【文章內(nèi)容簡介】 移通道主要為裂縫。－裂縫型：這種類型的儲滲空間較為常見，油氣主要存在于孔洞、孔隙中，而裂縫為主要運移通道。孔喉類型是從定性角度來描述油氣層的孔喉特征，而孔隙結構參數(shù)則是從定量角度來描述孔喉特征。通過分析、比較孔隙結構參數(shù)，可以判斷油氣層受損害的可能性大小。常用的孔隙結構參數(shù)有：Rz：主要流動喉道半徑平均值； Rd：最大連通喉道半徑； Rm：喉道半徑平均值； R50：孔喉中值。以上參數(shù)越大，說明孔喉越大，在其它條件相同的情況下，不匹配的固相顆粒侵入的深度就越大，造成的固相損害程度可能就越大，但濾液造成的水鎖效應、賈敏效應等損害的可能性就越小?？缀韽澢潭龋嚎缀韽澢潭瘸Ｓ媒Y構系數(shù) F 來表示，F(xiàn) 越大，彎曲程度越大，喉道越易受到損害。 華北油田對滲透率值在(10~100)10 3 ?m2范圍內(nèi)的結構系數(shù)進行如下分6類： F 平直型喉道 F 較平直喉道 F1 彎曲喉道。孔隙連通程度：可用以下三個參數(shù)表示。 ① 最小未飽和孔隙體積百分數(shù) Smin：Smin 越小連通程度越好，Smin 可從毛管壓力曲線獲得。② 退汞效率 We：We 越大，連通程度越好。③ 孔喉配位數(shù)：孔喉配位數(shù)即與一個孔隙連通的喉道數(shù)，可由孔隙鑄體薄片統(tǒng)計計算求得。配位數(shù)越小，孔隙間連通程度越差。一般來說，孔隙連通性越差，越易受到損害。孔隙度是衡量巖石儲集空間多少及儲集能力大小的參數(shù)?？紫抖仍酱螅瑑臻g及儲集能力越大。滲透率是衡量油氣層巖石滲流能力大小的參數(shù)，滲透率越大，巖石的滲流能力越大。 其中與油氣層損害關系比較密切的是滲透率，因為它是孔喉的大小、均勻性和連通性三者的共同體現(xiàn)。 滲透性很好的油氣層：它的孔喉較大或較均勻，連通性好，膠結物含量低，這樣它受固相侵入損害的可能性較大。低滲透性油氣層：它的孔喉小或連通性差，膠結物含量高，這樣它容易受到粘土水化膨脹、分散運移及水鎖和賈敏損害。我國油氣層巖石大部分屬于碎屑巖與碳酸鹽巖。而碎屑巖儲層中又以砂巖儲層較多見，并且對砂巖儲層的損害問題研究較多。其中一個重要問題就是儲層敏感性（指油氣層損害的發(fā)生對外界誘發(fā)條件的敏感程度） ，其主體物質就是敏感性礦物。 敏感性礦物油氣層孔隙空間周圍是由不同的巖石和礦物構成的，其中一部分巖石和礦物呈惰性，不易與流體發(fā)生物理和化學作用，因此它們對油氣層沒有多大損害。另一部分礦物易與流體發(fā)生物理、化學和物理化學作用，并導致油氣層滲透率大幅度降低，這部分礦物就稱為油氣層敏感性礦物。特點：粒徑很小(37?m)，比表面積大，且多數(shù)位于孔喉處。敏感性礦物的類型，敏感性礦物的類型決定著其引起油氣層損害的類型。根據(jù)不同礦物與不同性質的流體發(fā)生反應造成的油氣層損害類型，可以將敏感性礦物分為四類：（1）速敏性礦物：是指油氣層中在高速流體流動作用下發(fā)生運移(包括分散運移和顆粒運移)，并堵塞喉道的微粒礦物。主要有粘土礦物及粒徑小于 37?m 的各種非粘土礦物，如固結不緊的微晶、石英、長石、方解石等。（2）水敏和鹽敏礦物：指油氣層中與礦化度不同于地層水的水相作用產(chǎn)生水化膨脹或去水化、破裂、脫落等，并引起油氣層滲透率下降的礦物。主要有蒙脫石、伊利石/蒙脫石間層礦物和綠泥石/蒙脫石間層礦物。 （3）堿敏礦物：指油氣層中與高 pH 值的外來液體作用造成分散、脫落或產(chǎn)生新的硅酸鹽沉淀和硅膠，并引起滲透率下降的礦物。主要有長石、微晶石英、各類粘土礦物和蛋白石。（4）酸敏礦物：指油氣層中與酸液作用產(chǎn)生化學沉淀或酸蝕后釋放出微粒，產(chǎn)生運移堵塞孔喉，并引起滲透率下降的礦物。酸敏礦物分為鹽酸酸敏和氫氟酸酸敏礦物。前者主要有含鐵綠泥石、鐵方解石、鐵白云石、赤鐵礦、菱鐵礦和7水化黑云母；后者主要有石灰石、白云石、鈣長石、沸石和各類粘土礦物。 敏感性礦物的產(chǎn)狀是指敏感性礦物在含油氣巖石中的分布位置和存在狀態(tài)，產(chǎn)狀對油氣層損害有較大影響。敏感性礦物有四種產(chǎn)狀類型，它們與油氣層損害的關系如下：（1）薄膜式：粘土礦物平行于骨架顆粒排列，呈部分或全部包覆基質顆粒狀，這種產(chǎn)狀以蒙脫石和伊利石為主。流體流經(jīng)它時阻力小，一般不易產(chǎn)生微粒運移，但這類粘土易產(chǎn)生水化膨脹，減小孔喉，甚至引起水鎖損害。（2）櫛殼式：粘土礦物葉片垂直于顆粒表面生長，表面積大，又處于流體通道部位，呈這種產(chǎn)狀以綠泥石為主。流體流經(jīng)它時阻力大，因此極易受高速流體的沖擊，然后破裂形成顆粒隨流體而運移。若被酸蝕后，形成 Fe(OH)3膠凝體和 SiO2凝膠體，堵塞孔喉。 （3）橋接式：由毛發(fā)狀、纖維狀的伊利石搭橋于顆粒之間，流體極易將它沖碎，造成微粒運移。 （4）孔隙充填式：粘土充填于骨架顆粒之間的孔隙中，呈分散狀，粘土顆粒間微孔隙發(fā)育。以高嶺石、綠泥石為主呈這種產(chǎn)狀，極易在高速流體作用下造成微粒運移。 一般來說，敏感性礦物含量越高，由它造成的油氣層損害程度越大；在其它條件相同的情況下，油氣層滲透率越低，敏感性礦物對油氣層造成損害的可能性和損害程度就越大。油氣層巖石的表面性質直接影響著流體在孔隙中的分布與滲流。 巖石表面性質與油氣層潛在損害因素有關的表面性質有巖石的比表面、潤濕性及毛細現(xiàn)象，巖石比表面是單位體積的巖石內(nèi)總表面積，或單位體積巖石內(nèi)總孔隙內(nèi)表面積，單位為 cm2/cm3。巖石中的細顆粒越多，則巖石比表面積越大。例如，粉砂巖的比表面積最大(2300 cm2/cm3)，細砂巖次之(95~2300 cm2/cm3)，砂巖最小(小于 950cm2/cm3)。比表面越大，流體與巖石接觸面越大，巖石與流體的作用越充分，造成的損害可能越大。潤濕性指液體在分子力作用下在固體表面的展開能力。巖石的潤濕性一般可分為親水性、親油性和兩性潤濕三大類。 油氣層巖石的潤濕性有以下作用：（1）控制孔隙中油氣水分布：對于親水性巖石，水通常吸附于顆粒表面或占據(jù)小孔隙角隅，油氣則占據(jù)孔隙中間部位；對于親油巖石，剛好出現(xiàn)相反的現(xiàn)象。 （2）決定著巖石孔道中毛管力的大小和方向：毛管力的方向總是指向非潤濕相一方。當巖石表面親水時，毛管力是水驅油的動力；當巖石表面親油時，毛管力是水驅油的阻力。（3）影響著油氣層微粒的運移：油氣層中流動的流體潤濕微粒時，微粒容易隨8之運移；否則微粒難以運移。 油氣層流體的性質油氣層流體包括油、氣、水三種。但是，與油氣層損害關系最為密切的是地層水的性質，其次是原油性質與天然氣的性質。 （1）地層水的性質 地層水的性質主要指礦化度、離子類型和含量、pH 值和水型等。如果外來工作液的礦化度低于地層水的礦化度，則可引起油氣層中的粘土礦物水化膨脹、分散，造成油氣層損害；當油氣層壓力和溫度降低或入侵流體與地層水離子成分不相容時，會生成 CaCOCaSO Ca(OH) 2等無機沉淀；高礦化度的地層水可引起進入油氣層的高分子處理劑發(fā)生鹽析。 根據(jù)水中主要離子的當量比，可將水劃分為 CaClMgCl NaHCO 3和Na2SO4四種類型。常見的地層水多為 NaHCO3型與 CaCl2型，而地面水多為Na2SO4型。（2）原油性質 原油性質主要包括粘度、含臘量、膠質、瀝青質含量、析臘點和凝固點。原油性質對油氣層損害的影響有：如果原油中的臘及膠質瀝青質含量較高，則有可能形成有機垢堵塞孔喉；原油與入井流體性質不配伍可形成高粘乳狀液。 鉆井液性能分析 鉆井液基本性能鉆井液作為鉆井的“血液” ，用于地面—井底—地面循環(huán)系統(tǒng)的工作流體，鉆井液主要有幾大類：水基鉆井液、油基鉆井液、合成基鉆井液、氣基鉆井液，其主要作用有：清除井底巖屑并攜帶至地面、冷卻并潤滑鉆頭和鉆柱、穩(wěn)定井壁、控制與平衡地層壓力、懸浮巖屑與加重劑，并使鉆屑在地面被清除、承受部份鉆柱和套管的重量 、提供所鉆地層的有關資料 、減少油氣層的損害 、將水功率傳給鉆頭、預防和控制鉆柱、套管和循環(huán)設備的腐蝕等作用，但鉆井液在滿足鉆井時具備的性能，可能某些性能又會對儲層造成傷害，因此必須先搞清楚鉆井液的一些基本性能，每個性能的基本意義以及在鉆井過程中的主要作用和發(fā)生作用的機理，實驗測定鉆井液基本性能的主要有見表 21。9表 21 鉆井液基本性能表序號 鉆井液性能 常用代號 法定計量單位 說明1 密度 MW g/cm3 　2 馬氏漏斗 FV s/l 　3 表觀粘度 AV 　4 塑性粘度 PV 　5 屈服值 YP Pa 　6 靜切力 Gels Pa 　7 初靜切力 G10” Pa 　8 終靜切力 G10’ Pa 　9 API 濾失量 FL cm3 　10 高溫高壓濾失量 HTHP FL cm3 　11 泥餅厚度 Cake mm 　12 pH 值 pH (無量綱) 　13 含水量 Vw %(v/v) 　14 含油量 Vo %(v/v) 　15 固相含量 Vs %(v/v) 　16 氯離子含量 Cl Mg/l 　17 鉀離子含量 K+ Mg/l 　18 電穩(wěn)定性 ES V 油基體系必測10 鉆井液的抑制性評價作為評價鉆井液與儲層配伍效果，還必須對鉆井液的抑制性進行研究和分析，鉆井液的抑制性是指鉆井液用添加劑加入鉆井液后，對鉆井液抑制泥巖的水化膨脹和分散所起的作用。泥頁巖中含有大量的粘土礦物，其主要是含有蒙脫石、伊利石和高嶺石。這些粘土礦物在鉆井液濾液中的作用下發(fā)生水化膨脹和分散往往引起井下復雜事故，必須加以控制。為了處理方便，現(xiàn)場上把易出問題的泥巖分為“膨脹性泥頁巖”和硬脆性泥頁巖“兩種，膨脹性泥頁巖中含有大量的蒙脫石，遇水膨脹是它的主要特性，因此測定這類泥頁巖的相對線性膨脹率是評價鉆井液對該類泥頁巖抑制性能的主要方法和手段。硬脆性泥頁巖中粘土礦物的主要成分是伊利石和高嶺石。遇水分散，剝蝕掉塊是這類泥頁巖的主要特性。因此測定分散狀態(tài)是評價鉆井液對這類泥頁巖抑制性的主要方法和手段。（1）線性膨脹率的測定將巖樣或巖屑制成樣品芯與鉆井液接觸，樣品芯中的粘土礦物會因吸水膨脹而推動放在樣品芯上面的活塞向上運動。只要間隔一定時間記錄活塞向上的運動的距離，便可作出一條時間隨膨脹量變化的關系曲線。由該膨脹曲線可以獲得最大線性膨脹率和任意時刻的線性膨脹率等參數(shù)，實驗室通過用頁巖膨脹儀進行測定。（2）巖屑回收率的測定其測定原理是將一定量和一定量粒度的巖樣與欲測的液體同時放在高溫老化罐中，然后模仿鉆屑在環(huán)空中的剪切及溫度條件，在滾子爐中滾動 16 小時，最后用一定數(shù)目的標準篩回收鉆屑。一般情況下，回收率越大，浸泡液的抑制分散能力越強，實驗室主要用滾子爐和老化罐以及標準篩進行測定和研究。 鉆井液粒度分布分析研究鉆井液的固相微粒在鉆井過程中在壓差的作用下，會進入儲層，如果鉆井液體系性能優(yōu)越能立即在井壁形成泥餅，既能阻止鉆井液濾液進入儲層，同時也能阻止鉆井液的固相顆粒進入儲層造成固相損害，所以在研究鉆井液與儲層配伍時，一定要研究固相的顆粒分布： 顆粒級配或顆粒濃度是影響顆粒堵塞的主要因素，當顆粒尺寸接近于孔隙尺寸的 1/3 到 1/2 時，顆粒很容易形成堵塞；顆粒濃度越大，越容易形成堵塞。顆粒級配反映或表達群體顆粒的大小分布，常用粒徑頻率分布曲線或累積頻率即所謂級配曲線來表示。實驗室主要是通過激光粒度儀分析。11 儲層敏感性評價分析 速敏油氣層的速敏性是指在鉆井、測試、試油、采油、增產(chǎn)作業(yè)、注水等作業(yè)或生產(chǎn)過程中，當流體在油氣層中流動時，引起油氣層中微粒運移并堵塞喉道造成油氣層滲透率下降的現(xiàn)象，對于特定的油氣層，微粒運移造成的損害主要與油氣層中流體的流動速度有關，因此速敏評價實驗之目的在于（1）找出由于流速作用導致微粒運移從而發(fā)生損害的臨界流速，以及找出由速度敏感引起的油氣層損害程度（2）為其它敏感實驗及其它的各種損害評價實驗，確定合理的實驗流速提供依據(jù)。一般來說，由速敏實驗求出臨界流速后，可將其它各類評價實驗的實驗流速定為 倍臨界流速，因此速敏評價實驗必須要先于其它實驗（3）為確定合理的注采速度提供科學依據(jù)以不同的注入速度向巖心中注入實驗流體，水速敏巖心用地層水，油速敏巖心用煤油或實際地層原油，并測定各個注入速度下巖心的滲透率，從注入速度與滲透率的變化關系上，判斷油氣層巖心對流速的敏感性，并找出滲透率明顯下降的臨界流速。如果流量 Qi1 對應的滲透率 Ki1，與流量 Qi 對應的滲透率Ki 滿足 A 式，說明已發(fā)生速度敏感，流量 Qi1 即為臨界流量 。而損害程度則用 B 式來計算，其評價指標見表 22：表 22 速敏評價指標損害程度 ＜30% 30%～70% ＞70%敏感程度 弱 中等 強 水敏若進入油氣層的外來液體與油氣層中的水敏性礦物（如蒙脫土）不配伍、進入儲層的外來流體的礦化度低于地層水的礦化度時，將會引起這類粘土礦物水化膨脹、分散或脫落，導致油氣層滲透率下降，這就是油氣層水敏性損害。水敏性損害是各種油氣層損害類型中最復雜、最主要的一種。產(chǎn)生水敏性損害的原因有兩個，一是由于膨脹性粘土遇水膨脹，縮小了油層的孔隙喉道；二是由于一些非膨脹性粘土遇水分散脫落，釋放出微粒，并且微粒隨流體運移而堵塞孔隙喉道。 1:0%5iiK??maxin10%K??B:損 害 程 度12粘土的存在狀態(tài)、礦物類型及特性， ① 粘土定義：主體物質是粘土礦物，而粘土礦物是由簡單的構造單元（硅氧四面體和鋁氧八面體）重復疊加組成的含水的具有層狀結構的鋁硅酸鹽。 ② 存在狀態(tài)：在砂巖孔隙中的存在狀態(tài)主要有兩種：一是薄膜襯墊狀包被在砂巖表面，這部分礦物以水化膨脹、引起孔隙喉道變小甚至完全堵塞的形式損害儲層；二是在砂巖孔隙中作為填充物或沉淀物，這部分粘土礦物主要以分散運移的方式損害油氣層