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1、气井油气层保护技术 培训内容培训内容 气井油气层保护技术 1 前言 2 岩心分析 3 储层损害的评价 4 储层损害原因与机理 5 气层特殊损害机理 6 作业过程中的油气层保护技术 思考题 问题的提出 地质评价地下有油气，探井完钻之后，测井 、测试没有油气显示，或者产量很低。为什么？ （1）没有进行储层保护； （2）储层保护技术实施过程中 出现了问题 原因 1、前 言 在油气层开采过程中，钻井、完井的主要目的 在于钻开油气层形成油气流动通道，使油气流 入生产井底从储层中开采出来。但是在钻井、 完井、井下作业及生产开采全过程中，都有可 能造成油气层的损害，使储层渗透率下降，从 而大大降低油气井的产
2、能。因此在每个过程中 都必须注意对储层的保护，为了减少过程中的 损害、保护储层，人们不断分析储层、研究储 层损害原因和机理，进行技术评价、研究开采 技术，并在多年生产实践中形成了保护储层的 系列技术，取得了较好的效果。 保护储层技术的主要内容 1）岩心分析、油气水分析和测试技术； 2）储层敏感性和工作液损害室内评价实验技术； 3）储层损害机理研究和保护储层技术系统方案设计； 4）钻井过程中储层损害因素和保护储层技术； 5）完井过程中储层损害因素和保护储层及解堵技术； 6）油气田开发生产中的储层损害因素和保护储层技术； 7）储层损害现场诊断和矿场评价技术； 8）保护储层总体效果评价和经济效益综合
3、分析技术。 上述八方面内容构成一项配套系统工程，每项内容是 独立的，但彼此又是相关联的。 保护储层系统工程的主要技术思路 1）分析所研究储层的岩石和流体特性，以此来研究该 储层的潜在损害因素与机理； 2）收集现场资料，开展室内试验，分析研究每组储层 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； 3）按照系统工程研究各项作业中所选择的保护储层技 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，纳入钻井完井与开发方案设计及 每一项作业的具体设计中； 4）各项作业结束后进行诊断与测试，获取储层损害程 度的信息，并评价保护储层的效果和经济效益，然 后反馈给有关部门，视情况
4、决定是否继续研究改进、 补救措施； 5）计算机预测、诊断、评价和动态模拟。 研究储层每项具体作业时的主要原则 1)依据储层特性选择入井工作液（如钻井液、水泥浆、 射孔液、压井液与修井液等）的密度、类型和组分， 降低压差，缩短浸泡时间，控制其液相、固相颗粒尽 可能不进入或少进入储层。如不能完全控制，则要求 所采用的工作液与储层岩石和流体相配伍，尽可能不 诱发储层潜在损害或者控制工作液进入储层的深度， 并控制进入储层工作液的组分，力求在井投产时可使 用现代物理或化学方法加以解堵。 2)收集现场资料，开展室内试验，分析研究每组储层 在各项作业过程中潜在损害因素被诱发的原因、过 程，以制定出适合的防治
5、技术措施。 3)保护储层技术尽可能立足于预防为主，解堵为辅。 4)优选各项保护储层技术时，既要考虑各项技术的先进 性、有效性，也要考虑其经济上的可行性。 2、岩心分析 岩心分析 岩心分析是指利用各种仪器设备来观察和分 析岩心一切特性的系列技术。 岩心分析的目的 （1 1）全面认识储层岩石的物理性质及岩石中敏）全面认识储层岩石的物理性质及岩石中敏 感性矿物的类型、产状、含量与分布特点；感性矿物的类型、产状、含量与分布特点； （2 2）确定储层潜在损害类型、程度及原因；）确定储层潜在损害类型、程度及原因； （3 3）为各项作业中保护储层工程方案设计提供）为各项作业中保护储层工程方案设计提供 依据和
6、建议。依据和建议。 2、岩心分析 几种主要岩心分析技术 （1 1）X X射线衍射分析技术射线衍射分析技术 （2 2）扫描电镜分析技术）扫描电镜分析技术 （3 3）薄片分析技术）薄片分析技术 （4 4）电子探针分析技术）电子探针分析技术 （5 5）压汞毛管压力曲线测定）压汞毛管压力曲线测定 （6 6）红外光谱分析技术）红外光谱分析技术 3、储层损害的评价 储层损害的室内评价 储层敏感性评价 工作液的静态与动态损害评价工作液的静态与动态损害评价 室内实验评价技术流程室内实验评价技术流程 储层损害的矿场评价 储层敏感性评价 储层岩心敏感性 储层岩心敏感性是指储层岩心在 外来流体或压力作用下渗透率下降
7、的 现象。渗透率下降越大，储层对这种 外来流体或压力的敏感程度就越大。 储层损害室内评价储层损害室内评价 储层敏感性评价 储层岩心的敏感性 1）速敏性 2）水敏性 3）盐敏性 4）酸敏性 5）碱敏性 6）应力敏感性 7）温度敏感性 敏感性及损害评价敏感性及损害评价 l原则 若在地面实验有损 害，则在地下一定会 产生损害；若在地面 实验无损害，并不表 明地下不存在损害。 储层损害室内评价储层损害室内评价 储层敏感性评价 储层速敏评价 速敏是因流体流动速度变化引起储层岩石中微粒运 移、堵塞喉道，导致岩石渗透率或者有效渗透率下降的现 象。在钻井、测试、试油、采油、增产、注水等作业或生 产过程中都可能
8、发生。 储层损害室内评价储层损害室内评价 储层敏感性评价 速敏评价目的 （1）找出由于流速作用导致微粒运移从而发 生损害的临界流速(流量），以及找出由 速度敏感引起的储层损害程度； （2）为水敏、盐敏、碱敏、酸敏四种实验及 其它的损害评价实验确定合理的实验流速 提供依据； （3）为确定合理的注采速度提供科学依据。 储层损害室内评价储层损害室内评价 储层敏感性评价 储层水敏评价 水敏是因淡水进入储层引起储层粘土矿 物膨胀、分散、运移，导致岩石渗透率或者 有效渗透率下降的现象。 储层水敏评价目的 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 的储层损害程度，为各类工作
9、液的设计提供 依据。 储层损害室内评价储层损害室内评价 储层敏感性评价 储层盐敏评价 盐敏是因流体盐度变化引起储层粘土矿物膨 胀或收缩、分散或失稳、运移或脱落，导致储 层渗透率或者有效渗透率下降的现象。 盐敏评价目的 评价了解储层粘土矿物的膨胀、分散、运移 过程，找出发生盐敏的条件、临界矿化度上下 限及盐敏引起的储层损害程度，为各类工作液 的设计提供依据。 储层损害室内评价储层损害室内评价 储层敏感性评价 储层酸敏评价 酸敏是指酸液与储层矿物或流体发生反应， 产生沉淀或释放出微粒，导致岩石渗透率或有效 渗透率下降的现象。其本质是研究酸液与储层矿 物和流体的配伍性。 酸敏评价目的 评价储层岩石对
10、外来酸液的敏感程度，为酸 液配方设计、油气层基质酸化、酸化解堵设计 和钻井液暂堵方案等选择提供依据。 储层损害室内评价储层损害室内评价 储层敏感性评价 储层碱敏评价 碱敏是指碱液与储层矿物或流体接触发生 反应，产生沉淀或释放出微粒，导致岩石渗透 率或有效渗透率下降的现象。 碱敏评价目的 检测外来高pH值工作液进入油气层引起粘 土矿物和硅质胶结物的结构破坏程度，确定碱 敏发生的条件及损害程度，为工作液的合理pH 值确定提供科学依据。 储层损害室内评价储层损害室内评价 储层敏感性评价 储层应力敏感评价 应力敏感性是指储层物性随着有效应力的变化而 变化的性质。即储层岩心渗透率随有效应力的增加而 显著
11、下降，且在有效应力减小后渗透率不能恢复的现 象。或者说：岩石所受净应力改变时，孔喉通道变形、 裂缝闭合或张开，导致岩石渗流能力下降的现象。 应力敏感评价目的 评价储层岩石渗透率对有效应力的敏感程度及应力 增大对储层的伤害程度，这对低渗裂缝性储层的勘探与 开发意义重大。 储层损害室内评价储层损害室内评价 储层敏感性评价 储层温度敏感评价 在钻井完井过程中，由于外来流体进入储 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，导致岩石渗流能力下降的 现象。 温度敏感评价目的 评价储层温度敏感引起的储层伤害程度。 储层损害室内评价储层损害室内评价 工作液的静态与动态损害评价工作液的静态与动
12、态损害评价 工作液的静态损害评价 该方法是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 储层的损害程度并优选工作液配方。实验尽可能 模拟地层的温度和压力条件。 工作液的动态损害评价 该方法是在尽量模拟地层实际工矿条件下， 评价工作液对储层的综合损害（包括液相、固相 及添加剂对储层的损害），为优选损害最小的工 作液和最优施工工艺参数提供科学依据。 储层损害室内评价储层损害室内评价 工作液的静态与动态损害评价工作液的静态与动态损害评价 静态损害评价与动态损害评价比较 后者更能真实地模拟井下实际工矿 条件下工作液对储层的损害过程，两者 最大的差别在于工作液损害岩心时的状
13、 态不同，静态评价时，工作液是静止的 ，而动态评价时，工作液处于循环或搅 动的运动状态，显然后者的损害过程更 接近现场实际，其实验结果对现场更具 有指导意义。 储层损害室内评价储层损害室内评价 工作液类型 敏感性实验结果 工况和施工要求 室内评价方案 动/静态损害评价实验 现场试验 推广应用 修改工作液修改工作液 体系配方体系配方 反反 馈馈 室内实验评价技术流程室内实验评价技术流程 储层损害室内评价储层损害室内评价 储层损害的矿场评价 矿场评价 包括： l试井评价 l产量递减分析 l测井评价等 储层损害室内评价储层损害室内评价 储层损害的矿藏评价方法 用生产关井测试压力曲线资料对储层受到损害
14、的程度作出直接的定量分 析与判断的方法有六种： 1、表皮系数（S）法：即分析储层受损害引起的流体流向井底的附加阻力 大小； 2、条件比（CR）法：即分析储层受损害时，储层平均渗透率与未受损害 储层渗透率的比值或递减率的降低程度； 3、产能比（PR）法：即分析在相同的生产压差条件下，储层受损害油气 井采油指数递减的百分数； 4、流动效率（FE）法：即分析在相同的产量条件下，储层受损害采油指 数递减的百分数； 5、污染系数（DF）法：即研究储层受损害所引起压力损失的程度； 6、污染半径（ra）法：即确定井底附近地带污染半径的大小。 这些方法除污染半径法外，都具有等价和等效的作用。在应用时，可 根据
15、实际情况加以选择，不必将每一种方法都进行同一问题的计算。 储层损害矿藏评价储层损害矿藏评价 4、储层损害原因与机理 油气层被钻开之前，在油气藏温度压力环境下，岩石矿 物和地层流体处于一种物理、化学的平衡状态。 钻井、完井、修井、注水和增产等作业或生产过程都能 改变原来的环境条件，使平衡状态发生改变，这就可能 造成油气井产能下降，导致油气层损害。 揭示油气层损害机理，不仅要研究油气层固有的工程地 质特征和油气藏环境（内因），而且还应研究这些内因 在各种作业条件下（外因）产生损害的具体过程。 损害机理研究以岩心分析、敏感性评价、工作液损害模 拟实验和矿场评价为依托，通过综合分析，诊断油气层 损害发
16、生的具体环节、主要类型及作用过程，最后要提 出有针对性的保护技术和解除损害的措施建议。 储层损害机理三种主要的分类 按损害因素分类（内因与外因） 按敏感性矿物分类 （从岩矿学角度的分类） 按损害原因分类 （从流体侵入造成地层损害角度的分类） 储层损害机理储层损害机理 储层损害的内外因 （潜在因素和诱发因素） l内因：是指油气层本身的空隙结构、敏感 性矿物、岩石表面性质及流体性质等造成 损害的原因。 l外因：指在施工作业时任何能够引起油气 层微观结构或流体原始状态发生改变，并 使得油气层的原始渗透率等降低的各种外 部作业条件，如：入井流体性质、压差、 温度和作业时间等。 储层损害机理储层损害机理 油气层潜在损害因素油气层潜在损害因素 主要讨论 1、储渗空间特征 2、敏感性矿物 3、岩石表面性质 4、流体性质 等对油气层损害的影响 储层损害机理储层损害机理 储层潜在损害因素 1 1、油气层储渗空间、油气层
