶺石相對含量在89%，如果注水強度過大，同時黏土膨脹發生，都會造成地層中微粒脫落、運移，使儲層滲透率下降，注水壓力升高，影響注水開發效果。
2 分析儲層傷害的主要原因
（1）在油藏的開發過程中，由于侵入地層的外來流體的化學成份和礦化度上都與地層水不一致，導致高含泥質含量的儲層進一步發生膨脹而造成儲層的滲透率下降。
（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構有關。水敏性最強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；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。
（3）海上油田的L120層位巖心進行水敏性實驗評價
L120的6-2和6-3巖心水敏實驗結果表明，水敏指數分別為 99.43%和99.38%，儲層表現為極強水敏，由于實驗均在測定完初始滲透率改換為1/2礦化度鹽水后，樣品的液測滲透率急劇下降，實驗無法確定臨界礦化度，顯然臨界礦化度值遠遠高于14565.8mg/L。因此在注水開發過程中必須考慮到水敏可能造成的儲層損害。
3 防膨機理及選擇 （1）目前國內外所使用的防膨劑有許多種，其中包括：鹽類防膨劑、無機陽離子聚合物防膨劑、有機陽離子聚合物防膨劑，復合型的防膨劑等。儲層水敏性強弱取決于黏土礦物的結構；
（2）從結構分析：各種類型的黏土礦物以蒙脫石的水敏性最強，該黏土礦物是由簡單的基本構造單元疊加組成的層狀結構硅酸鹽，2個基本構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陽離子取代高價陽離子，從而使這些晶片帶負電荷。為平衡這些負電荷，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，導致膨脹分散，這是儲層產生水敏性的本質原因。根據黏土礦物的水敏機理，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離子作用，結合成一個穩定的體系，在黏土表面形成一個憎水面，隔離黏土晶面硅氧鍵或氫氧鍵的偶極對水分子的吸引，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，起到防止黏土分散運移的作用。
（3）防膨劑的優選的依據：在通過對防膨劑的篩選最終在海上油田選擇使用一種復合型的防膨劑，其中包括：聚合物陽離子+無機鹽+表面活性劑復合型防膨劑，它的基本機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）室內評價實驗結果：該防膨劑不但可抑制黏土膨脹，而且還抑制黏土顆粒運移，動態驅替巖芯滲透率可恢復10%左右，降低注入壓力。防膨劑對鋼材腐蝕速率為0.0737mm/a（2%加量），低于規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，因此不會對注入管柱和設備造成破壞性腐蝕。
4 防膨工藝施工流程
①關閉注水流程；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關井反應；⑥恢復配注。
5 現場施工應用情況
1）在海上油田進行對過5口井進行防膨措施：
6 結束語
（1）對于砂巖儲層，若在鉆井、完井過程中受到嚴重傷害，表現電磁流量計注入壓力過高，采用前期酸化解堵處理，后續直接進行增壓注水作業時，由于解堵處理后的儲層有新黏土礦物重新暴露在外，直接恢復注水后，與注入水重新發生膨脹，并通過高強度注水重新沖刷后，形成新的堵塞，通過后續注入防膨體系后，對新的儲層起到一定的保護黏土膨脹、微利運移的措施，對后續注水有效期周期延長。通過后續的防膨作業，對電磁流量計解堵次數上有效的控制，一方面可提高注入量，回復滲透率，其次提高油井采收率。
（2）在對于電磁流量計注水能力低，注入困難的井，優先考慮進行解堵措施，在解堵措施后再進行防膨措施，可先進行由于水質的原因造成的結垢的堵塞時，可先進行解堵措施，再進行防膨，從而提高防膨的效果。
（3）對于速敏性嚴重的儲層，應該考慮合適的注水速度和防膨劑的濃度來抑制黏土發生微粒運移而造成的堵塞等。
（4）措施后悶井反應是對工藝效果有所幫助，當黏土穩定劑接觸儲層后，通過吸收和置換的方式與黏土結合，因此提供有效的反應時間，來確保防膨效果。