刘丁丁
延长油田股份有限公司井下作业工程部陕西延安716000
关键词：低渗透储层；温度；石蜡；储层伤害；
摘要：延长油田属于典型的低渗透岩性油藏，其主要储层特征是地层孔隙度低，渗透性差，致使自然产能低，经压裂、酸化、注水等手段才能正式投入生产。由于低渗透油藏自身的储层内部结构和岩性特征，在开发过程中它对温度下降十分敏感。温度下降后，储层中容易发生石蜡等物质的沉积，对储层造成伤害。
延长油田属于典型的致密型超低渗油田，为破解资源困境，油田持续稳产等难题，延长油田压裂改造早年间己成为开采低渗储层的重要手段，2015年启动“三年注水大会战”，三年后的今天实现了油田的稳产增效，油田注水会战“新三年”规划已制定。但油田不论是压裂还是注水，现场施工过程中，都要向地层中注入大量的流体，而这些流体的温度都要比地层内的温度要低，随着低温流体的注入，将导致井底附近地层温度的急剧下降，而地层内温度下降的范围也会随着低温流体的注入量的增加而增大。
一般情况下，地层温度是相对稳定的。地层温度之所以下降，主要是由外来流体的注入引起的。在低渗透油气田开发过程中，使油气田增产的压裂、酸化、注水等措施，以及为了使油井正常生产而对其进行的清洗，都需要向地层内注入大量的低温流体，这些是导致地层温度下降的主要原因。
针对低渗透油层渗透性差的特点，必然要对其采取注水措施，尤其是早期的注冷水，不可避免地对油层造成不同程度的冷伤害。通过对注水井压降资料的分析及评价：注入水的水质及温度，尤其是温度对油藏的影响十分明显，温度过低会使油藏储层受到严重伤害，降低最终采收率。当油层温度与析蜡温度接近(两者相差小于20℃)，若油藏注冷水开发，注水井近井地带形成一个降温区，造成井底附近渗流阻力增大，影响开发效果，这类油藏为易受冷伤害油藏。
在注水过程中，注入水进入地层，并运移一定距离后，水的温度就接近地层原始温度，即注冷水或注热水到一定时间后，水的温度作用就很小了。若注热水，热水已经把注水井附近的油驱替到远离井筒的地方，若注冷水，温度低于析蜡温度的范围也只在井筒附近，而且要视析蜡温度高低而变化，即当油层温度较低甚至低于原油析蜡温度时，会导致大量的蜡在地层中析出，进而原油会失去其流动性，产生所谓的“凝固”。在给地层注水时如果注水温度达不到要求，注水就有可能导致油层原来的热力状态发生变化，从而导致油层温度发生变化。如果油层温度降低，石蜡在原油中的稳定性就会受到影响，原油中的石蜡就会析出，并沉淀于油层中，堵塞孔隙通道对油层造成伤害。
在温度和压力发生变化时蜡在原油中的溶解度随之变化是导致蜡沉积的根源。石蜡颗粒易于互相吸附，并且开始吸引其他物质（包括所有有机物和无机物），于是石蜡长大并形成大沉淀物。而这些所谓的其他物质有反过来影响着蜡的强度和清除难度。温度降低导致蜡冷却，并不可溶，这主要是随着温度的降低，蜡结晶的出现要先于它的分子伸长，蜡分子具有最小势能相对应的拉长形式，分子的排列变得整齐。在这种情况下，就造成分子之间相互制约的加强，其体系的能量相对减小，分子之间依靠范德华力相互联系组成大分子并会逐渐形成空间网络结构，同时，因分子的布朗运动又会拆散结构，最终形成相对稳定的结构。温度越低，其结构变得越稳定。
一般石蜡沉积可分为三步：蜡晶的析出；蜡晶的聚集；蜡晶的沉积。每一步的发生并不意味着下一步一定能发生，理论上讲：蜡的结晶只有达到一定的数量后才可以发生蜡的聚集，蜡的聚集达到一定的数量后才可以发生蜡的沉积——结蜡。
石蜡沉积在油田开发晚期发生比较频繁，在油田开发晚期，随着地质技术条件的变化，形成石蜡沉积的范围正在扩大。在井底压力低、高含水条件下，沥青胶质石蜡沉积物的形成受以下理论因素影响：酬容于石油和构成固相晶格的石蜡分子是石蜡晶体形成的唯一原因。当油管表面温度低于析蜡点时，石蜡晶体在油管表面直接混合形成致密层。
在油田开发晚期，由于注入了大量冷水，地层温度急剧下降，当然地层流体的总体温度也下降，决定了石蜡的形成也加深.。
原油中石蜡的沉积受很多因素的影响，如原油的组成和流速，温度和压力等，本文着重介绍温度对石蜡沉积影响。大量的研究表明当温度降到某一数值时，原油中溶解的蜡便开始析出，通常把这个蜡开始析出的温度称为“初始结蜡温度”。当原油的温度低于初始结蜡温度时，便有蜡的结晶出现。温度不断降低，结晶也不断变大，聚集并沉积在油管上造成油井结蜡。
造成浓度梯度的根本原因，是油温与管壁温度之间存在着温度差。径向的温度梯度越大，蜡晶分子的扩散系数也就越大，管壁附近的蜡晶就增多，造成管壁结蜡量迅速增加。显然，原油的粘度越小，温度梯度越大，则石蜡的沉积速度也就越快。
图1油壁之间温差与结蜡速度的关系
从上图所示的研究结果可以看出，随着温差的增大，蜡的沉积速度迅速上升。原油中石蜡分子处于不断的热运动中，对于任意径向位置而言，油温增加造成与管壁之间的温差加大，有利于石蜡分子的经向扩散，所以，在某一温度范围内，结蜡量随着油温的上升而不断增加。当油温增加到某一数值时，由于管壁附近温度场的建立和管壁的导热系数一定，处于管壁附近的原油温度也相应提高，较卷曲的构像不能有效伸展，影响了蜡烃分子的整齐排列，不利于蜡晶的形成，同时已经析出的蜡晶，也会重新溶解在原油中，所以当油温达到某一数值时，结蜡数量随着油温的增加反而减少。
由以上分析可知，如果不改变原油的组成，要延长油井的结蜡周期，主要途径是缩小油-管温差。
低渗和特低渗储层最根本的特征就是孔隙喉道细小，地层孔隙度低，渗透性差，尤其是对于原油中含蜡量高的低渗透储层，由于本身的渗透性差，而在油田开发过程中，注入冷水后，压力梯度迅速增大，这是由于冷水的注入导致了岩心温度的降低，致使原油析蜡，粘度增高。必将导致储层的吼道被堵塞，并且由于石蜡沉积后自身不会还原，地层孔隙内的石蜡就会阻止流体的流动，对储层造成伤害，
对储层造成伤害的核心是油藏流体和岩石物性对温度的敏感性。主要表现为原油析蜡，若注入流体的温度低于原油析蜡温度，即可出现地层析蜡。由于地层岩石是叠放在一起的，当流体流过时，流体中所含的固体颗粒物质就会被滞留。渗透率越低，过滤效果就越明显，对析蜡的反应就越敏感。即渗透率越低，越易造成析蜡伤害，温度低于析蜡温度越多，析出的蜡也就会越多。
综上，由于低渗透油藏自身的储层结构特征和岩石的性质，使得它对温度下降特别敏感。原油含有一定的比例的石蜡，当注入流体的温度低于原油析蜡温度，即可出现地层析蜡。由于地层岩石是叠放在一起的，当流体流过时，流体中所含的固体颗粒物质就会被滞留。这就导致石蜡的沉积，使储层中的原油粘度增大，储层的渗透率减小，对储层造成伤害。
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