【正文】 R=Re,P=Pe為邊界條件積分得 )PP(K)RlnR( l nh2Qwewe ?????巖石油層物理性質(zhì) 于是 )R/l n ( R)PP(hK2Qwewe????巖石油層物理性質(zhì) ? 油氣層損害后平均滲透率的計算 ◇ 當(dāng)井底附近地帶的油氣層受到損害時，在 半徑為 Re的范圍內(nèi)，地層滲透率由 K下降為 Ka。 ◇ 此時井底流動壓力由 P/wf下降為 Pwf ◇ 即井底附近地帶的油氣層受到損害后，產(chǎn) 生的附加壓力下降值 ?Pa= P/wf Pwf ◇ 油氣井的生產(chǎn)壓差此時為 Pe Pwf 巖石油層物理性質(zhì) 油氣層受到損害井筒附近壓力分布 巖石油層物理性質(zhì) (1) 式中 Pe － 供給邊界壓力 Pa － 損害區(qū)與未損害區(qū)界面處地層壓力 Pwf － 井眼周圍損害后井底流動壓力 （未損害時為 P/wf ） wfaaewfe PPPPPP ?????巖石油層物理性質(zhì) 由于是穩(wěn)定流動，任意半徑處的流量為常數(shù) 根據(jù)達(dá)西公式，上式兩邊分別可寫成 ( 4 ) )R/Rl n (hKQPP( 3 ) )R/l n ( RhKQPP( 2 ) )R/l n ( RKhQPPwaawfaaeaewewfe???????巖石油層物理性質(zhì) 其中， 為地層受到損害后的平均有效滲透 率將（ 2）、（ 3）、（ 4）式代入（ 1）式，有 K)R/Rl n(KQ )R/l n( RKQ)R/l n( RKQwaaaewe????????巖石油層物理性質(zhì) 即 K)R/Rl n (K)R/l n ( RK)R/l n ( Rawaaewe??巖石油層物理性質(zhì) 所以 ( 5 ) )R/Rl n (K)R/l n ( RK )R/l n ( RKKK waaea wea ??巖石油層物理性質(zhì) （ 5）式的分母可寫成： )R/Rl n ()KK()R/l n ( RK)R/Rl n (K)R/Rl n (K)R/l n ( RK)R/Rl n (KRlnKRlnKRlnKRlnK)R/Rl n (K)R/l n ( RKwaaweawawaaweawawawaaaeawaaea????????????巖石油層物理性質(zhì) 則（ 5）式可寫成： )R/Rl n (K)KK()R/l n ( R)R/l n ( RK )R/Rl n ()KK()R/l n ( RK)R/l n ( RKKKwaaawewewaaweawea??????巖石油層物理性質(zhì) 上式即為油氣層受到損害后平均有效滲透率的計算公式 若設(shè) 則 )R/Rl n (KKKS waaa??S)R/l n ( R)R/l n ( RKKwewe??巖石油層物理性質(zhì) ◇ 一般而言，井的供給半徑及井底半徑是已 知的，而 Ra未知 ◇ 從式（ 5）可看出，只知道損害區(qū)的滲透 率并不能了解到油層的損害程度 ◇ 損害深度也是非常重要的參數(shù) ◇ 在上述推導(dǎo)過程中，引入了一個新的參數(shù) S 巖石油層物理性質(zhì) ◇ 此參數(shù)稱為表皮系數(shù) ◇ 由其定義式知，其中既包含損害區(qū)的 滲透率，也包含損害深度 ◇ 表皮系數(shù) S能很好反映儲層的損害程度 ◇ 表皮系數(shù) S是評價油氣層損害程度的重 要參數(shù) 巖心分析 巖心分析概述 巖心分析概述 ?巖心分析的目的 ? 全面認(rèn)識油氣層的巖石物理性質(zhì)及巖石中敏感 性礦物的類型、產(chǎn)狀、含量及分布 ? 確定油氣層潛在損害類型、程度及原因 ? 為各項作業(yè)中保護油氣層工程方案設(shè)計提供依 據(jù)和建議 巖心分析概述 ?巖心分析的意義 ? 礦物的性質(zhì) （ 特別是敏感性礦物的類型、產(chǎn)狀和含量 ） ? 滲流多孔介質(zhì)的性質(zhì) （ 孔隙度、滲透率、裂隙發(fā)育程度、孔隙喉道大小及形狀、分布和連通性 ） ? 巖石表面的性質(zhì) （ 比表面、潤濕性 ） 巖心分析概述 ? 地層流體的性質(zhì) （ 油、氣、水的組成、高壓物性、析蠟點、凝固點、原油酸值 ） ? 油氣層所處環(huán)境 （ 內(nèi)部環(huán)境、外部環(huán)境 ） ? 礦物、滲流介質(zhì)、地層流體對環(huán)境變化的敏感 性及可能的損害趨勢和后果 巖心分析 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ?X射線衍射 (Xray diffraction, XRD) ? 基本概念 ◇ 全巖礦物和粘土礦物部分可用 X射線衍射 迅速而準(zhǔn)確的測定 ◇ XRD分析借助于 X射線衍射儀來實現(xiàn) ◇ 主要由光源 、 測角儀 、 X射線檢測和記錄儀 構(gòu)成 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? (XRD)物相分析原理 ◇ 每一種結(jié)晶體（包括晶質(zhì)礦物）都有自己 獨特的化學(xué)組成和晶體結(jié)構(gòu) ◇ 當(dāng) x射線通過晶體時，每一種結(jié)晶物質(zhì)都有 自己獨特的衍射花樣 ◇ 它們的衍射特征可以用各個反射面網(wǎng)的面網(wǎng) 間距（ d值）和反射的相對強度（ I/I0） 來表示 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ◇ 根據(jù)它們在衍射圖譜上表現(xiàn)出的不同衍射角 和不同的衍射峰值高（強度）可以鑒別各類 結(jié)晶物質(zhì)，包括巖石中各種礦物的組成 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? X射線 衍射在保護油氣層中的應(yīng)用 ◇ 地層微粒分析 （地層微粒是指小于 37?m的細(xì)粒物質(zhì)，粘土、長石、石英、菱鐵礦、方解石、白云石、石膏等。這些物質(zhì)與地層微粒運移、水化膨脹、分散等地層損害密切有關(guān)） 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ◇ 全巖分析 （主要是對大于 5 ?m的非粘土礦物進(jìn)行分析，如云母、碳酸鹽礦物、黃鐵礦、長石的相對含量，與研究儲層的酸敏損害及酸化設(shè)計密切相關(guān)） ◇ 粘土礦物類型鑒定和相對含量計算 （ X射線衍射在石油工業(yè)中應(yīng)用的最主要內(nèi)容。利用粘土礦物 特征峰的 d值，鑒定粘土礦物的類型，利用出現(xiàn)礦物對應(yīng)的衍射峰的強度，定量分析粘土礦物的相對含量。常見的粘土礦物：蒙脫石、伊利石、綠泥石、高嶺石） 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ◇ 間層礦物的鑒定和間層比的計算 （油氣層中常見的間層礦物大多數(shù)是由膨脹層和非膨脹層粘土相間構(gòu)成。伊利石 /蒙皂石間層礦物、綠泥石 /蒙皂石間層礦物較常見 間層比：指膨脹性粘土層在層間礦物中所占的比例，以蒙皂石的百分含量表示） 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 局限性 ◇ 不易鑒定微量組分礦物； ◇ 不能給出礦物的產(chǎn)狀和分布； ◇ 不能給出孔隙和孔喉的結(jié)構(gòu)和分布 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 掃描電鏡 (SEM)技術(shù) ? 基本概念 ◇ 掃描電鏡技術(shù)即是掃描電子顯微技術(shù) ◇ 利用類似電視攝影顯像的方式 ,用細(xì)聚焦電子 束在樣品表表面上逐點進(jìn)行掃描成象 ◇ 分析孔隙內(nèi)充填物類型 、 產(chǎn)狀 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 掃描電鏡在保護油氣層中的應(yīng)用 ◇ 油氣層中地層微粒的觀察 （ 微粒的類型 、 大小 、 含量等 ,分析地層微粒運移損害等 ） ◇ 粘土礦物的觀測 （ 粘土礦物的類型 、 產(chǎn)狀和含量 ， 分析地層粘土水化膨脹 、 分散運移等損害機理 ） 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ◇ 油氣層孔喉的觀測 （ 孔喉形狀 、 大小 、 與連通關(guān)系：分析儲層孔喉 結(jié)構(gòu) ， 為完井液設(shè)計提供依據(jù)等 ） ◇ 含鐵礦物的檢測 （利用掃描電鏡的 x射線能譜儀，能對礦物進(jìn)行半定量分析，確定鐵等敏感性礦物的種類與含量） 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ◇ 油氣層損害的監(jiān)測 （通過對比污染實驗前后巖心孔喉變化、微粒變化，從微觀上分析地層損害機理） ?局限性 ◇ 只能作形態(tài)觀察 ◇ 不能確定礦物含量 ◇ 不能給出礦物化學(xué)成分 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 薄片技術(shù) (Slice Techhique of Rock) ? 基本概念 S ◇ 鑄體薄片厚度為 , 面積不小于 15 15mm， 一般用儲層巖心磨制而成 ◇ 三大常規(guī)技術(shù)之一 ， 它應(yīng)用光學(xué)顯微鏡觀察 薄片 ◇ 直接觀察儲層孔喉大小 、 分布 、 連通情況 、 地層微粒 、 地層敏感性礦物 、 地層膠結(jié)情況等 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 薄片分析技術(shù)在保護油氣層中的應(yīng)用 ◇ 巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造 （ 研究儲層顆粒間接觸關(guān)系 點面接觸 、 點線接觸 、面面接觸等 膠結(jié)情況 、 膠結(jié)物的種類等 ， 初步估計巖石強度 ） ◇ 骨架顆粒的成分及成巖作用 (沉積作用 、 壓實作用 、 膠結(jié)作用等對儲層潛在損害因素的影響 ) 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ◇ 孔隙特征 (薄片分析可獲得孔隙成因、大小、形狀、分布等資料，可用于計算面孔率及微孔隙率等儲層特征參數(shù)、研究孔喉尺寸大小、分布和類型，進(jìn)而研究儲層潛在損害因素 ) ◇ 不同產(chǎn)狀粘土礦物含量的估計 (粘土礦物的種類、含量、產(chǎn)狀分析，粘土礦物總量的校正 ) 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ◇ 熒光薄片應(yīng)用 提供儲層有效儲集和滲流性質(zhì)，分析孔隙形狀、大小、連通情況、裂縫發(fā)育情況與裂縫大小、 走向等 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 壓汞法測巖石毛管壓力曲線 ? 測定原理 —表面張力理論 ◇ 汞不潤濕巖石，汞注入抽空的巖石孔隙喉 道，必須施加外力以克服巖石孔隙中的毛細(xì)管 壓力 ◇ 注入汞的每一點壓力代表一個相應(yīng)孔隙半徑 下的毛管壓力 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 壓力和孔喉半徑的關(guān)系為 pc= pc—— 毛管壓力， MPa r—— 毛管半徑， μ m ◇ 不同壓力下進(jìn)入孔隙系統(tǒng)的汞量代表相應(yīng)的 孔隙半徑在孔隙系統(tǒng)中所連通的孔隙體積 ◇ 根據(jù)進(jìn)入孔隙的汞量和對應(yīng)的壓力得到毛 管壓力曲線 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 毛管壓力曲線用于 ◇ 儲集巖的分類評價 ◇ 油氣層損害機理分析 ◇ 鉆井完井液設(shè)計 ◇ 入井流體懸浮固相控制 ◇ 評價和篩選工作液 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 特點 由于其儀器裝置固定 ， 測定快速準(zhǔn)確 ， 并且壓力可以較高 ， 便于更微小的孔隙測量 ， 因而它是目前國內(nèi)外測定巖石毛細(xì)管壓力的主要手段 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 三個關(guān)鍵特征參數(shù) 排驅(qū)壓力 Pd 飽和度中值毛管壓力 Pc50 最小非飽和孔 隙 體積百分?jǐn)?shù) Smin 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 參數(shù)含義 ◇ 排驅(qū)壓力 Pd 最大尺寸連通孔隙所對應(yīng)的 毛管壓力。反映了孔隙和喉道的集中程度和 大小，是劃分巖性好壞的重要指標(biāo)之一 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ◇ 飽和度中值毛管壓力 Pc50 注汞量達(dá)到 孔隙體積 50％時對應(yīng)的毛細(xì)管壓力。反映了 孔隙中存在油水兩相 時，產(chǎn)油能