【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 移通道主要為裂縫。－裂縫型：這種類型的儲(chǔ)滲空間較為常見(jiàn)，油氣主要存在于孔洞、孔隙中，而裂縫為主要運(yùn)移通道。孔喉類型是從定性角度來(lái)描述油氣層的孔喉特征，而孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)則是從定量角度來(lái)描述孔喉特征。通過(guò)分析、比較孔隙結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)參數(shù)有：Rz：主要流動(dòng)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(shuō)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(yīng)、賈敏效應(yīng)等損害的可能性就越小?？缀韽澢潭龋嚎缀韽澢潭瘸Ｓ媒Y(jié)構(gòu)系數(shù) F 來(lái)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(duì)滲透率值在(10~100)10 3 ?m2范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)系數(shù)進(jìn)行如下分6類： F 平直型喉道 F 較平直喉道 F1 彎曲喉道?？紫哆B通程度：可用以下三個(gè)參數(shù)表示。 ① 最小未飽和孔隙體積百分?jǐn)?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(gè)孔隙連通的喉道數(shù)，可由孔隙鑄體薄片統(tǒng)計(jì)計(jì)算求得。配位數(shù)越小，孔隙間連通程度越差。一般來(lái)說(shuō)，孔隙連通性越差，越易受到損害?？紫抖仁呛饬繋r石儲(chǔ)集空間多少及儲(chǔ)集能力大小的參數(shù)?？紫抖仍酱螅瑑?chǔ)集空間及儲(chǔ)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(guān)系比較密切的是滲透率，因?yàn)樗强缀淼拇笮?、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(jié)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(jié)物含量高，這樣它容易受到粘土水化膨脹、分散運(yùn)移及水鎖和賈敏損害。我國(guó)油氣層巖石大部分屬于碎屑巖與碳酸鹽巖。而碎屑巖儲(chǔ)層中又以砂巖儲(chǔ)層較多見(jiàn)，并且對(duì)砂巖儲(chǔ)層的損害問(wèn)題研究較多。其中一個(gè)重要問(wèn)題就是儲(chǔ)層敏感性（指油氣層損害的發(fā)生對(duì)外界誘發(fā)條件的敏感程度） ，其主體物質(zhì)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(gòu)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(xué)作用，因此它們對(duì)油氣層沒(méi)有多大損害。另一部分礦物易與流體發(fā)生物理、化學(xué)和物理化學(xué)作用，并導(dǎo)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(diǎn)：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(zhì)的流體發(fā)生反應(yīng)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(dòng)作用下發(fā)生運(yùn)移(包括分散運(yùn)移和顆粒運(yùn)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(jié)不緊的微晶、石英、長(zhǎng)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(lái)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(zhǎng)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(xué)沉淀或酸蝕后釋放出微粒，產(chǎn)生運(yùn)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(zhǎng)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(duì)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(guān)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(zhì)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(shí)阻力小，一般不易產(chǎn)生微粒運(yùn)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(zhǎng)，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(shí)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(yùn)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(yùn)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(yùn)移。 一般來(lái)說(shuō)，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(duì)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(zhì)直接影響著流體在孔隙中的分布與滲流。 巖石表面性質(zhì)與油氣層潛在損害因素有關(guān)的表面性質(zhì)有巖石的比表面、潤(rùn)濕性及毛細(xì)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(xì)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(xì)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(rùn)濕性指液體在分子力作用下在固體表面的展開(kāi)能力。巖石的潤(rùn)濕性一般可分為親水性、親油性和兩性潤(rùn)濕三大類。 油氣層巖石的潤(rùn)濕性有以下作用：（1）控制孔隙中油氣水分布：對(duì)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(duì)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(rùn)濕相一方。當(dāng)巖石表面親水時(shí)，毛管力是水驅(qū)油的動(dòng)力；當(dāng)巖石表面親油時(shí)，毛管力是水驅(qū)油的阻力。（3）影響著油氣層微粒的運(yùn)移：油氣層中流動(dòng)的流體潤(rùn)濕微粒時(shí)，微粒容易隨8之運(yùn)移；否則微粒難以運(yùn)移。 油氣層流體的性質(zhì)油氣層流體包括油、氣、水三種。但是，與油氣層損害關(guān)系最為密切的是地層水的性質(zhì)，其次是原油性質(zhì)與天然氣的性質(zhì)。 （1）地層水的性質(zhì) 地層水的性質(zhì)主要指礦化度、離子類型和含量、pH 值和水型等。如果外來(lái)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(dāng)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(shí)，會(huì)生成 CaCOCaSO Ca(OH) 2等無(wú)機(jī)沉淀；高礦化度的地層水可引起進(jìn)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(dāng)量比，可將水劃分為 CaClMgCl NaHCO 3和Na2SO4四種類型。常見(jiàn)的地層水多為 NaHCO3型與 CaCl2型，而地面水多為Na2SO4型。（2）原油性質(zhì) 原油性質(zhì)主要包括粘度、含臘量、膠質(zhì)、瀝青質(zhì)含量、析臘點(diǎn)和凝固點(diǎn)。原油性質(zhì)對(duì)油氣層損害的影響有：如果原油中的臘及膠質(zhì)瀝青質(zhì)含量較高，則有可能形成有機(jī)垢堵塞孔喉；原油與入井流體性質(zhì)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(rùn)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(guān)資料 、減少油氣層的損害 、將水功率傳給鉆頭、預(yù)防和控制鉆柱、套管和循環(huán)設(shè)備的腐蝕等作用，但鉆井液在滿足鉆井時(shí)具備的性能，可能某些性能又會(huì)對(duì)儲(chǔ)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(gè)性能的基本意義以及在鉆井過(guò)程中的主要作用和發(fā)生作用的機(jī)理，實(shí)驗(yàn)測(cè)定鉆井液基本性能的主要有見(jiàn)表 21。9表 21 鉆井液基本性能表序號(hào) 鉆井液性能 常用代號(hào) 法定計(jì)量單位 說(shuō)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(wú)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(cè)10 鉆井液的抑制性評(píng)價(jià)作為評(píng)價(jià)鉆井液與儲(chǔ)層配伍效果，還必須對(duì)鉆井液的抑制性進(jìn)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(duì)鉆井液抑制泥巖的水化膨脹和分散所起的作用。泥頁(yè)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(fù)雜事故，必須加以控制。為了處理方便，現(xiàn)場(chǎng)上把易出問(wèn)題的泥巖分為“膨脹性泥頁(yè)巖”和硬脆性泥頁(yè)巖“兩種，膨脹性泥頁(yè)巖中含有大量的蒙脫石，遇水膨脹是它的主要特性，因此測(cè)定這類泥頁(yè)巖的相對(duì)線性膨脹率是評(píng)價(jià)鉆井液對(duì)該類泥頁(yè)巖抑制性能的主要方法和手段。硬脆性泥頁(yè)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(yè)巖的主要特性。因此測(cè)定分散狀態(tài)是評(píng)價(jià)鉆井液對(duì)這類泥頁(yè)巖抑制性的主要方法和手段。（1）線性膨脹率的測(cè)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(huì)因吸水膨脹而推動(dòng)放在樣品芯上面的活塞向上運(yùn)動(dòng)。只要間隔一定時(shí)間記錄活塞向上的運(yùn)動(dòng)的距離，便可作出一條時(shí)間隨膨脹量變化的關(guān)系曲線。由該膨脹曲線可以獲得最大線性膨脹率和任意時(shí)刻的線性膨脹率等參數(shù)，實(shí)驗(yàn)室通過(guò)用頁(yè)巖膨脹儀進(jìn)行測(cè)定。（2）巖屑回收率的測(cè)定其測(cè)定原理是將一定量和一定量粒度的巖樣與欲測(cè)的液體同時(shí)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(dòng) 16 小時(shí)，最后用一定數(shù)目的標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)，實(shí)驗(yàn)室主要用滾子爐和老化罐以及標(biāo)準(zhǔn)篩進(jìn)行測(cè)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(guò)程中在壓差的作用下，會(huì)進(jìn)入儲(chǔ)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(jìn)入儲(chǔ)層，同時(shí)也能阻止鉆井液的固相顆粒進(jìn)入儲(chǔ)層造成固相損害，所以在研究鉆井液與儲(chǔ)層配伍時(shí)，一定要研究固相的顆粒分布： 顆粒級(jí)配或顆粒濃度是影響顆粒堵塞的主要因素，當(dāng)顆粒尺寸接近于孔隙尺寸的 1/3 到 1/2 時(shí)，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(jí)配反映或表達(dá)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(jí)配曲線來(lái)表示。實(shí)驗(yàn)室主要是通過(guò)激光粒度儀分析。11 儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)分析 速敏油氣層的速敏性是指在鉆井、測(cè)試、試油、采油、增產(chǎn)作業(yè)、注水等作業(yè)或生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)流體在油氣層中流動(dòng)時(shí)，引起油氣層中微粒運(yùn)移并堵塞喉道造成油氣層滲透率下降的現(xiàn)象，對(duì)于特定的油氣層，微粒運(yùn)移造成的損害主要與油氣層中流體的流動(dòng)速度有關(guān)，因此速敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)之目的在于（1）找出由于流速作用導(dǎo)致微粒運(yùn)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(shí)驗(yàn)及其它的各種損害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，確定合理的實(shí)驗(yàn)流速提供依據(jù)。一般來(lái)說(shuō)，由速敏實(shí)驗(yàn)求出臨界流速后，可將其它各類評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)流速定為 倍臨界流速，因此速敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)必須要先于其它實(shí)驗(yàn)（3）為確定合理的注采速度提供科學(xué)依據(jù)以不同的注入速度向巖心中注入實(shí)驗(yàn)流體，水速敏巖心用地層水，油速敏巖心用煤油或?qū)嶋H地層原油，并測(cè)定各個(gè)注入速度下巖心的滲透率，從注入速度與滲透率的變化關(guān)系上，判斷油氣層巖心對(duì)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(duì)應(yīng)的滲透率 Ki1，與流量 Qi 對(duì)應(yīng)的滲透率Ki 滿足 A 式，說(shuō)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(lái)計(jì)算，其評(píng)價(jià)指標(biāo)見(jiàn)表 22：表 22 速敏評(píng)價(jià)指標(biāo)損害程度 ＜30% 30%～70% ＞70%敏感程度 弱 中等 強(qiáng) 水敏若進(jìn)入油氣層的外來(lái)液體與油氣層中的水敏性礦物（如蒙脫土）不配伍、進(jìn)入儲(chǔ)層的外來(lái)流體的礦化度低于地層水的礦化度時(shí)，將會(huì)引起這類粘土礦物水化膨脹、分散或脫落，導(dǎo)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(fù)雜、最主要的一種。產(chǎn)生水敏性損害的原因有兩個(gè)，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(yùn)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(zhì)是粘土礦物，而粘土礦物是由簡(jiǎn)單的構(gòu)造單元（硅氧四面體和鋁氧八面體）重復(fù)疊加組成的含水的具有層狀結(jié)構(gòu)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(chǔ)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(yùn)移的方式損害油氣層