油气层损害的室内评价

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1、u教学目标：教学目标： 了了解解油油气气层层损损害害室室内内评评价价实实验验的的目目的的；掌掌握握五五敏敏实实验验的的主主要要实实验验程程序序、评评价价表表征征、分分析析方方法法；了了解解应应力力敏敏感感性性实实验验的的主主要要内内容容和实验目的；了解工作液动态污染评价方法。和实验目的；了解工作液动态污染评价方法。u教学重点难点：教学重点难点： 五五敏敏实实验验的的实实验验程程序序、评评价价方方法法和和分分析析方法。方法。 第一节第一节 概述概述 通通过过室室内内评评价价实实验验对对油油气气层层的的物物理理性性质质、岩岩石石成成分分或或结结构构，以以及及油油气气层层中中的的流流体体性性质质进进

2、行行分分析析研研究究，用用油油气气藏藏开开发发过过程程中中所所能能接接触触到到的的流流体体进进行行模模拟拟实实验验，检检验验其其损损害害程程度度，对对油油气气层层潜潜在在敏敏感感性性作作出出系系统统评评价价，弄弄清清楚楚引引起起油油气气层层损损害害的的原原因因中中哪哪些些是是内内因因，哪哪些些是是外外因因，进进而而提提出出防防治治措措施施。 概概括括起起来来，进进行行评评价价实实验验有有以以下下四四个目的个目的: :一、评价实验的目的一、评价实验的目的一、评价实验一、评价实验的的目的目的(1)(1)弄清楚油气层潜在损害因素弄清楚油气层潜在损害因素; ;(2)(2)弄清楚外因对油气层的影响弄清楚

3、外因对油气层的影响; ;(3)(3)弄清在内因、外因影响下弄清在内因、外因影响下，油气层损害类型及油气层损害类型及程度程度; ;(4)(4)筛选合理的防治措施。筛选合理的防治措施。1 1、油气层损害的原因油气层损害的原因（1 1）油油气气层层岩岩石石特特殊殊的的敏敏感感性性矿矿物物性性质质和和结结构构性性质质，决决定了油气层具有的潜在损害因素定了油气层具有的潜在损害因素; ; （2 2）外来条件外来条件 ( ( 如流体、压力、温度等如流体、压力、温度等 ) ) 的干扰。的干扰。 前前者者是是油油气气层层所所固固有有的的，是是客客观观存存在在的的，而而后后者者是是人人为为控控制制的的。因因此此，

4、进进行行油油气气层层损损害害室室内内评评价价，首首先先应应该该从从认认识识岩岩石石本本身身特特性性入入手手，然然后后在在此此基基础础上上研研究究外外来来条件的影响。条件的影响。 二、评价程序二、评价程序2、评价程序、评价程序一项系统的评价此程序应该分三步进行一项系统的评价此程序应该分三步进行：（1 1）进进行行岩岩石石特特性性评评价价，找找出出岩岩石石中中存存在在的的敏敏感感性性矿矿物物及其潜在危害及其潜在危害； （2 2）若若有有潜潜在在危危害害，则则进进行行敏敏感感性性程程度度评评价价，即即针针对对潜潜在在危危害害模模拟拟外外来来条条件件，测测定定岩岩石石在在不不同同外外来来条条件件下下的

5、的敏敏感程度感程度; ; （3 3）进进行行措措施施筛筛选选实实验验，即即根根据据敏敏感感程程度度分分析析，结结合合工工程需要进行系列测定程需要进行系列测定，筛选出防止或减少损害的措施。筛选出防止或减少损害的措施。二、评价程序二、评价程序三、评价方法三、评价方法1 1、油气层敏感性系统评价实验油气层敏感性系统评价实验 岩石物性分析、岩石学分析、岩心流动评价实岩石物性分析、岩石学分析、岩心流动评价实验和辅助评价验和辅助评价。2 2、模拟动态施工过程中的工程模拟实验模拟动态施工过程中的工程模拟实验四、四、评价油气层损害的方法和技术评价油气层损害的方法和技术的发展的发展 1 1、2020世纪世纪40

6、40- -70 70 年代年代主要是以主要是以岩心流动实验岩心流动实验为基础为基础，用用渗透率的变化情况渗透率的变化情况来判断发生损害的问题。来判断发生损害的问题。2 2、2020世纪世纪7070- -80 80 年代年代（1 1）X X 射线衍射仪、电子扫描显微镜、图象分析系统射线衍射仪、电子扫描显微镜、图象分析系统等电子仪器广泛应用等电子仪器广泛应用（2 2）借借助助微微电电脑脑技技术术采采用用物物理理模模拟拟和和数数学学模模拟拟手手段段来来研研究究地地层层孔孔隙隙中中的的固固体体微微粒粒的的运运移移、微微粒粒的的侵侵入入深深度度、地地层层中中流流体体运运动动状状态态、地地层层渗渗透透率率

7、随随时时间间、流流速速及及温温度度的变化等。的变化等。 3 3、2020世纪世纪8080年代以后年代以后逐逐步步形形成成了了采采用用多多种种方方法法进进行行系系列列实实验验的的实实验验程程序序， 如如 识识别别水水敏敏性性地地层层 实实验验程程序序、 油油气气层层敏敏感感性性评评价价 实实验验程程序序等等等等。并并且且出出现现了了一一些些实实验验条条件件更更加加接接近近矿矿场场实际施工条件的实际施工条件的工程模拟实验工程模拟实验。 第二节第二节 岩心流动实验岩心流动实验 岩岩心心流流动动实实验验：通通过过测测定定岩岩心心渗渗透透率率变变化化规规律来评价油气层损害问题的室内实验方法的总称律来评价

8、油气层损害问题的室内实验方法的总称。 岩岩心心流流动动实实验验是是油油气气层层敏敏感感性性系系统统评评价价中中的的重重要要组组成成部部分分，也也是是油油气气层层损损害害室室内内评评价价的的主主要要手手段段。岩岩心心流流动动实实验验以以达达西西定定律律为为理理论论依依据据，实实验验中中需需要要控控制制或或测测量量的的基基本本参参数数有有压压力力、流流速速、注入流体的组分、注入流体的组分、pH pH 值及流过的流体体积。值及流过的流体体积。一、基本实验程序一、基本实验程序 ( (一一) ) 选择岩心选择岩心实验用岩实验用岩样样应选择本油气层未受到污染和破坏应选择本油气层未受到污染和破坏的天然岩心的

9、天然岩心，并具有较好的代表性并具有较好的代表性。二、实验条件二、实验条件 在取样前在取样前，应将岩心表面的滤饼刮净应将岩心表面的滤饼刮净，并切去被污染并切去被污染环环，制成圆柱状岩塞。制成圆柱状岩塞。 在取样时在取样时，为使岩样中粘土不受破坏为使岩样中粘土不受破坏，应采用应采用煤油或煤油或高矿化度盐水作润滑剂和冷却剂高矿化度盐水作润滑剂和冷却剂；若岩石胶结极差若岩石胶结极差，应采应采用用液氮液氮作润滑剂和冷却剂进行低温冷冻加工作润滑剂和冷却剂进行低温冷冻加工，并并用用钻套或钻套或筛网筛网/ /端盖端盖/ /热缩套热缩套CSTCST 包封法进行人工包封包封法进行人工包封，以保证以保证岩石结构不受

10、破坏。岩石结构不受破坏。( (二二) ) 岩样制备岩样制备实验前实验前，必须将岩样中的必须将岩样中的烃烃类和束缚水清洗干净。类和束缚水清洗干净。清清洗洗的的方方法法：溶溶剂剂抽抽提提法法、二二氧氧化化碳碳溶溶剂剂驱驱替替法法、加加压压溶剂清洗法和热解法。溶剂清洗法和热解法。烘烘干干：清清洗洗干干净净得得样样品品需需保保持持温温度度在在60-65，相相对对湿湿度度40%-45%条条降降下下烘烘干干后后才才能能使使用用，此此条条件件可可使使岩岩样样中中粘粘土矿物不受到破坏。土矿物不受到破坏。(三三) 岩样的清洗与烘干岩样的清洗与烘干克克氏氏渗渗透透率率当当平平均均压压力力增增至至无无穷穷大大时时的

11、的气气测测渗渗透透率率（平均压力增加，气测渗透率减小）（平均压力增加，气测渗透率减小）。( (四四) ) 测测K Ka a及及K K（克氏渗透率）（克氏渗透率）b-滑动因子；滑动因子； -岩样进出口平均压力，（岩样进出口平均压力，（p1+p2）/2饱饱和和液液：地地层层水水或或标标准准盐盐水水（7%NaCl + 0.6CaCl2 + 0.4%MgCl2）。按按照照标标准准SY/T5336-1996（岩岩心心常常规规分分析析方方法法）规规定定，饱饱和和后后应应浸浸泡泡4h，若若气气测测渗渗透透率率10-3m2，应应在在10MPa的压力下浸泡的压力下浸泡40h以上。以上。 孔隙度用饱和法测定。孔隙

12、度用饱和法测定。(五五) 抽空饱和、测孔隙度抽空饱和、测孔隙度l对对油油井井：用用煤煤油油作作为为实实验验流流体体，要要求求煤煤油油先先经经过过干干燥燥，再用白土除去其中的极性物质，然后用再用白土除去其中的极性物质，然后用G5砂芯漏斗过滤；砂芯漏斗过滤；l对对注注水水井井：应应使使用用经经过过过过滤滤处处理理的的地地层层水水或或模模拟拟地地层层水作为实验流体。水作为实验流体。( (六六) ) 配制实验液配制实验液三、常用的测定项目三、常用的测定项目在评价油气层损害时在评价油气层损害时，最常用的测定项目有最常用的测定项目有: : 速敏性评价实验速敏性评价实验酸敏性评价实验酸敏性评价实验碱碱敏性评

13、价实验敏性评价实验水敏性评价实验水敏性评价实验盐盐敏敏评价实验评价实验应力敏感评价实验应力敏感评价实验体积流过量评价实验体积流过量评价实验正反向流动实验正反向流动实验系列流体评价实验系列流体评价实验钻井钻井( (完井完井) )液污染评价实验等。液污染评价实验等。 (一一) 速敏速敏性评价实验性评价实验1、实验目的实验目的（1）了了解解流流体体流流速速的的变变化化引引起起岩岩石石颗颗粒粒运运移移时时对对油油气气层层渗渗透透率率的的影影响响，并并且且测测定定临临界界流流速速，并并把把它它作作为评估油气层速敏性程度的指标。为评估油气层速敏性程度的指标。（2）为其它实验提供合理的实验流速提供依据。）为

14、其它实验提供合理的实验流速提供依据。因因流流体体流流动动速速度度变变化化引引起起储储层层岩岩石石中中微微粒粒运运移移，堵堵塞塞吼吼道道，导导致致岩岩石石渗渗透透率率或或有有效效渗渗透透率率下下降降的的现象。现象。2、临界流速临界流速：维持渗透率平稳的最大流速维持渗透率平稳的最大流速。 如如图图中中所所示示的的Qi-1对对应应的的流流速速，当当流流速速大大于于此此值值，岩岩石孔道中运移的微粒就会产生堵塞。石孔道中运移的微粒就会产生堵塞。3、速敏性评价指标、速敏性评价指标(1)临界流速临界流速vc：vc越小越小，岩石中微粒运移越容易发生。岩石中微粒运移越容易发生。(2) 如如果果流流量量Qi-1

15、对对应应的的渗渗透透率率 Ki-1 与与流流量量Qi对对应应的的渗渗透透率率Ki 之之间间满满足足下下述述关关系系，说说明明已已发发生生速速敏敏，并并且且流流量量Qi-1即即为为临界临界流量流量 Qc ，QC对应的流速为临界流速对应的流速为临界流速 VC。（2）损害程度）损害程度 从各级流量的渗透率从各级流量的渗透率Ki（i=1，2，3 ，n）中中找出最大渗透率找出最大渗透率Kmax和最小渗透率和最小渗透率Kmin，按下式计，按下式计算损害程度：算损害程度： 损害程度损害程度30%30-70%70%敏感敏感程度程度弱弱中等中等强强砂岩（正向）砂岩（正向）砂岩（反向）砂岩（反向）灰岩灰岩 (二二

16、) 水敏性实验水敏性实验1、水敏水敏 指指与与油油气气层层不不配配伍伍的的外外来来流流体体进进入入油油气气层层后后引引起起粘粘土土膨膨胀胀、分分散散、运运移移，使使孔孔隙隙和和喉喉道道减减小小或或堵堵塞塞，降降低低油油气气层层渗透率的现象。渗透率的现象。 2、实验目的、实验目的 了了解解发发生生水水敏敏的的过过程程，综综合合评评价价油油气气层层水水敏敏性性程程度度，并测定最终使油气层渗透率降低的程度。并测定最终使油气层渗透率降低的程度。 用用三三种种不不同同盐盐度度但但成成系系列列的的流流体体-地地层层水水、次次地地层层水水（即即地地层层水水与与蒸蒸馏馏水水的的等等体体积积混混合合物物）和和蒸

17、蒸馏馏水水流流过过岩岩样样，分分别别测测定定不不同同盐盐度度的的流流体体流流过过岩岩样样时时的的液液相渗透率。相渗透率。3、实验方法实验方法4、水敏性评价指标水敏性评价指标式中：式中：Kw-蒸馏蒸馏水通过时的渗透率水通过时的渗透率 Kf-地层水流过时岩样的水相渗透率地层水流过时岩样的水相渗透率Kw/ Kf0.30.3-0.70.7-1.0水敏性强度水敏性强度强强中等中等弱弱砂岩砂岩灰岩灰岩 (三三) 盐盐敏敏评价实验评价实验1、盐敏、盐敏 高高于于地地层层水水矿矿化化度度的的工工作作液液滤滤液液进进入入油油气气层层后后， 可可能能引引起起粘粘土土的的收收缩缩、失失稳稳、脱脱落落；低低于于地地层

18、层水水矿矿化化度度的的工工作作液液滤滤液液进进入入油油气气层层后后，则则可可能能引引起起粘粘土土的的膨膨胀胀和和分分散散，引起渗透率的下降引起渗透率的下降的现象。的现象。2、实验目的实验目的 找找出出盐盐敏敏发发生生的的条条件件，以以及及由由盐盐敏敏引引起起的的油油气气层层伤伤害害程度程度，为各类工作液的设计提供依据。为各类工作液的设计提供依据。3、实验方法、实验方法通通过过向向岩岩心心注注入入不不同同矿矿化化度度等等级级的的盐盐水水（按按地地层层水水的的化化学学组组成成配配制制）并并测测定定各各矿矿化化度度下下岩岩心心对对盐盐水水的的渗渗透透率率，根根据据渗渗透透率率随随矿矿化化度度的的变变

19、化化来来评评价价盐盐敏敏伤伤害害程程度度，找找出出盐盐敏敏伤伤害发生的条件害发生的条件。 （1）盐敏判断）盐敏判断 如如果果矿矿化化度度 Ci-1 对对应应的的渗渗透透率率 Ki-1 与与矿矿化化度度 Ci 对对应应的的渗渗透透率率 Ki 之之间间满满足足下下述述关关系系，说说明明已已发发生生盐盐敏敏 ，并并且且矿矿化度化度Ci-1即为临界矿化度即为临界矿化度 Cc。4、盐敏判断及评价指标、盐敏判断及评价指标（2）评价指标）评价指标Kmax和和Kmin：各各级级矿矿化化度度盐盐水水的的渗渗透透率率Ki（i=1，2，3 ，n）中最大渗透率和最小渗透率。中最大渗透率和最小渗透率。损害程度损害程度3

20、0%30-70%70%盐盐敏程度敏程度中等中等强强弱弱砂岩砂岩砂岩砂岩1、岩心分析技术应用展望岩心分析技术应用展望课堂回顾：课堂回顾：（1）傅里叶变换红外光谱分析；）傅里叶变换红外光谱分析；（2）CT扫描技术；扫描技术；（3）核磁共振成象技术核磁共振成象技术（4）配能谱仪的扫描电镜技术）配能谱仪的扫描电镜技术 （5）环境扫描电镜）环境扫描电镜2、油气层损害的室内评价目的油气层损害的室内评价目的课堂回顾：课堂回顾：(1)弄清楚油气层潜在损害因素；弄清楚油气层潜在损害因素；(2)弄清楚外因对油气层的影响；弄清楚外因对油气层的影响；(3)弄清在内因、外因影响下，油气层损害类型及程度；弄清在内因、外因

21、影响下，油气层损害类型及程度；(4)筛选合理的防治措施。筛选合理的防治措施。3、岩心流动实验基本程序岩心流动实验基本程序课堂回顾：课堂回顾：4、油气层损害的室内评价目的油气层损害的室内评价目的课堂回顾：课堂回顾：速敏性评价实验速敏性评价实验水敏性评价实验水敏性评价实验盐盐敏敏评价实验评价实验碱碱敏性评价实验敏性评价实验酸敏性评价实验酸敏性评价实验应力敏感评价实验应力敏感评价实验体积流过量评价实验体积流过量评价实验正反向流动实验正反向流动实验系列流体评价实验系列流体评价实验钻井钻井( (完井完井) )液污染评价实验等。液污染评价实验等。4、油气层损害的室内评价目的油气层损害的室内评价目的课堂回顾

22、：课堂回顾：（1）流体中的固相颗粒对油气层的损害：堵塞孔隙和裂缝；）流体中的固相颗粒对油气层的损害：堵塞孔隙和裂缝；（2）外外来来流流体体与与油油气气层层岩岩石石不不配配伍伍造造成成的的损损害害：水水敏敏、酸酸敏敏、碱碱敏损害及润湿反转；敏损害及润湿反转；（3）外外来来流流体体与与油油气气层层流流体体不不配配伍伍造造成成的的损损害害：无无机机垢垢、有有机机构构、沉淀物、细菌繁殖、乳状液生成沉淀物、细菌繁殖、乳状液生成u乳乳状状液液：高高粘粘乳乳状状液液增增加加油油流流动动阻阻力力；乳乳状状液液液液滴滴堵堵塞塞孔孔隙隙喉喉道道 （四）（四）碱敏评价实验碱敏评价实验1、碱敏概念碱敏概念 当当高高p

23、H 值值流流体体进进入入油油气气层层后后，将将造造成成油油气气层层中中粘粘土土矿矿物物和和硅硅质质胶胶结结物物的的结结构构破破坏坏（主主要要是是粘粘土土矿矿物物和和胶胶结结物物溶溶解解后后释释放放微微粒粒），大大量量氢氢氧氧根根与与某某些些二二价价阳阳离离子子结结合合会会生生成不溶物，从而造成油气层的堵塞伤害成不溶物，从而造成油气层的堵塞伤害。2、实验目的实验目的 找找出出碱碱敏敏发发生生的的条条件件，主主要要是是临临界界pH值值，以以及及由由碱碱敏敏引引起的油气层伤害程度起的油气层伤害程度，为各类工作液的设计提供依据为各类工作液的设计提供依据。 通通过过注注入入不不同同 pH 值值的的地地层

24、层水水并并测测定定其其渗渗透透率率，根根据据渗渗透透率率的的变变化化来来评评价价碱碱敏敏伤伤害害程程度度，找找出出碱碱敏敏伤伤害害发生的条件。发生的条件。 3、实验、实验原理原理制备不同制备不同pH值盐水（地层水值盐水（地层水pH值值12）；）；用用选选好好的的岩岩心心抽抽真真空空饱饱和和第第一一级级盐盐水水，并并浸浸泡泡20-24h，在在低于临界流速下测岩心对第一级盐水渗透率低于临界流速下测岩心对第一级盐水渗透率K1；测岩心对第二级，测岩心对第二级，最后一级盐水的渗透率，最后一级盐水的渗透率Kn。4、实验步骤、实验步骤5、敏感性判断、敏感性判断如如果果i-1 级级 pH 值值盐盐水水对对应应

25、的的渗渗透透率率 Ki-1 与与第第 i 级级 pH 值值盐盐水水对对应应的的渗渗透透率率 Ki 之之间间满满足足下下述述关关系系：说说明明已已发发生生碱碱敏敏，则则 i-1 级级 pH 值即为临界值即为临界 pH 值。值。 6、伤害程度的计算方法伤害程度的计算方法Kmax和和Kmin：各各级级pH值值盐盐水水的的渗渗透透率率Ki（i=1，2，3 ，n）中的最大得渗透率和最小得渗透率。中的最大得渗透率和最小得渗透率。损害程度损害程度30%30-70%70%碱碱敏程度敏程度弱弱中等中等强强砂岩砂岩灰岩灰岩砂岩砂岩（五）（五）酸敏评价实验酸敏评价实验1、 酸敏概念及实验目的酸敏概念及实验目的 油油

26、气气层层的的酸酸敏敏性性：指指油油气气层层与与酸酸作作用用后后引引起起的的渗渗透透率率降低的现象。降低的现象。 酸酸敏敏实实验验的的目目的的：研研究究各各种种酸酸液液的的酸酸敏敏程程度度，其其本本质质是是研研究究酸酸液液与与油油气气层层的的配配伍伍性性，为为油油气气层层基基质质酸酸化化时时确确定合理的酸液配方提供依据。定合理的酸液配方提供依据。2、实验步骤、实验步骤（1） 用地层水测基础渗透率用地层水测基础渗透率， 再用煤油测出酸作用前再用煤油测出酸作用前的渗透率的渗透率 K1（正向正向）;（2） 反向注入反向注入 0.5-1.0 倍孔隙体积的酸液倍孔隙体积的酸液 ;（3） 用煤油正向测出恢复

27、渗透率用煤油正向测出恢复渗透率 K2。3、评价指标评价指标计算计算K2/ K1的比值来评价酸敏程度。的比值来评价酸敏程度。K2/ K130%30-70%70%酸酸敏程度敏程度强强中等中等弱弱砂岩（盐酸酸敏）砂岩（盐酸酸敏）砂岩（土酸酸敏）砂岩（土酸酸敏）灰岩（盐酸酸敏）灰岩（盐酸酸敏）灰岩（土酸酸敏）灰岩（土酸酸敏）1、应力敏感性应力敏感性：在施加一定的有效应力时在施加一定的有效应力时，岩样的物性参数岩样的物性参数随应力随应力增大增大而而变小，导致油气层渗透率降低变小，导致油气层渗透率降低的性质。的性质。2、实验目的实验目的（1）准准确确地地评评价价油油气气层层，通通过过模模拟拟围围压压条条件

28、件测测定定孔孔隙隙度度可可以以将常规孔隙度值转换成原地条件将常规孔隙度值转换成原地条件，有助于储量评价有助于储量评价。 （2）为确定合理的生产压差服务。为确定合理的生产压差服务。（六）（六）应力敏感性评价应力敏感性评价 （1）选择实验岩心选择实验岩心，测量长度、直径等测量长度、直径等 。 （2）选选择择有有效效应应力力实实验验点点 800psi（1psi=6894.76Pa）、1000psi 、2000 psi 、7000psi。 （ 3） 在在 全全自自动动岩岩心心测测试试装装置置上上用用氮氮气气 测测出出各各实实验验应应力力值下的渗透率和孔隙度。值下的渗透率和孔隙度。3、实验程序、实验程序

29、应力敏感实验结果应力敏感实验结果压力压力孔隙度孔隙度/%下降率下降率/%渗透率渗透率/mD下降率下降率/%3Mpa10.60.12405Mpa10.14.70.08233.97Mpa9.78.50.0651.610Mpa9.510.40.04861.315Mpa9.312.30.04166.9砂岩砂岩砂岩砂岩灰岩灰岩灰岩灰岩4、数据分析及评价指标数据分析及评价指标Ss SS 值的值的越大，越大，岩样的应力敏感性岩样的应力敏感性越强越强。式中：式中：K1000-1000psi 有效应力下的渗透率有效应力下的渗透率 Ki- 有效有效应力力i对应的渗透率对应的渗透率用用无无量量纲纲渗渗透透率率（Ki

30、/K1000）的的立立方方根根应应力力的的对对数数作作图图，可得（可得（Ki/K1000）1/3与与lgi的线性关系：的线性关系：应力敏感程度评价指标应力敏感程度评价指标SS0.300.30SS0.700.701.0应力敏感程度应力敏感程度弱弱中等中等强强极强极强六六敏实验结果的应用敏实验结果的应用项目项目目实验结果及其应用目实验结果及其应用速敏实验（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、酸敏、碱敏）的实验流速。(2) 确定油井不发生速敏伤害的临界产量Q。(3) 确定注水井不发生速敏伤害的临界注入速率 Qcw，如果Qcw 太小，不能满足配注要求，应考虑增注措施。水敏实

31、验(1) 如无水敏，则进入地层的工作液之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，为了避免发生水敏伤害，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

32、控制水泥浆的pH值在临界pH值之下，为了防止油气层伤害，建议采用屏蔽式暂培技术。(3)对于存在碱敏性的地层，要避免使用强碱性工作液。酸敏实验(1)为基质酸化之酸液配方设计提供科学的依据。(2)为确定合理的解堵方法和增产措施提供依据。应力敏感实验(1)准确评价油气层：通过模拟围压条件测定孔隙度，可以将常规孔隙度值转换成原地条件下的孔隙度值，有助于储量平价。(2)为确定合理的生产压差。（七）（七）钻井完井液伤害评价实验钻井完井液伤害评价实验1、实验目的实验目的 了了解解现现场场用用钻钻井井完完井井液液与与岩岩心心接接触触后后对对储储层层的的伤伤害害程程度度，从从而而评评价价钻钻井井完完井井液液及及

33、优优选选配配方方。当当需需要要时时，还还可可专专门门评评价价钻钻井井完完井井液液中中的的处处理理剂及钻井液滤液对油气层的伤害剂及钻井液滤液对油气层的伤害。2、钻井完井液静态伤害实验钻井完井液静态伤害实验 在在恒恒定定压压力力下下，让让钻钻井井完完井井液液在在静静态态下下与与岩岩心心接接触触一一定定时时间间，测测定定岩岩心心与与钻钻井井完完井井液液接接触触前前后后的的渗渗透透率率值值，即即可可评评价价钻钻井井完完井井液液的的伤伤害害程程度。主要模拟了钻井过程中钻井完井液对地层浸泡的影响度。主要模拟了钻井过程中钻井完井液对地层浸泡的影响。 静态伤害实验静态伤害实验步骤：步骤： （1）正向测定岩心的

34、地层水渗透率正向测定岩心的地层水渗透率Kf； （2）正向油驱水并正向测定岩心束缚水状态下的油相渗透率正向油驱水并正向测定岩心束缚水状态下的油相渗透率 KO； （3）反向完井液滤失反向完井液滤失, 要求压差保持为要求压差保持为 3.5MPa，直至上流端直至上流端流出滤液为止流出滤液为止（也可（也可30min）；）； （4）正向驱替完井液正向驱替完井液，直至下流端排出液全部是油为直至下流端排出液全部是油为止；止； (5) 正向测定岩心伤害后的油相渗透率正向测定岩心伤害后的油相渗透率 Kop。Rs30%30-70%7O%损害程度损害程度弱弱中等中等强强评判：评判：损害程度损害程度Rs：3、 钻井完井

35、液动态伤害实验钻井完井液动态伤害实验1）评价程序）评价程序用用地地层层水水或或煤煤油油测测定定岩岩心心原原始始渗渗透透率率K0根根据据现现场场实实际际情情况况选选择适当实验条件（压力、温度、切力等）择适当实验条件（压力、温度、切力等）在在接接近近实实际际工工况况的的情情况况下下用用工工作作液液反反向向污污染染岩岩心心0.5-1.0倍倍孔孔隙体积或注入隙体积或注入1-3小时用地层水或煤油测岩心恢复渗透率小时用地层水或煤油测岩心恢复渗透率KP。模模拟拟井井筒筒流流体体在在动动态态滤滤失失以以及及剪剪切切作作用用下下对对油油气气层层岩心产生的固液两相伤害。岩心产生的固液两相伤害。收集滤液收集滤液模拟

36、泥浆循环剪切速率模拟泥浆循环剪切速率 Rs30%30-70%70%损害损害程度程度弱弱中等中等强强2）渗透率损害率）渗透率损害率3）评价标准）评价标准4 4、钻井完井液侵入深度与伤害程度评价实验、钻井完井液侵入深度与伤害程度评价实验上上述述两两种种实验均均是是只只对钻井井完完井井液液在在整整个个岩岩心心上上的的平平均均伤害害程程度度进行行评价价，是是一一个个渐进过程程， 侵侵入入剖剖面面是是不不规则的的。从从井井眼眼至至地地层深深部部地地层流流体体的的分分布布为冲冲洗洗带、过渡渡带、扩散散带和和原原状状地地层, , 而而每每个个带由由于于完完井井液液侵侵入入量量不不同同，其其伤害害程程度度也也

37、就就不不同同。由由西西南南石石油油学学院院开开发研研制制的的高高温温高高压长岩心多点岩心多点伤害害评价系价系统主体装置如主体装置如图所示。所示。 方法：方法：l将多将多块岩心装入多点渗透率岩心装入多点渗透率仪的的夹持器内持器内组成成长岩心；岩心；l测测量量损损害害前前的的渗渗透透率率，然然后后用用工工作作液液损损害害岩岩心心，再再测测污污染后的回复渗透率曲线；染后的回复渗透率曲线；l利利用用损损害害前前后后的的渗渗透透率率曲曲线线对对比比求求得得损损害害深深度度和和分分段段损损害程度。害程度。损害深度损害深度=L6+L5+L4+0.5*L3分段污染程度：分段污染程度：i=1，2，3，4，5，

38、（八）（八）其它评价实验其它评价实验油气层伤害的其它评价实验油气层伤害的其它评价实验实验项目实验项目实验目的及用途实验目的及用途正反向流动实验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伤害情况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伤害情况体积流量评价实验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；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系列流体评价实验了解油气层岩心按实际工程施工

39、顺序与各种外来工作液接触后所造成的总的伤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伤害及其程度害及其程度阳离子交换实验阳离子交换实验通过油层岩石的阳离子交换容量测量，确定粘土矿物水化膨胀的相对严重程度。通过油层岩石的阳离子交换容量测量，确定粘土矿物水化膨胀的相对严重程度。为油层伤害机理研究及防止油层伤害的完井措施提供依据为油层伤害机理研究及防止油层伤害的完井措施提供依据酸液评价实验酸液评价实验按酸化施工注液工序向岩心注入酸液，在室外内预先评价和筛选保护油气层的按酸化施工注液工序向岩心注入酸液，在室外内预先评价和筛选保护油气层的酸液配方酸液配方润湿性评价实验润湿性评价实验

40、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性的改变情况相对渗透率曲线相对渗透率曲线评价实验评价实验测定油气层岩石的相对渗透率曲线，观察水锁伤害的程度；或测定注入工作液测定油气层岩石的相对渗透率曲线，观察水锁伤害的程度；或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伤害程度变及由此发生的伤害程度膨胀率评价实验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

41、（特别是粘土矿物）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）的配伍性的配伍性离心法测毛细管离心法测毛细管压力快速评价实验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细管压力的变化情况，快速评价油用离心法测定工作液进入油气层岩心前后毛细管压力的变化情况，快速评价油气层的伤害气层的伤害1、正反向流动实验、正反向流动实验1）实验目的目的当当岩岩样中中同同时存存在在粘粘土土膨膨胀和和颗粒粒运运移移时，正正反反向向流流动实验是是检查岩岩样中中是是否否产生生微微粒粒运运移移损害害的的一一种种很很有有效效的的实验方方法法。它它是是在在同同一一块岩岩样上上，流流体体以以恒

42、恒速速正正向向流流动达达到到一一定定孔孔隙隙体体积的的倍倍数数后后，改改变流流动方向，方向，继续测定反向渗透率随流体体定反向渗透率随流体体积的的变化。化。2）数据）数据处理理以以累累积孔孔隙隙体体积倍倍数数Vp为横横坐坐标，液液体体渗渗透透率率为纵坐坐标，将将各各组实验数据数据标在在K-Vp图上，由曲上，由曲线形状可判断岩形状可判断岩样中微粒运移情况。中微粒运移情况。3）结果分析果分析（1）若若反反向向流流动后后渗渗透透 率率 K有有回回升升现象象，而而随随着着流流过量量的的增增加加，K又又骤然然下下降降，而而且且流流动状状态稳定定后后K值小小于于正正向向渗渗透透率率 K值，表表明明微微粒运移

43、已粒运移已经造成堵塞；造成堵塞；（2）如如果果K继续下下降降或或 K 与与K始始终相相近近，曲曲线无无峰峰值出出现，则说明明影响渗透率的主要因素不是微粒运移。影响渗透率的主要因素不是微粒运移。因因为为当当突突然然改改变变流流动动方方向向时时，可可移移动动微微粒粒也也随随之之作作反反向向机机械械位位移移, 使使部部分分已已经经被被运运移移颗颗粒粒堵堵塞塞了了的的喉喉道道暂暂时时开开放放，岩岩石石渗渗透透率率上上升升；但但随随着着流流过过量量的的增增加加，可可运运移移微微粒粒又又会会在在新新的的喉喉道道部部位位重重新新堆堆积积而而再再次次堵堵塞塞喉道，岩石渗透率又继续下降。喉道，岩石渗透率又继续下

44、降。随随着着注注入入量量的的增增加加，样品品的的正正反反向向渗渗透透率率没没有有明明显的的降降低低现象象，表表明明基本上不存在微粒运移基本上不存在微粒运移问题。 2、体积流量评价实验、体积流量评价实验1）实验目的和方法目的和方法在在某某一一恒恒定定流流速速下下，使使液液体体大大量量通通过岩岩样，测定定渗渗透透率率随随Vp 的的变化化情情况况。它它可可以以考考察察岩岩心心胶胶结的的稳定定性性和和油油气气层对注注入入液液的的敏敏感感性性，考考察察前前面面测得得临界流速的合理性，也可以判断流体与油气界流速的合理性，也可以判断流体与油气层的配伍性。的配伍性。2）数据）数据处理理将将测得得的的液液相相渗

45、渗透透率率 KL 对累累积注注入入量量Vp 作作图，即即可可得得到到体体积流流量量的的评价价结果。果。该曲曲线反映了随流反映了随流过液体的增加，岩液体的增加，岩样的液相渗透率的液相渗透率变化的全化的全过程。程。3 3、系列流体评价实验、系列流体评价实验模模拟钻井井、完完井井等等生生产过程程中中施施工工液液滤液液与与油油气气层岩岩石石顺次次接接触触的的流流动实验。其其目目的的是是评价价每每个个施施工工步步骤中中进入入油油气气层的液体是否会的液体是否会损害油气害油气层以及以及损害的程度。害的程度。第三节第三节 油气层伤害的室内评价技术发展油气层伤害的室内评价技术发展趋势趋势（1）全全模模拟拟实实验

46、验，模模拟拟井井下下实实际际工工况况，如如温温度度、压压力力 （回回压、地层压力压、地层压力）、剪切条件下的油气层伤害评价。、剪切条件下的油气层伤害评价。（2） 多点渗透率仪的应用多点渗透率仪的应用，由短岩心向长岩心发展。由短岩心向长岩心发展。（3） 小尺寸岩心向大尺寸岩心发展。小尺寸岩心向大尺寸岩心发展。（4） 实验的自动化实验的自动化，广泛引广泛引入入计算机数据采集计算机数据采集。（5） 计算机数计算机数值值模拟与室内物理模拟的结合。模拟与室内物理模拟的结合。作业：作业： 1、某某岩岩心心进进行行盐盐敏敏实实验验时时，在在80000、50000、10000、7000、 5000（ 地地 层层 水水 矿矿 化化 度度 ） 、 4000、 2000、 1000、500mg/L矿矿化化度度下下所所测测的的渗渗透透率率分分别别为为121、231、220、230、235、240、230、180、7910-3m2。请请：（1）计计算算该岩心的临界矿化度；（该岩心的临界矿化度；（2）盐敏损害程度。）盐敏损害程度。 2、在在进行行敏敏感感性性实验时为什什么么要要先先进行行速速敏敏实验？速速敏敏实验的目的是什么？的目的是什么？ End of the chapter 4!