【正文】 tion Damage” ? 地層損害、儲層損害、儲集層損害、油氣層損 害、油氣層污染 緒論 ?油氣層損害不可避免 ?油氣層損害可以控制 ?任何油藏都應該實施保護 ?保護油氣層 防止和避免油氣層受到不應有的損害 ?保護油氣層源于“ Formation Damage Control “ 緒論 ?保護油氣層的重要性 ? 關系到能否及時發(fā)現(xiàn)油氣層和對儲量的正確估算 ? 利于油氣井產量和油氣田開發(fā)經濟效益的提高 ? 利于油氣井的增產和穩(wěn)產 ? 充分利用和保護油氣資源 緒論 ?保護油氣層技術就是 防止油氣層損害 的技術和措施 ? 保護油氣層技術是配套的系列化技術 ? 在儲層損害研究的基礎上，采用的一套保護儲層或減輕、控制儲層損害的技術措施和程序 緒論 ?保護油氣層技術范圍 ? 巖心分析、油氣水分析和測試技術 ? 油氣層敏感性和工作液損害室內評價技術 ? 油氣層損害機理研究和保護油氣層技術系統(tǒng)方 案設計 ? 鉆井、完井過程中油氣層損害因素和保護油氣層技術 （鉆井、固井、射孔、試油） 緒論 ? 油氣田開發(fā)生產中油氣層損害因素和保護油氣 層技術 （采油、注水、增產作業(yè)、修井） ? 油氣層損害現(xiàn)場診斷和礦場評價技術 ? 保護油氣層總體效果評價和經濟效益綜合分析 技術 緒論 ?保護油氣層技術的特點 ? 涉及多學科、多專業(yè)、多部門并貫穿整個油氣生產過程中的系統(tǒng)工程 （從鉆開油氣層、完井、試油、采油、增產、修井、注水、熱采的每一項作業(yè)過程均可使油氣層受到損害，而且如果后一項作業(yè)沒做好油氣層保護工作，就有可能使前面各項作業(yè)中的保護油氣層所獲得的成效部分或全部喪失） 緒論 系統(tǒng)工程各項技術涉及礦物學、巖相學、 地質學、油層物理、鉆井工程、試油工程、開 發(fā)工程、采油工程、測井、油田化學、計算機 等多學科 緒論 案例 ?某低壓、低滲油田，勘探初期，鉆 9口探井，僅 5口獲工業(yè)油流，日產僅 4～ 6噸 ?所鉆地層屬多壓力層系，上部地層壓力系數(shù) ～ ；下部 ～ ?為搞清該構造的產能和儲量，技套下至低壓油層頂部；換用密度 潤土生物聚合物鉆井液，并加入暫堵劑 緒論 ?鉆開油層后中途測試，日產油 ， 表皮系數(shù) ，證明油層未受損害 ?完井試油時，采用與地層不配伍的清水 （該油層具較強的水敏性）作射孔液，射孔 工藝亦未優(yōu)化設計 ?結果日產油僅 ，表皮系數(shù) 30，油 層嚴重受到損害 緒論 ?緊接又被壓裂另一組油層時竄入的壓裂液 浸泡 7個月，測試油產量下降至 ，表皮系 數(shù)達 ?采用壓裂解堵措施，仍無法恢復原始產 能，表皮系數(shù)依然高達 30 緒論 ? 具有很強的針對性 （保護油氣層技術的研究對象是油氣層，油氣層的特性資料是研究此技術的基礎；不同的油氣層具有不同的特性。的流體，并在壓力 p1下流過巖 心，若出口壓力為 p2，對應的流量為 Q。m2表示 )pp(ALQK21 ???巖石油層物理性質 ?絕對滲透率 ? 達西定律的假設條件 ◇ 多孔介質中只有一種流體存在 ◇ 流體與多孔介質之間不發(fā)生任何物理 化學 作用 ? 滿足上述條件測得的滲透率為絕對滲透率 ? 實驗室中統(tǒng)一用氣體測巖心絕對滲透率 巖石油層物理性質 ? 衡量油氣層巖石滲流能力大小的參數(shù) ? 絕對滲透率是巖石自身性質，取決于巖石的孔 隙結構 ? 在層流、巖石不與流體起反應且 100%為流體 飽和，巖石的絕對滲透率與所通過流體性質無 關 巖石油層物理性質 ?有效滲透率和相對滲透率 ? 油藏多為油水、油氣、水氣或油氣水共存的多相流 ? 有效滲透率（相滲透率） —巖石中有多相流 體共存時允許其中某相流體通過的能力 ? 有效滲透率與巖石自身性質、流體飽和度有關 巖石油層物理性質 ? 相對滲透率 巖石的有效滲透率與絕對滲透 率的比值 ? 同一巖心的相對滲透率之和小于 100% 巖石油層物理性質 ?巖石孔隙度 ? 油氣層多由孔隙性砂巖或裂縫性灰?guī)r組成； ? 巖石孔隙度 巖石的孔隙體積和巖石總體積 的比值，又稱絕對孔隙度 ? 衡量巖石儲集空間多少及儲集能力大小的參數(shù) ? 有效孔隙體積 總孔隙體積中不連通的“死” 巖石油層物理性質 孔隙和孔隙體積非常小以致流體不能在其中流 動的孔隙之外所剩的孔隙體積 ? 有效孔隙度（連通孔隙度） —參與滲流的連通 孔隙體積與巖石外表體積（視體積）的比值 ?流體飽和度 ? 巖石孔隙中油氣、水各自所占據體積的大小稱 為巖石中油、氣、水的飽和度 巖石油層物理性質 ?油氣層損害后井眼附近滲透率的變化 ? 油氣層損害的核心問題是滲透率下降 ? 井底附近地帶被損害后油氣層可劃分為兩個滲透率不同的毗鄰區(qū) ◇ 近井地帶的損害區(qū)有效滲透率為 Ka ◇ 遠離井底的未受損害區(qū)有效滲透率為 K ◇ Ka K 巖石油層物理性質 ? 達西公式在徑向流上的應用 實際油藏滲流可看成是徑向流動 Re Rw h Pe Pw 巖石油層物理性質 如圖為井筒示意 Rw－ 井眼半徑 h－儲層厚度 Pw－井底流動壓力 Pe－儲層供給邊界壓力 Re－油層供給半徑 K－油層滲透率 巖石油層物理性質 達西公式的微分形式 dxdpKAQ ???巖石油層物理性質 在實際油藏徑向流條件下， dx應為 dR， 截 面積 A應為 2?hR， 隨半徑不同而改變，于是 dRdPhR2KQ ?????巖石油層物理性質 即 dPKdRhR2Q???巖石油層物理性質 以 R=Rw,P=Pw和 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 于是 )R/l n ( R)PP(hK2Qwewe????巖石油層物理性質 ? 油氣層損害后平均滲透率的計算 ◇ 當井底附近地帶的油氣層受到損害時，在 半徑為 Re的范圍內，地層滲透率由 K下降為 Ka。常見的粘土礦物：蒙脫石、伊利石、綠泥石、高嶺石） 巖心分析技術及應用 ◇ 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成。 Smin越大，小孔隙占的孔隙體 積越多，對油氣滲透不利 。m）、 比表面大、多位于 孔喉處 ◇ 水敏和鹽敏礦物 油氣層中與礦化度不同 于地層水和水作用產生水化膨脹或分散、 脫落等，并引起油氣層滲透率下降的礦物 油氣層潛在損害因素 ○ 蒙脫石 伊利石 /蒙皂石間層礦物 綠泥石 / 蒙皂石間層礦物 ◇ 堿敏礦物 油氣層中與高 pH值外來液體 作用產生分散、脫落或新的硅酸鹽沉淀和硅 凝膠體， 并引起滲透率下降的礦物 油氣層潛在損害因素 ○ 長石 微晶石英 各類粘土礦物 蛋白石 ◇ 酸敏礦物 油氣層中與酸液作用產生化學 沉淀或酸蝕后釋放出微粒并引起滲透率下降 的礦物 ○ 鹽酸敏礦物 含鐵綠泥石 鐵方解石 鐵白云石 水化黑云母 ○ 氫氟酸敏礦物 方解石 石灰石 油氣層潛在損害因素 白云石 鈣長石 沸石 云母 各類粘土和 各類粘土礦物 ◇ 速敏礦物 油氣層中在高速流體流動作用 下發(fā)生運移并堵塞喉道的微粒礦物 ○ 粘土礦物 ○ 粒徑小于 37?m的各種非粘土礦物 石英 長石 方解石等 油氣層潛在損害因素 油氣層潛在損害因素 ◇ 敏感性礦物在含油氣巖石中的分布和存在 狀態(tài) ◇ 敏感性礦物的產狀對油氣層損害影響較大 ◇ 薄膜式 粘土礦物平行于骨架顆粒排列， 呈部分或全包覆基質顆粒狀 ○ 以蒙脫石、伊利石為主 油氣層潛在損害因素 ○ 流體流經時阻力小，不易產生微粒運移 ○ 易水化膨脹，減少孔喉，引起水鎖 ◇ 櫛殼式 粘土礦物葉片垂直于顆粒表面表 面積大，處于流體通道部位 ○ 綠泥石為主 ○ 流體流經阻力大，極易受高速流體沖擊， 破裂形成顆粒而運移 油氣層潛在損害因素 ○ 被酸蝕形成 Fe(OH) SiO2凝膠體，堵塞 孔隙 ◇ 橋接式 由毛發(fā)狀、纖維狀伊利石搭橋于 顆粒間 ○ 流體極易將其沖碎，造成微粒運移 ◇ 孔隙充填式 粘土充填在骨架顆粒之間孔隙 中，呈分散狀，粘土粒間孔隙發(fā)育 油氣層潛在損害因素 ○ 高嶺石、綠泥石為主 ○ 極易在高速流體作用下造成微粒運移 ◇ 敏感性礦物含量高，造成的油氣層損害 程度大 ◇ 滲透率越低，造成損害的可能性和程度 越大 油氣層潛在損害因素 ?油氣層巖石的潤濕性 的位置、流動和分布的重要因素 ◇ 潤濕性對油藏巖石的多個特性參數(shù)產生 直接影響 ◇ 毛管壓力、相對滲透率、驅油效率、 共存水飽和度、殘余油飽和度等 油氣層潛在損害因素 ◇ 油濕巖石，則與水濕巖石相反 大小和方向 ◇ 毛管力的方向總是指向非潤濕相一方 ◇ 巖石表面親水時，毛管力是水驅油的動力 ◇ 巖石表面親油時，毛管力是水驅油的阻力 油氣層潛在損害因素 油氣層潛在損害因素 ◇ 地層微?？杀坏貙又辛鲃拥囊后w潤濕時， 微?？呻S之移動 ◇ 地層微粒不可被地層中流動的液體潤濕 時，微粒不移動 ◇ 地層微?？杀坏貙又胁幌嗷烊艿膬煞N液體 同時潤濕時，微粒沿著兩種液體的界面發(fā)生 移動 油氣層潛在損害因素 ?毛細現(xiàn)象 潤濕相流體在表面收縮（毛細管壓力）作用下在毛細管中上升的現(xiàn)象 ◇ 毛細現(xiàn)象常用毛細管壓力表征 ◇ 毛細管壓力就是毛細管中彎月面兩側潤濕 相流體和非潤濕相流體之間的壓差 ◇ 毛細管壓力的方向與液面的凹向一致