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第一章第一章 概述概述一、问题的提出一、问题的提出表1 建井和开采的各个不同阶段地层损害严重性相对大小建井阶段油田开采阶段问题类型钻井固井 完井修井增产中途测试开采注液开采钻井液固相颗粒堵塞*-微粒运移*粘土膨胀*-*乳化堵塞*润湿反转*-*相对渗透率下降*-*-有机垢*-*-无机垢*-*外来颗粒堵塞-*-*次生矿物沉淀-*-*细菌堵塞*-*出砂*-*注：“-”表示不存在该类储层损害；“*”表示存在该类储层损害的严重程度。表表2 2 2 2 油气井作业过程中可能导致的油气层损害原因及因素油气井作业过程中可能导致的油气层损害原因及因素序号 作业过程导致油气层损害的原因及因素1钻1.钻井液与储层不配伍；滤液可引起粘土膨胀，水锁，乳化；固相引起堵塞等；开2.压差控制不当；促使钻井液固相及滤液更易进入储层；油3.浸泡时间过长；增大滤液侵入量；气4.钻井液流速梯度过大；冲蚀井壁破坏滤饼，不仅促使滤液进入产层，而且易造 成井眼扩大，影响固井质量；层5.快速起下钻；快速起钻的抽汲效应，可破坏滤饼，快速下钻的充击可 增大压差，充而促使钻井液侵入储层量的增加；6.钻具刮削井壁。一方面可破坏滤饼，使钻井液易于进入储层，另一方面 泥抹作用，使固相嵌入渗流通道。2注水泥1.水泥浆滤液进入储层。(1)造成粘土膨胀分散；(2)水泥的水化作用使氢氧化物 过饱和重结晶沉淀在孔隙中；(3)滤液中氢氧化物与地层 中硅起反应生成硅质熟石灰成为粘结性化合物。2.固井质量不好。后继工作液会沿水泥环渗漏入地层造成损害。3射孔试油1.压实带的形成；射孔工艺固有特性，压实带厚度约为6.513mm，压 实带内岩石力学性质及渗流性能受到破坏，其渗透率仅 有原始值的712%；2.射孔液与储层不配伍；射孔液化学性质与储层不配伍可引起粘土膨胀及水锁 等；3.固相堵塞；射孔液（压井液）中有害固相含量高，管线中钻井液絮 块，聚能射孔产生的碎片等，可在正压差射孔时压入地 层，产生损害；4.射孔压差过大；射孔正压差比负压差更易产生损害；5.高压差高排量试油。(1)引起储层内微粒运移；(2)在井眼周围地带形成压力 亏空带，再次压井可引起大量渗滤；(3)若地下原油油气 比高或含蜡量高，则在井眼周围区域压力很快下降，使 原油脱气，结蜡堵塞渗流通道；(4)对一些物性差、埋藏 深的储层，易产生压实作用，产生压力敏感。4酸化 1.酸反应物产生再次沉淀 主要是一些酸敏矿物存在时，用不配伍的酸处理地层可 产生絮状或胶状沉淀物；2.外来固相堵塞；作用管线不干净，则酸可将铁锈、污染物等外来固相溶 解下来代入地层；3.增加地层微粒；酸溶解了部分岩石骨架及胶结物后，会释放出许多不溶 于酸的固体颗粒，使地层微粒运移现象加重；4.酸与原油不配伍。原油中的沥青质与酸接触形成胶状沉淀。5 压裂 压裂液与储层不配伍。(1)滤液与粘土作用使粘土发生水化膨胀、乳化等；(2)压裂液残渣或固相堵塞支撑剂孔道，降低导流能力。6 采油 1.采油速度过大；会使油气层的微粒发生运移；2.生产过程中原有地层平衡被破坏造成结垢；(1)生产过程中由于储层压力降低 可引起地层水结垢，如果油气井从 正常生产层窜槽或导管处漏水，则 沉淀的水垢会堵塞井筒、射孔孔眼 和地层；(2)高含沥青质或蜡质原油 在流动过程中温度、压力的降低都 会引起有机垢；3.清蜡、清沥青方法不当；如正循环时，油管上刮下来的石蜡或沥青有一部分会 泵入射孔孔眼和地层渗流通道，用热油热水清蜡或清 除沥青时也会堵塞地层的射孔孔眼；4.化学处理剂的影响。缓蚀剂、防垢剂或防蜡剂若与生产层接触可降低渗透 率。7注水1.注水水质不合要求；(1)化学性质不合要求可引起地层粘土膨胀、分散运移、化学沉淀、细菌堵塞等；(2)固相大小及含量不合要求可 引起机械杂质堵塞等；2.注水强度不当。注水强度大即井壁附近地带流速过大引起地层微粒运 移。8修井 修井液与储层不配伍。(1)滤液与岩心不配伍可引起粘土膨胀、分散、结垢、岩石润湿性反转、原油乳化等；(2)残留的钻井液污物、氧化物、沥青、管子涂料、锈皮、沉淀有机物、细菌分 解物等均可堵塞渗流通道。9三采 注入液（剂）与储层不配伍 (1)蒸气驱中的凝析液可引起粘土膨胀；(2)表面活 性剂驱中，有些注入剂在一定条件下可与地层水 或粘土中的可交换高价离子形成不溶物(如石油 磺酸盐类)堵塞孔喉或形成乳状液等；(3)使用碱水 驱动，可引起碱敏；(4)聚合物驱中与地层水不配 伍可引起盐析等。二、国外油气层保护技术的发展历程二、国外油气层保护技术的发展历程二、国外油气层保护技术的发展历程二、国外油气层保护技术的发展历程年代技术发展阶段发展原因技术发展水平存在的问题50年代认识阶段石油价格低、基本忽略油气层损害问题有些学者开始提出油井投产时存在油气层损害问题重视降低原油成本，忽略提高油井产量6070年代中期初级阶段西方国家出现能源危机，油价上涨，开始重视防止油气层损害，提高油井产量运用实验室研究分析手段，研究油气层损害机理，开始研究无损害工作液和添加剂，以及有关配套工艺主要体现在实验室工作上，各研究成果对现场有一定应用，但未形成大面积使用70年代中期目前发展阶段认识到油气层损害严重，轻者使油气井产能下降，重者油气井不出油气每两年召开一次油气层损害会议，继续加强实验室分析研究工作，将研制和发展的无损害工作液、添加剂，以及有关配套工艺技术运用到现场，并受到良好技术经济效果仍有一定程度的工作量停留在实验室里，研究成果在现场得到不同程度的应用，在应用中尚有不足之处，有待进一步研制和发展三、油气层损害的定义三、油气层损害的定义 定义：任何阻止流体从井眼周围流入井底的现象均称为油定义：任何阻止流体从井眼周围流入井底的现象均称为油气层损害。或：在钻井、完井、井下作业及油气田开采全过程气层损害。或：在钻井、完井、井下作业及油气田开采全过程中，造成油气层渗透率下降的现象称为油气层损害中，造成油气层渗透率下降的现象称为油气层损害。定义：任何阻止流体从井眼周围流入井底的现象均称为油定义：任何阻止流体从井眼周围流入井底的现象均称为油气层损害。或：在钻井、完井、井下作业及油气田开采全过程气层损害。或：在钻井、完井、井下作业及油气田开采全过程中，造成油气层渗透率下降的现象称为油气层损害中，造成油气层渗透率下降的现象称为油气层损害。四、油气层损害的原因四、油气层损害的原因 在钻井、完井、修井、油气开采等全过程中，由于外来流在钻井、完井、修井、油气开采等全过程中，由于外来流体的进入或开采措施不当等原因，破坏了地下流体与油气层岩体的进入或开采措施不当等原因，破坏了地下流体与油气层岩石、油气层流体的平衡条件，导致水化膨胀、微粒运移、细菌石、油气层流体的平衡条件，导致水化膨胀、微粒运移、细菌堵塞、外来颗粒的侵入等，最终使油气层的渗透率降低。堵塞、外来颗粒的侵入等，最终使油气层的渗透率降低。在钻井、完井、修井、油气开采等全过程中，由于外来流在钻井、完井、修井、油气开采等全过程中，由于外来流体的进入或开采措施不当等原因，破坏了地下流体与油气层岩体的进入或开采措施不当等原因，破坏了地下流体与油气层岩石、油气层流体的平衡条件，导致水化膨胀、微粒运移、细菌石、油气层流体的平衡条件，导致水化膨胀、微粒运移、细菌堵塞、外来颗粒的侵入等，最终使油气层的渗透率降低。堵塞、外来颗粒的侵入等，最终使油气层的渗透率降低。五、保护油气层的重要性五、保护油气层的重要性1 1 1 1、勘探过程中，保护油气层工作的好坏直接关系到能否、勘探过程中，保护油气层工作的好坏直接关系到能否及时发现新的油气层、油气田和对储量的正确评价。及时发现新的油气层、油气田和对储量的正确评价。2 2 2 2、保护油气层有利于油气井产量及油气田开发经济效益、保护油气层有利于油气井产量及油气田开发经济效益的的 提高。提高。3 3 3 3、油田开发生产各项作业中，搞好保护油气层有利于油、油田开发生产各项作业中，搞好保护油气层有利于油气井的稳产和增产。气井的稳产和增产。1 1 1 1、勘探过程中，保护油气层工作的好坏直接关系到能否、勘探过程中，保护油气层工作的好坏直接关系到能否及时发现新的油气层、油气田和对储量的正确评价。及时发现新的油气层、油气田和对储量的正确评价。2 2 2 2、保护油气层有利于油气井产量及油气田开发经济效益、保护油气层有利于油气井产量及油气田开发经济效益的的 提高。提高。3 3 3 3、油田开发生产各项作业中，搞好保护油气层有利于油、油田开发生产各项作业中，搞好保护油气层有利于油气井的稳产和增产。气井的稳产和增产。六、保护油气层技术的主要内容六、保护油气层技术的主要内容保护油气层技术主要包括以下八方面内容：保护油气层技术主要包括以下八方面内容：1 1 1 1、岩心分析、油气水分析和测试技术；、岩心分析、油气水分析和测试技术；2 2 2 2、油气层敏感性和工作液损害室内评价试验技术；、油气层敏感性和工作液损害室内评价试验技术；3 3 3 3、油气层损害机理研究和保护油气层技术系统方案设计；、油气层损害机理研究和保护油气层技术系统方案设计；4 4 4 4、钻井过程中油气层损害因素和保护油气层技术；、钻井过程中油气层损害因素和保护油气层技术；5 5 5 5、完井过程中油气层损害因素和保护油气层及解堵技术；、完井过程中油气层损害因素和保护油气层及解堵技术；6 6 6 6、油气田开发生产中的油气层损害因素和保护油气层技术；、油气田开发生产中的油气层损害因素和保护油气层技术；7 7 7 7、油气层损害现场诊断和矿场评价技术；、油气层损害现场诊断和矿场评价技术；8 8 8 8、保护油气层总体效果评价和经济效益综合分析技术。、保护油气层总体效果评价和经济效益综合分析技术。保护油气层技术主要包括以下八方面内容：保护油气层技术主要包括以下八方面内容：1 1 1 1、岩心分析、油气水分析和测试技术；、岩心分析、油气水分析和测试技术；2 2 2 2、油气层敏感性和工作液损害室内评价试验技术；、油气层敏感性和工作液损害室内评价试验技术；3 3 3 3、油气层损害机理研究和保护油气层技术系统方案设计；、油气层损害机理研究和保护油气层技术系统方案设计；4 4 4 4、钻井过程中油气层损害因素和保护油气层技术；、钻井过程中油气层损害因素和保护油气层技术；5 5 5 5、完井过程中油气层损害因素和保护油气层及解堵技术；、完井过程中油气层损害因素和保护油气层及解堵技术；6 6 6 6、油气田开发生产中的油气层损害因素和保护油气层技术；、油气田开发生产中的油气层损害因素和保护油气层技术；7 7 7 7、油气层损害现场诊断和矿场评价技术；、油气层损害现场诊断和矿场评价技术；8 8 8 8、保护油气层总体效果评价和经济效益综合分析技术。、保护油气层总体效果评价和经济效益综合分析技术。七、保护油气层系统工程的技术思路七、保护油气层系统工程的技术思路1 1 1 1、分析所研究油气层的岩石和流体特性，以此为依据来研究该油气层、分析所研究油气层的岩石和流体特性，以此为依据来研究该油气层的潜在损害因素与机理。的潜在损害因素与机理。2 2 2 2、收集现场资料，展开室内试验，分析研究每组油气层在各项作业过、收集现场资料，展开室内试验，分析研究每组油气层在各项作业过程中潜在损害因素被诱发的原因、过程及防治措施。程中潜在损害因素被诱发的原因、过程及防治措施。3 3 3 3、按照系统工程研究各项作业中所选择的保护油气层技术措施的可行、按照系统工程研究各项作业中所选择的保护油气层技术措施的可行性与经济上的合理性，通过综合研究配套形成系列，纳入钻井、完井与性与经济上的合理性，通过综合研究配套形成系列，纳入钻井、完井与开发方案设计及每一项作业的具体设计中。开发方案设计及每一项作业的具体设计中。4 4 4 4、各项作业结束后进行诊断与测试，获取油气层损害程度的信息，并、各项作业结束后进行诊断与测试，获取油气层损害程度的信息，并评价保护油气层的效果和经济效益，然后反馈给有关部门，视情况决定评价保护油气层的效果和经济效益，然后反馈给有关部门，视情况决定是否继续研究改进措施或补救措施。是否继续研究改进措施或补救措施。5 5 5 5、计算机预测、诊断、评价和动态模拟。、计算机预测、诊断、评价和动态模拟。1 1 1 1、分析所研究油气层的岩石和流体特性，以此为依据来研究该油气层、分析所研究油气层的岩石和流体特性，以此为依据来研究该油气层的潜在损害因素与机理。的潜在损害因素与机理。2 2 2 2、收集现场资料，展开室内试验，分析研究每组油气层在各项作业过、收集现场资料，展开室内试验，分析研究每组油气层在各项作业过程中潜在损害因素被诱发的原因、过程及防治措施。程中潜在损害因素被诱发的原因、过程及防治措施。3 3 3 3、按照系统工程研究各项作业中所选择的保护油气层技术措施的可行、按照系统工程研究各项作业中所选择的保护油气层技术措施的可行性与经济上的合理性，通过综合研究配套形成系列，纳入钻井、完井与性与经济上的合理性，通过综合研究配套形成系列，纳入钻井、完井与开发方案设计及每一项作业的具体设计中。开发方案设计及每一项作业的具体设计中。4 4 4 4、各项作业结束后进行诊断与测试，获取油气层损害程度的信息，并、各项作业结束后进行诊断与测试，获取油气层损害程度的信息，并评价保护油气层的效果和经济效益，然后反馈给有关部门，视情况决定评价保护油气层的效果和经济效益，然后反馈给有关部门，视情况决定是否继续研究改进措施或补救措施。是否继续研究改进措施或补救措施。5 5 5 5、计算机预测、诊断、评价和动态模拟。、计算机预测、诊断、评价和动态模拟。岩心分析的目的岩心分析的目的 1、全面认识油气层的 岩石物理性质及岩石中敏感性矿物的类型、产状、含量及分布特点；2、确定油气层潜在损害类型、程度及原因；3、为各项作业中保护油气层工程方案设计提供依据和建议；岩心分析的目的岩心分析的目的 1、全面认识油气层的 岩石物理性质及岩石中敏感性矿物的类型、产状、含量及分布特点；2、确定油气层潜在损害类型、程度及原因；3、为各项作业中保护油气层工程方案设计提供依据和建议；第二章第二章 岩心分析岩心分析取样要求取样要求 铸体薄片的样品应能包括油气层剖面上所有岩石性质的极端情况，如粒度、颜色、胶结程度、结核、裂缝、针孔、含油级别等，样品间距15块/m，必要时加密；X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析样品密度大约为铸体薄片的1/3至1/2，对油气层要加密，水层及夹层进行控制性分析。压汞分析的岩样，对于一个油组（或厚油层），每个渗透率级别至少有35条毛管压力曲线，最后可根据物性分布求取该油组的平均毛管压力曲线。取样要求取样要求 铸体薄片的样品应能包括油气层剖面上所有岩石性质的极端情况，如粒度、颜色、胶结程度、结核、裂缝、针孔、含油级别等，样品间距15块/m，必要时加密；X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析样品密度大约为铸体薄片的1/3至1/2，对油气层要加密，水层及夹层进行控制性分析。压汞分析的岩样，对于一个油组（或厚油层），每个渗透率级别至少有35条毛管压力曲线，最后可根据物性分布求取该油组的平均毛管压力曲线。一、一、X-X-X-X-射线衍射技术射线衍射技术(XRD)(XRD)(XRD)(XRD)作用：1、地层微粒分析；2、全岩分析；3、粘土矿物类型鉴定和含量计算；4、间层矿物的鉴定和层间比的计算；5、无垢分析；作用：1、地层微粒分析；2、全岩分析；3、粘土矿物类型鉴定和含量计算；4、间层矿物的鉴定和层间比的计算；5、无垢分析；二、扫描电镜技术二、扫描电镜技术(SEM)(SEM)(SEM)(SEM)作用：1、地层微粒的观察；2、粘土矿物的观测；3、油气层孔喉的观测；4、含铁矿物的检测；5、油气层损害的检测。作用：1、地层微粒的观察；2、粘土矿物的观测；3、油气层孔喉的观测；4、含铁矿物的检测；5、油气层损害的检测。三、薄片技术三、薄片技术应用：1、岩石的结构与构造；2、骨架颗粒的成分及成岩作用；3、孔隙特征；4、不同产状粘土矿物含量的计算；5、荧光薄片应用。应用：1、岩石的结构与构造；2、骨架颗粒的成分及成岩作用；3、孔隙特征；4、不同产状粘土矿物含量的计算；5、荧光薄片应用。四、压汞法测岩石毛管压力曲线四、压汞法测岩石毛管压力曲线应用：1、储集岩的分类评价；2、油气层损害机理分析；油气层微粒的粒度分析、微粒在孔隙中的空间分布及与孔喉大小的匹配关系是分析油气层损害的关键。3、钻井完井液设计；4、入井流体悬浮固相控制；研究表明，当颗粒直径大于平均孔喉直径的1/3时形成外泥饼，1/31/10时会侵入孔喉形成内泥饼，小于1/10时颗粒能自由移动。5、评价和筛选工作液。应用：1、储集岩的分类评价；2、油气层损害机理分析；油气层微粒的粒度分析、微粒在孔隙中的空间分布及与孔喉大小的匹配关系是分析油气层损害的关键。3、钻井完井液设计；4、入井流体悬浮固相控制；研究表明，当颗粒直径大于平均孔喉直径的1/3时形成外泥饼，1/31/10时会侵入孔喉形成内泥饼，小于1/10时颗粒能自由移动。5、评价和筛选工作液。五、其它岩心分析技术五、其它岩心分析技术 1、傅里叶变换红外光谱分析；2、CT扫描技术；3、核磁共振成象技术(NMRI)；4、电子探针等。1、傅里叶变换红外光谱分析；2、CT扫描技术；3、核磁共振成象技术(NMRI)；4、电子探针等。第三章第三章 储层损害的评价方法储层损害的评价方法评价工作液对油气层的损害油气层敏感性评价室内评价包括的内容：)2()1(代表性岩样的选取代表性岩样的选取代表性岩样的选取代表性岩样的选取 油气层的速敏性是指在钻井、测试、试油、采油、增产作业、注水等作业或生产过程中，当流体在油气层中流动时，引起油气层中微粒运移并堵塞喉道造成油气层渗透率下降的现象。目的：(1)找出临界流速，以及由速度敏感引起的油气层损害程度；(2)为以下的敏感性评价实验及其它的各种损害评价实验确定合理的实验流速提供依据。一般定为0.8倍临界流速；(3)为确定合理的注采速度提供科学依据。油气层的速敏性是指在钻井、测试、试油、采油、增产作业、注水等作业或生产过程中，当流体在油气层中流动时，引起油气层中微粒运移并堵塞喉道造成油气层渗透率下降的现象。目的：(1)找出临界流速，以及由速度敏感引起的油气层损害程度；(2)为以下的敏感性评价实验及其它的各种损害评价实验确定合理的实验流速提供依据。一般定为0.8倍临界流速；(3)为确定合理的注采速度提供科学依据。一、速敏性评价一、速敏性评价一、速敏性评价一、速敏性评价(1)(1)(1)(1)速敏概念和实验目的速敏概念和实验目的(1)(1)(1)(1)速敏概念和实验目的速敏概念和实验目的第一节第一节 敏感性评价实验敏感性评价实验包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏和应力敏感性六敏实验包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏和应力敏感性六敏实验包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏和应力敏感性六敏实验包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏和应力敏感性六敏实验(2)(2)(2)(2)原理及作法原理及作法(2)(2)(2)(2)原理及作法原理及作法 测定不同流量Qi对应的渗透率Ki-1值。从注入速度与渗透率的变化关系上，判断油气层岩心对流速的敏感性，并找出渗透率明显下降的临界流速。测定不同流量Qi对应的渗透率Ki-1值。从注入速度与渗透率的变化关系上，判断油气层岩心对流速的敏感性，并找出渗透率明显下降的临界流速。损害程度30%3070%70%敏感程度弱中等强损害程度=(KmaxKmin)/Kmax100%损害程度=(KmaxKmin)/Kmax100%油气层的这种遇淡水后渗透率降低的现象，称为水敏。目的：水敏实验的目的是了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过程，找出发生水敏的条件及水敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。油气层的这种遇淡水后渗透率降低的现象，称为水敏。目的：水敏实验的目的是了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过程，找出发生水敏的条件及水敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。二、水敏性评价二、水敏性评价二、水敏性评价二、水敏性评价(1)(1)(1)(1)水敏概念和实验目的水敏概念和实验目的(1)(1)(1)(1)水敏概念和实验目的水敏概念和实验目的(2)(2)(2)(2)原理及评价指标原理及评价指标(2)(2)(2)(2)原理及评价指标原理及评价指标 首先用地层水测定岩心的渗透率Kf，然后再用次地层水测定岩心的渗透率，最后用淡水测定岩心的渗透率KW，从而确定淡水引起岩心中粘土矿物的水化膨胀及造成的损害程度。首先用地层水测定岩心的渗透率Kf，然后再用次地层水测定岩心的渗透率，最后用淡水测定岩心的渗透率KW，从而确定淡水引起岩心中粘土矿物的水化膨胀及造成的损害程度。损害程度30%3070%70%敏感程度弱中等强 目的：盐敏评价实验的目的是找出盐敏发生的条件，以及由盐敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。目的：盐敏评价实验的目的是找出盐敏发生的条件，以及由盐敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。三、盐敏性评价三、盐敏性评价三、盐敏性评价三、盐敏性评价(1)(1)(1)(1)盐敏概念和实验目的盐敏概念和实验目的(1)(1)(1)(1)盐敏概念和实验目的盐敏概念和实验目的(2)(2)(2)(2)原理及评价指标原理及评价指标(2)(2)(2)(2)原理及评价指标原理及评价指标 通过向岩心注入不同矿化度等级的盐水(按地层水的化学组成配制)并测定各矿化度下岩心对盐水的渗透率。一般要作升高矿化度和降低矿化度两种盐敏评价实验。对地层水矿化度较高的油气层，由于工作液的矿化度一般不会超过地层水的矿化度，因此可以不评价矿化度升高产生的盐敏问题。评价指标同水敏性评价。通过向岩心注入不同矿化度等级的盐水(按地层水的化学组成配制)并测定各矿化度下岩心对盐水的渗透率。一般要作升高矿化度和降低矿化度两种盐敏评价实验。对地层水矿化度较高的油气层，由于工作液的矿化度一般不会超过地层水的矿化度，因此可以不评价矿化度升高产生的盐敏问题。评价指标同水敏性评价。当高pH值流体进入油气层后，将造成油气层中粘土矿物和硅质胶结的结构破坏(主要是粘土矿物解理和胶结物溶解后释放微粒)，从而造成油气层的堵塞损害；此外，大量的氢氧根与某些二价阳离子结合会生成不溶物，造成油气层的堵塞损害。目的：找出碱敏发生的条件，主要是临界pH值，以及由碱敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。当高pH值流体进入油气层后，将造成油气层中粘土矿物和硅质胶结的结构破坏(主要是粘土矿物解理和胶结物溶解后释放微粒)，从而造成油气层的堵塞损害；此外，大量的氢氧根与某些二价阳离子结合会生成不溶物，造成油气层的堵塞损害。目的：找出碱敏发生的条件，主要是临界pH值，以及由碱敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。四、碱敏性评价四、碱敏性评价四、碱敏性评价四、碱敏性评价(1)(1)(1)(1)碱敏性的概念和实验目的碱敏性的概念和实验目的(1)(1)(1)(1)碱敏性的概念和实验目的碱敏性的概念和实验目的(2)(2)(2)(2)原理及评价指标原理及评价指标(2)(2)(2)(2)原理及评价指标原理及评价指标 通过注入不同pH值的地层水并测定其渗透率，根据渗透率的变化来评价碱敏损害程度，找出碱敏损害发生的条件。一般从地层水的pH值开始，最后定为12。评价指标同速敏实验。通过注入不同pH值的地层水并测定其渗透率，根据渗透率的变化来评价碱敏损害程度，找出碱敏损害发生的条件。一般从地层水的pH值开始，最后定为12。评价指标同速敏实验。油气层的酸敏性是指油气层与酸作用后引起渗透率降低的现象。目的：研究各种酸液的酸敏程度，其本质是研究酸液与油气层的配合性，为油气层基质酸化和酸化解堵设计提供依据。油气层的酸敏性是指油气层与酸作用后引起渗透率降低的现象。目的：研究各种酸液的酸敏程度，其本质是研究酸液与油气层的配合性，为油气层基质酸化和酸化解堵设计提供依据。五、酸敏性评价五、酸敏性评价五、酸敏性评价五、酸敏性评价(1)(1)(1)(1)酸敏性的概念和实验目的酸敏性的概念和实验目的(1)(1)(1)(1)酸敏性的概念和实验目的酸敏性的概念和实验目的(2)(2)(2)(2)原理及评价指标原理及评价指标(2)(2)(2)(2)原理及评价指标原理及评价指标 酸敏实验包括鲜酸(一定浓度的盐酸、氢氟酸、土酸)和残酸(可用鲜酸与另一块岩心反应后制备)的敏感实验，作法为：(1)用地层水测基础渗透率，再用煤油测出酸作用前的渗透率K1(正向)；(2)反向注入0.51.0倍孔隙体积的酸液；(3)用煤油正向测出恢复渗透率K2。用实验所测的两个渗透率K1和K2,计算K2/K1的比值来评价酸敏程度，酸敏实验包括鲜酸(一定浓度的盐酸、氢氟酸、土酸)和残酸(可用鲜酸与另一块岩心反应后制备)的敏感实验，作法为：(1)用地层水测基础渗透率，再用煤油测出酸作用前的渗透率K1(正向)；(2)反向注入0.51.0倍孔隙体积的酸液；(3)用煤油正向测出恢复渗透率K2。用实验所测的两个渗透率K1和K2,计算K2/K1的比值来评价酸敏程度，K2/K10.30.30.70.7酸敏程度强中等弱项目在保护油气层技术方面的应用速敏实验(包括油速敏和水速敏)1、确定其它几种敏感性实验(水敏、盐敏、碱敏、酸敏)的实验流速。2、确定油井不发生速敏的临界流速。3、确定注水井不发生速敏的临界注入流率，如果临界注入流率太小，不能满足配注要求，应考虑增注措施。水敏实验1、如无水敏，注入地层的工作液的矿化度只要小于地层水矿化度即可，不作严格要求。2、如果有水敏，则必须控制工作液的矿化度大于 Cc1。3、如果水敏性较强，在工作液中要考虑使用粘土稳定剂。盐敏实验(升高矿化度和降低矿化度的实验)1、对于进入地层的各类工作液都必须控制其矿化度在两个临界矿化度之间，即 Cc1工作液矿化度Cc2。2、如果是注水开发的油田，当注入水的矿化度比 Cc1要小时，为了避免发生水锁损害，一定要在注入水中加入合适的粘土稳定剂，或对注水井进行周期性的粘土稳定剂处理。碱敏实验1、对于进入地层的各类工作液都必须控制其 pH 值在临界 pH 值以下。2、如果是强碱敏地层，由于无法控制水泥浆的 pH 值在临界 pH 值以下，为了防止油气层损害，建议采用屏蔽式暂堵技术。3、对于存在碱敏性地层，在今后的三次采油作业中，要避免使用强碱性的驱油流体(如碱性驱油)。酸敏实验1、为基质酸化设计提供科学依据。2、为确定合理的解堵方法和增产措施提供依据。六、应力敏感性评价六、应力敏感性评价六、应力敏感性评价六、应力敏感性评价 应力敏感性是考察在施加一定的有效应力时，岩样的物性参数随应力变化而改变的性质。应力敏感性评价的目的在于：（1）准确地评价储层，有助于储量评价；（2）对于认识测试渗透率Ke和地层电阻率有帮助；（3）为确定合理的生产压差提供依据。影响应力敏感损害的因素是：压差、油气层自身的能量和油气藏的类型。应力敏感性是考察在施加一定的有效应力时，岩样的物性参数随应力变化而改变的性质。应力敏感性评价的目的在于：（1）准确地评价储层，有助于储量评价；（2）对于认识测试渗透率Ke和地层电阻率有帮助；（3）为确定合理的生产压差提供依据。影响应力敏感损害的因素是：压差、油气层自身的能量和油气藏的类型。应力敏感性的概念和实验目的应力敏感性的概念和实验目的应力敏感性的概念和实验目的应力敏感性的概念和实验目的七、温度敏感性评价七、温度敏感性评价七、温度敏感性评价七、温度敏感性评价 在钻井、完井过程中，由于外来流体进入油气层，可使近井筒附近的地层温度下降，从而对地层产生一定的影响，主要体现在以下几个方面：（1）由于地层温度下降，导致有机垢；（2）由于地层温度下降，导致无机垢；（3）由于地层温度下降，导致地层中的某些矿物发生变化。因此，温度敏感就是指由于外来流体进入地层引起温度下降从而导致地层渗透率发生变化的现象。实验的目的就在于研究这种温度敏感引起的地层损害程度。在钻井、完井过程中，由于外来流体进入油气层，可使近井筒附近的地层温度下降，从而对地层产生一定的影响，主要体现在以下几个方面：（1）由于地层温度下降，导致有机垢；（2）由于地层温度下降，导致无机垢；（3）由于地层温度下降，导致地层中的某些矿物发生变化。因此，温度敏感就是指由于外来流体进入地层引起温度下降从而导致地层渗透率发生变化的现象。实验的目的就在于研究这种温度敏感引起的地层损害程度。温度敏感性的概念和实验目的温度敏感性的概念和实验目的温度敏感性的概念和实验目的温度敏感性的概念和实验目的第二节第二节 工作液对油气层的损害评价工作液对油气层的损害评价一、工作液的静态损害评价一、工作液的静态损害评价一、工作液的静态损害评价一、工作液的静态损害评价 该法主要利用各种静滤失实验装置测定工作液滤入岩心前后渗透率的变化，来评价工作液对油气层的损害程度并优选工作液配方。实验时，要尽可能模拟地层的温度和压力条件。Rs=(1-Kop/Ko)100%Rs值越大，损害越严重。该法主要利用各种静滤失实验装置测定工作液滤入岩心前后渗透率的变化，来评价工作液对油气层的损害程度并优选工作液配方。实验时，要尽可能模拟地层的温度和压力条件。Rs=(1-Kop/Ko)100%Rs值越大，损害越严重。二、工作液的动态损害评价二、工作液的动态损害评价二、工作液的动态损害评价二、工作液的动态损害评价 在尽量模拟地层实验工况条件下，评价工作液对油气层的综合损害(包括液相和固相及添加剂对油气层的损害)，为优选损害最小的工作液和最优施工工艺参数提供科学的依据。在尽量模拟地层实验工况条件下，评价工作液对油气层的综合损害(包括液相和固相及添加剂对油气层的损害)，为优选损害最小的工作液和最优施工工艺参数提供科学的依据。MCD-A型 高温高压多点长岩心动态损害评价仪 三、三、用多点渗透率仪测量损害深度和损害程度用多点渗透率仪测量损害深度和损害程度三、三、用多点渗透率仪测量损害深度和损害程度用多点渗透率仪测量损害深度和损害程度四、其它评价实验简介四、其它评价实验简介四、其它评价实验简介四、其它评价实验简介 其它评价实验还有体积流量评价实验、系列流体评价实验、离心法测毛管压力快速评价工作液及正反向流动实验、润湿性实验、相对渗透率曲线等实验。其它评价实验还有体积流量评价实验、系列流体评价实验、离心法测毛管压力快速评价工作液及正反向流动实验、润湿性实验、相对渗透率曲线等实验。实验项目实验目的及用途正反向流动实验观察岩心中微粒受流体流动方向的影响及运移产生的渗透率损害情况。体积流量评价实验在低于临界流速的情况下，用大量的工作液流过岩心，考察岩心胶结的稳定性；用注入水作实验可评价油层岩心对注入水量的敏感性。系列流体评价实验了解油气层岩心按实际工程施工顺序与各种外来工作液接触后所造成的总的损害及其程度。酸液评价实验按酸化施工注液工序向岩心注入酸液，在室内预先评价和筛选保护油气层的酸液配方。润湿性评价实验通过测定注入工作液前后油气层岩石的润湿性，观察工作液对油气层岩石润湿性的改变情况。相对渗透率曲线评价实验测定油气层岩石的相对渗透率曲线，观察水锁损害的程度；测定注入工作液前后油气层岩石的相对渗透率曲线，观察工作液对油气层岩石相对渗透率的改变及由此发生的损害程度。膨胀率评价实验测定工作液进入岩心后的膨胀率，评价工作液与油气层岩石(特别是粘土矿物)的配伍性。离心法测毛管压力快速评价实验用离心法测定工作液进入油气层岩心前后毛管压力的变化情况，快速评价油气层的损害。随着技术的不断进步，油气层损害的室内评价技术也在向前发展，目前已形成了如下几个发展方向：(1)全模拟实验，如温度、压力(回压、地层压力)、剪切等；(2)多点渗透率仪的应用，由短岩心向长岩心发展；(3)小尺寸岩心向大尺寸岩心发展 (4)实验的自动化，广泛引入计算机数据采集；(5)计算机数学模拟与室内物理模拟的结合。随着技术的不断进步，油气层损害的室内评价技术也在向前发展，目前已形成了如下几个发展方向：(1)全模拟实验，如温度、压力(回压、地层压力)、剪切等；(2)多点渗透率仪的应用，由短岩心向长岩心发展；(3)小尺寸岩心向大尺寸岩心发展 (4)实验的自动化，广泛引入计算机数据采集；(5)计算机数学模拟与室内物理模拟的结合。第四章第四章 油气层损害机理油气层损害机理油气层损害机理油气层损害机理：油气层损害产生的原因和伴随损害发生的物理、化学变化过程。目的目的：认识和诊断油气层损害原因及损害过程。第一节第一节 油气层损害机理的研究方法油气层损害机理的研究方法损害的实质损害的实质：有效渗透率下降。（包括绝对渗透率的下降即渗流空间的改变和相对渗透率的下降。）渗流空间的改变：渗流空间的改变：外来固相侵入、水敏性损害、酸敏性损害、碱敏性损害、微粒运移、结垢、细菌堵塞、应力敏感性损害。相对渗透率的下降：相对渗透率的下降：水锁、贾敏、润湿反转和乳化堵塞。第二节第二节 油气层潜在损害因素油气层潜在损害因素一、油气层储渗空间一、油气层储渗空间渗流空间主要指孔隙；渗流通道主要指喉道。喉道：两个颗粒间连通的狭窄部分，是易受损害的敏感部分。孔隙结构：孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其连通关系，它是从微观上来描述的。孔隙结构是从微观角度来描述油气层的储渗特性；渗透率和孔隙度是从宏观角度来描述岩石的储渗特性。1 1 1 1、孔喉类型、孔喉类型缩颈喉道、点状喉道、片状喉道、弯片状喉道、管束状喉道一、油气层储渗空间一、油气层储渗空间渗流空间主要指孔隙；渗流通道主要指喉道。喉道：两个颗粒间连通的狭窄部分，是易受损害的敏感部分。孔隙结构：孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其连通关系，它是从微观上来描述的。孔隙结构是从微观角度来描述油气层的储渗特性；渗透率和孔隙度是从宏观角度来描述岩石的储渗特性。1 1 1 1、孔喉类型、孔喉类型缩颈喉道、点状喉道、片状喉道、弯片状喉道、管束状喉道(2)(2)(2)(2)孔隙结构参数孔隙结构参数主要有：孔喉大小与分布、孔喉弯曲程度和孔喉连通程度。它们与油气层损害的关系为：a、其它条件相同时，孔喉越大不匹配的固相颗粒侵入的深度就越深，造成的固相颗粒损害程度越大；滤液造成水锁、贾敏等损害的可能性越小。b、孔喉弯曲程度增加外来固相颗粒侵入越困难，侵入深度小；地层微粒易在喉道中阻卡，微粒分散或运移的损害潜力增加，喉道越易受到损害。c、孔隙连通性越差越易受到损害。(2)(2)(2)(2)孔隙结构参数孔隙结构参数主要有：孔喉大小与分布、孔喉弯曲程度和孔喉连通程度。它们与油气层损害的关系为：a、其它条件相同时，孔喉越大不匹配的固相颗粒侵入的深度就越深，造成的固相颗粒损害程度越大；滤液造成水锁、贾敏等损害的可能性越小。b、孔喉弯曲程度增加外来固相颗粒侵入越困难，侵入深度小；地层微粒易在喉道中阻卡，微粒分散或运移的损害潜力增加，喉道越易受到损害。c、孔隙连通性越差越易受到损害。(3)(3)(3)(3)渗透率和孔隙度渗透率和孔隙度渗透率是孔喉大小、均匀性和连通性三者的共同体现。如果储层的渗透率高孔喉较大、较均匀、连通性好、胶结物含量低、受固相侵入损害的可能性大。如果储层的渗透率低孔喉较小、连通性差、胶结物含量高、易受水化膨胀、分散运移、水锁、贾敏损害。(3)(3)(3)(3)渗透率和孔隙度渗透率和孔隙度渗透率是孔喉大小、均匀性和连通性三者的共同体现。如果储层的渗透率高孔喉较大、较均匀、连通性好、胶结物含量低、受固相侵入损害的可能性大。如果储层的渗透率低孔喉较小、连通性差、胶结物含量高、易受水化膨胀、分散运移、水锁、贾敏损害。2 2 2 2、敏感性矿物、敏感性矿物(1)(1)(1)(1)定义与特性定义与特性 易与流体发生物理化学作用，并导致油气层渗透率降低。特性：粒经很小(37m)，比表面大，多位于孔喉处。(2)(2)(2)(2)类型类型a a a a、水敏和盐敏矿物水敏和盐敏矿物 指油气层中与矿化度不同于地层水的水相作用产生水化膨胀或分散、脱离等，并引起油气层渗透率下降的矿物。主要有：蒙脱石、伊利石/蒙皂石