【正文】 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(diǎn)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(hù)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(yùn)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(yùn)移等損害機(jī)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(jì)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(shí)驗(yàn)前后巖心孔喉變化、微粒變化，從微觀上分析地層損害機(jī)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(hù)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(diǎn)面接觸 、 點(diǎn)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(jì)巖石強(qiáng)度 ） ◇ 骨架顆粒的成分及成巖作用 (沉積作用 、 壓實(shí)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(jì)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(jì) (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(diǎn)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(jià) ◇ 油氣層損害機(jī)理分析 ◇ 鉆井完井液設(shè)計(jì) ◇ 入井流體懸浮固相控制 ◇ 評價(jià)和篩選工作液 巖心分析技術(shù)及應(yīng)用 ? 特點(diǎn) 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。 由 達(dá)西定律，有 LppAKQ21 ?????巖石油層物理性質(zhì) 或 ◇ 若粘度為 1mPa 保護(hù)油氣層技術(shù) 保護(hù)油氣層技術(shù) 緒 論 緒論 ? 上世紀(jì) 30年代初提出了損害、損傷、污染這個名詞。 s的流體，在 105Pa的壓力降 下，通過橫截面積為 1cm 長度為 1cm的巖心，當(dāng)流量為 1cm3/s時(shí)，巖心滲透率為 1 181。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(shí)對應(yīng)的毛細(xì)管壓力。6 工作液對油氣層的損害評價(jià) ?其它評價(jià)實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目 實(shí)驗(yàn)?zāi)康募坝猛? 正反向流動實(shí)驗(yàn) 觀察巖心中微粒手流體流動方向的影響及運(yùn)移產(chǎn)生的滲透率損害情況 體積流量評價(jià) 實(shí)驗(yàn) 在低于臨界流速情況下，用大量工作液流過巖心，考察巖心膠結(jié)的穩(wěn)定性；用注入水做實(shí)驗(yàn)評價(jià)油氣層巖心對注入水量的敏感性 系列流體評價(jià) 實(shí)驗(yàn) 了解油氣層巖心按實(shí)際工程施工順序與外來工作液接觸后所造成的總的損害幾程度 酸液評價(jià)實(shí)驗(yàn) 按酸化施工工序向巖心注入酸液，在室內(nèi)預(yù)先評價(jià)和篩選保護(hù)油氣層的酸液配方 潤濕性評價(jià)實(shí)驗(yàn) 通過測定注入工作液前后油氣層巖石的潤濕性，觀察工作液對油氣層巖石潤濕性的改變情況 相對滲透率曲線評價(jià)實(shí)驗(yàn) 測定油氣層巖石的相對滲透率曲線，觀察水鎖損害的程度，測定注入工作液前后油氣層巖石的相對滲透率曲線，觀察工作液對油氣層巖石相對滲透率的改變及由此發(fā)生的損害程度 膨脹率評價(jià)實(shí)驗(yàn) 測定工作液進(jìn)入巖心后的膨脹率，評價(jià)工作液與油氣層巖石（特別是粘土刊物）的配伍性 離心法測毛管壓力快速評價(jià)實(shí)驗(yàn) 用離心法測定工作液進(jìn)入油氣層巖心前后毛管壓力的變化情況，快速評價(jià)油氣層的損害 工作液對油氣層的損害評價(jià) ?油氣層損害室內(nèi)評價(jià)技術(shù)的發(fā)展方向 ? 全模擬實(shí)驗(yàn)，模擬井下溫度、壓力、剪切 等實(shí)際工況條件下的油氣層損害評價(jià) ? 多點(diǎn)滲透率儀的應(yīng)用，短巖心向長巖心發(fā)展 ? 小尺寸巖心向大尺寸巖心發(fā)展 ? 計(jì)算機(jī)數(shù)學(xué)模擬與室內(nèi)物理模擬結(jié)合 ? 實(shí)驗(yàn)自動化，引入計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集 ? 用實(shí)際流體、模擬實(shí)際工況做油氣層損害實(shí)驗(yàn) 油氣層損害的室內(nèi)評價(jià) 儲層敏感性預(yù)測技術(shù) 儲層敏感性預(yù)測技術(shù) ?儲層敏感性快速診斷和預(yù)測技術(shù) ? 儲層敏感性實(shí)驗(yàn)評價(jià)技術(shù)可取得較準(zhǔn)確的儲層敏感性資料 ? 需要大量天然巖心 ? 花費(fèi)大量人力、物力、時(shí)間 ? 不能滿足快速勘探開發(fā)實(shí)際生產(chǎn)需要 儲層敏感性預(yù)測技術(shù) ? 無法滿足老油田的穩(wěn)產(chǎn)保護(hù)油氣層工作所需 大量天然巖心 ?預(yù)測方法的基本原理 ? 儲層敏感性是儲層內(nèi)部性質(zhì)的外部表現(xiàn) ? 儲層敏感性必定與儲層巖石礦物性質(zhì)、孔隙 性質(zhì)、儲層流體性質(zhì)有關(guān) 儲層敏感性預(yù)測技術(shù) ?預(yù)測方法步驟 ? 按不同敏感性范圍對儲層分組 ? 用多元統(tǒng)計(jì)分析方法求出各組判別函數(shù) ? 儲層資料代入相應(yīng)判別函授求出所屬各組的 置信概率值 ? 待判別儲層歸類于概率值最大一組，以該組 敏感性對儲層敏感性做出預(yù)測 儲層敏感性預(yù)測技術(shù) ?預(yù)測技術(shù)預(yù)測內(nèi)容和所需資料 ? 儲層的五敏性 ◇ 水敏性、速敏性、鹽敏性、鹽酸酸敏性、 土酸酸敏性 ◇ 17個儲層組成和結(jié)構(gòu)特性資料 所需儲層特性資料 資料獲取方法 泥質(zhì)、石英、長石、巖屑、碳酸鹽、膠結(jié)物等含量；膠結(jié)類型；粒度均值；粒度分選 鑄體薄片分析 蒙脫石、高嶺石、伊利石、綠泥石和伊蒙混層的含量 X射線衍射 平均孔隙度 ?和平均空氣滲透率 Ka 物性分析 地層水礦化度 水分析 儲層敏感性預(yù)測技術(shù) ?相關(guān)軟件 ? 砂巖儲層敏感性快速預(yù)測軟件 for Windows 油科院鉆井所 ? 石油大學(xué)、西南石油學(xué)院、西安石油學(xué)院 保護(hù)油氣層技術(shù) 油氣層損害機(jī)理 油氣層損害機(jī)理 基本概念 基本概念 ?油氣層損害機(jī)理就是油氣層損害的產(chǎn)生原因和伴隨損害發(fā)生的物理、化學(xué)變化過程 ?機(jī)理研究工作基礎(chǔ) ? 巖心分析技術(shù) ? 室內(nèi)巖心流動評價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果 ? 有關(guān)現(xiàn)場資料分析 基本概念 ?機(jī)理研究的目的 ? 認(rèn)識和診斷油氣層損害原因及損害過程 ? 為推薦和制定各項(xiàng)保護(hù)油氣層和解除油氣層 損害技術(shù)措施提供科學(xué)依據(jù) ?油氣層損害的實(shí)質(zhì)是油氣層中流體的滲流阻力增加、滲透率下降 基本概念 ? 油氣層被打開過程中，各種作業(yè)過程都會改變油氣層的原始環(huán)境條件，使原來的物理、化學(xué)平衡狀態(tài)發(fā)生改變，有可能造成油氣井產(chǎn)能下降，導(dǎo)致油氣層損害 ?油氣層損害機(jī)理的研究是保護(hù)油氣層技術(shù)一項(xiàng)必不可少的基礎(chǔ)工作 基本概念 ?油氣層損害是在外界條件影響下油氣層內(nèi)部性質(zhì)變化造成的 ?受外界條件影響而導(dǎo)致油氣層滲透率降低的油氣層內(nèi)在因素屬于油氣層潛在損害因素 (內(nèi)因） 包括 孔隙結(jié)構(gòu)、敏感性礦物、巖石表面性質(zhì)、體性質(zhì) 基本概念 ?施工作業(yè)時(shí)任何能夠引起油氣層微觀結(jié)構(gòu)或流體原始狀態(tài)發(fā)生改變并使油氣產(chǎn)井能降低的外部作業(yè)條件均屬油氣層損害外部因素（外因） 包括 入井流體性質(zhì)、壓差、溫度、作業(yè)時(shí)間 油氣層損害機(jī)理 油氣層損害類型 油氣層損害類型 ? 水敏性損害 ? 外來水進(jìn)入油氣層后，油氣層巖石中的粘土 礦物發(fā)生水化膨脹、分散脫落、運(yùn)移，而導(dǎo)致 地層滲透率降低的現(xiàn)象 ? 各種油氣層損害類型中最復(fù)雜、最主要一種 膨脹性粘土遇水膨脹，減小油氣層孔隙通道 油氣層損害類型 ? 膨脹性礦物有蒙脫石、伊利石 /蒙脫石、綠泥 石 /蒙脫石混層礦物 ? 非膨脹性粘土遇水分散，釋放微粒，微粒隨 流體運(yùn)移堵塞孔隙通道 ? 非膨脹性礦物有高嶺石、伊利石等 油氣層損害類型 ? 酸敏性損害 ? 油氣層巖石與酸液接觸后，發(fā)生有害反應(yīng)生 成沉淀或巖石解體產(chǎn)生地層微粒，引起油氣層 滲透率降低的現(xiàn)象 ? 油氣層中巖石中鐵質(zhì)綠泥石、黃鐵礦對鹽酸 敏感，它們?nèi)芙庥谌芤簳r(shí)，釋放出的鐵離子生 成 Fe(OH)3 凝膠堵塞油氣層孔隙 油氣層損害類型 ? 方解石、白云石等含鈣碳酸鹽礦物與氫氟酸反 應(yīng)生成不溶解的氟化鈣沉淀 ? 硅酸鹽礦物溶解后釋放出硅離子與低濃度氫氟酸反應(yīng)沉淀出〔 Si﹝OH﹞ 4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(jì)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。的流體，并在壓力 p1下流過巖 心，若出口壓力為 p2，對應(yīng)的流量為 Q。 70年代，國外保護(hù)油氣層防止損害的鉆井、完井技術(shù)有較快發(fā)展， 1974年（ SPE） 召開第一屆防止地層損害國際學(xué)術(shù)會議，此后每兩年召開一次 緒論 ?我國在上個世紀(jì) 50年代就注意到保護(hù)油氣層解 放油氣層的重要意義， “ 七五 ” 期間將保護(hù)油 氣層鉆井完井技術(shù)列為國家重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目并建 立了中國石油天然氣總公司油井完井技