【正文】 地質因素屬于儲層固有的因素，工程因素與施工工藝相關，屬于外在因素，而鉆井液是外在因素作用于內在因素的媒介，因此鉆井液與儲層的配伍性好壞直接關系到鉆井對儲層的損害程度。表 28 實驗方法改進前后對巖心的滲透率恢復率的影響Ka Kw1 Ko1 Ko2 Ko2/Ko1實驗方法 巖心號(10－3 μm 2) (10－3 μm 2) (10－3 μm 2) (10－3 μm 2) (%)改進前 151 25改進后 146 由表 28 可看出，實驗方法改進前，巖心滲透率恢復率為 %，改進后巖心滲透率恢復率為 %，在整個測試過程中，三次裝卸巖心導致巖心有效應力反復變化 3 次，由于應力損害的不可逆性，導致巖心滲透率降低約 22%左右，由此可見，改進后的實驗方法有利于避免應力敏感性損害疊加，有利于真實反映鉆井液的損害程度，更具科學性和實用性，對正確評價鉆井完井液的損害程度具有重要的意義。選擇兩塊滲透率相近的巖心，分別按照改進前后兩種實驗方法進行巖心污染與滲透率測試，實驗結果見（表 28） 。通過上述改進，按照以上操作程序，可以實現巖心在整個測試過程中受到的應力敏感性損害為零，確保了鉆井液損害程度評價的真實性。c、污染完畢后，緩慢降低污染壓力的同時，緩慢降低圍壓，始終控制巖心有效應力為 ，直至污染壓力為零，圍壓為 ，關閉保壓開關。具體使用方法如下：a、在巖心污染前，將改裝的動失水儀巖心夾持器直接接入流動儀進行污染前巖心滲透率測試，控制有效應力為 ，測試完畢，將驅壓逐漸減小，同時通過保壓開關逐漸降低圍壓，保持巖心受到的有效應力不變，直至驅壓為零，圍壓為 ，關閉保壓開關。b、在動失水儀巖心夾持器污染端安裝泥餅保護蓋，蓋內留有一定孔隙（便于容納返排脫落的泥餅） ，蓋外上部安裝流體出口，便于收集流體測試流量，又不至于被返排泥餅堵塞。但圍壓升高曲線與圍壓降低曲線之間有距離，且低壓段大于高壓段，這是巖樣形變沒有完全恢復所致（即存在滲透率滯后效應） 。有效應力變化直接導致巖心滲透率變化，而且滲透率變化是不可逆的。這樣巖石的有效應力(PvPR)就增加，使孔隙流道被壓縮，尤其是裂縫孔隙型流道更為明顯，導致油氣層滲透率下降而造成應力敏感性損害。上覆巖石壓力僅與埋藏深度和上覆巖石的密度有關，對于某點巖石而言，上覆巖石壓力可以認為是恒定的。因此本課題的重點之一就是通過研究提出更科學、更規(guī)范的實驗方法，使得室內評價的動態(tài)損害更接近于現場鉆井的實際，因此本項目利用室內實驗的方法，重點探討了在鉆井液損害評價實驗中，圍壓變化對巖心損害程度的影響。在整個測試過程中，巖心在流動儀上反復裝卸兩次，在失水儀上裝卸一次，巖心經受圍壓變化的情況如下：加圍壓?測試巖心污染前滲透率 ?卸圍壓取出巖心 ?裝入失水儀巖心夾持器? 加圍壓，進行污染實驗 ?卸圍壓，取出巖心，裝入流動儀夾持器?加圍壓，測試污染后巖心滲透率? 卸圍壓，取出巖心。5）實驗結果計算a、 動濾失速率 FdFd = tAV??.60b、動態(tài)滲透率恢復值Rd= 100%0KO式中：Rd ____ 靜態(tài)滲透率恢復值；K0 _____ 鉆井液損害巖心前巖心對煤油的平均滲透率，10 3μm 2；KOd _____ 鉆井液靜態(tài)損害巖心后巖心對煤油的平衡滲透率，10 3μm 2。224）測定鉆井液損害后巖心對煤油的滲透率 Koda、裝入巖心將帶有泥餅的巖心按測定 K0 的方向裝入實驗裝置流程的巖心夾持器中， ，在巖心出口端放入金屬環(huán)后，再將裝入巖心夾持器兩端的堵頭，并加以固定，加環(huán)壓后，驅替煤油排除進口端空氣。當溫度降至 50176。h、動濾失量的測定當溫度、圍壓、實驗液腔的壓力和速梯達到所需實驗值后，雜巖心出口處放置好量筒，開始計時，并記錄濾失量。f、壓力調節(jié)壓力調節(jié)分兩步進行，先將巖心的圍壓加到 3MPa，用增壓泵將實驗液腔內壓力提高到 （或低于所需實驗壓力 ） ，再提高圍壓至~5MPa（或高于實驗壓力 ~2MPa） ，再用增壓泵將實驗液腔內壓力提高到 （或所需實驗壓力） 。加溫過程，同時在稍低于實驗速梯下攪拌鉆井液，以便均勻加熱；當實驗溫度高于 70176。關好放空閥和放水閥后，通過增壓泵將實驗液腔壓力提高到（或所需實驗壓力） ，然后，關閉中間容器上部與增壓閥相連的閥門。將巖心的圍壓加到 2MPa～3MPa 后（注意觀察圍壓加到所需值后，壓力能否穩(wěn)定，若不能穩(wěn)定，說明圍壓漏，檢查膠套是否破損，還是巖心直徑太??；若是膠套破損，則需更換膠套；若是巖心太小或安裝不當，可以在巖心外纏繞一層聚四氟乙烯進行重新安裝，指導圍壓穩(wěn)定） ，用吸滿煤油的洗耳球排除出口端的空氣，并立即在濾液出口處接上已排除空氣的冷卻接收器，然后關閉出口端的閥門，將巖心夾持器裝在主機上。3）實驗程序a、儀器準備按照儀器說明書檢查和清洗儀器；b、攪拌預熱鉆井液將 4000ml 的鉆井液倒入耐熱的容器中，置于電爐上加熱攪拌，預熱鉆井液至 50176。 1）儀器與材料a）JHDS 高溫高壓動失水儀；b)其他與靜態(tài)損害評價方法相同2）實驗參數21根據現場實際情況而設定參數，一般采用 300S1的速梯和 的壓差以及跟現場相應的地層溫度。 工作液的動態(tài)損害評價 在盡量模擬地層實際工況條件下，評價工作液對油氣層的綜合損害（包括液相和固相及添加劑對油氣層的損害） ，為優(yōu)選損害最小的工作液和最優(yōu)施工工藝參數提供科學的依據。b、按測原始煤油滲透率的方法測定工作液污染后的滲透率。重新裝上金屬環(huán)和特殊堵頭，固定堵頭。20f、結束靜濾失實驗關閉起源閥門，切斷烘箱電源，打開烘箱門降溫。d、調節(jié)壓力將環(huán)壓調節(jié)到 ～5MPa（實驗過程中一定要使環(huán)壓比驅替壓高～2MPa） ，利用液壓泵將壓力調節(jié)到 或實驗所需壓力。當實驗溫度超過 93176。c、加熱與調節(jié)溫度將巖心夾持器和中間容器置于恒溫烘箱中。連接裝有評價液的中間容器到巖心夾持器的特殊堵頭端，打開該堵頭的放空端，用平流泵給中間容器慢慢加壓，把中間容器中的評價液壓入金屬環(huán)的空腔中。b、注入評價液加環(huán)壓到 ～2MPa。 1）主要儀器和材料：a) 耐壓中間容器：200ml；b) 可接 6mm 管線的特殊巖心夾持器堵頭；c) 恒溫烘箱：體積可以放置巖心夾持器，可加溫到 150 度；d) 氮氣和氮氣瓶；e) 量筒；f) 溫度計；g) 游標卡尺；h) 金屬環(huán)：長 20～30mm，外徑 ，壁厚 1mm～2mm；i) 秒表。Rs 值越大，損害越嚴重。實驗時，要盡可能模擬地層的溫度和壓力條件。影響細菌生長的因素為：環(huán)境條件（溫度、壓力、礦化度和 pH 值）和營養(yǎng)物。油田常見的細菌有硫酸鹽還原菌、腐生菌、鐵細菌。影響乳化液形成的因素有：；；。 乳化堵塞外來流體常含有許多化學添加劑，這些添加劑進入油氣層后，可能改變油水界面性能，使外來油與地層水或外來水與油氣層中的油相混合，形成油和水的乳化液。有機沉淀主要指石蠟、瀝青質及膠質在井眼附近的油氣層中沉積，這樣不僅可以堵塞油氣層18的孔道，而且還可能使油氣層的潤濕性發(fā)生反轉，從而導致油氣層滲透率下降。②有機沉淀。影響無機垢沉淀的因素有： 。 鉆井液（水基）濾液與地層流體適應性試驗方法的建立 結垢①無機垢。實驗流體有兩類，一類是用地層水來進行實驗，另一類是用地層原油來進行實驗：（1）選擇實驗巖心，測量長度、直徑等；（2）選擇實驗溫度點分別為 T1（地層溫度） 、TTTTT6（地面溫度）。表 27 應力敏評價指標Ss ＜ ～ ～ ＞31010lgii sKS????????? 1301lgisiS?????????17應力敏感程度 弱 中等 強 極強 溫度敏感在鉆井、完井過程中，由于外來流體進入油氣層，可使近井筒附近的地層溫度下降，從而對地層產生一定的影響，主要體現在以下幾個方面：（1）由于地層溫度下降，導致有機結垢；（2）由于地層溫度下降，導致無機結垢；（3）由于地層溫度下降，導致地層中的某些礦物發(fā)生變化。它反映了巖石孔隙幾何學及裂縫壁面形態(tài)對應力變化的響應應力敏感性評價的目的1）準確地評價儲層，通過模擬圍壓條件測定孔隙度可以將常規(guī)孔隙度值轉換成原地應力條件，有助于儲量評價2）求出巖心在原地條件下的滲透率，便于建立巖心滲透率與測試滲透率間的關系，對認識測試滲透率和地層電阻率也有幫助3）為確定合理的生產壓差提供依據應力敏感性評價的具體方法：（1）選擇實驗巖心，測量長度、直徑等（2）選擇有效應力實驗點分別為800 psi、1000 psi、2022 psi、3000 psi、4000psi、5000psi、6000psi、7000psi（3）用氮氣測出各實驗應力 σ i值下的滲透率 Ki和孔隙度為了清晰地反映應力敏感性的不同，用無量綱滲透率（Ki/K1000)的立方根與應力(σi/σ1000)的對數作圖，可得與的線性關系，Ss 值的增加，意味著有效應力的影響增大，即巖心的應力敏感性變強，通過 Ss 值可以較直觀地說明巖心的應力敏感性強弱。建議將這種作法改為：（1）用地層水正向測基礎滲透率，再用煤油測出酸作用前的滲透率 K1； （2）反向注入 ～ 倍孔隙體積的酸液；（3）用煤油正向測出恢復滲透率 K2。用實驗所測的兩個滲透率和計算的比值來評價酸敏程度。酸化釋放出礦物微粒：該種微?；虻V物殘渣既不溶于水又不溶于酸，可通過顆粒運移堵塞孔喉。硅酸鹽凝膠的生成： H2SiF6→SiF 4 + 2HF SiF4 + H2O→H 4SiO4 (正硅酸) H4SiO4 (正硅酸)聚合生成多聚硅酸凝膠。Al(OH) 3沉淀的生成： pH 值升高到 3~4 時，Al 3+→Al(OH) 3↓氟化物的沉淀：Ca 2++ 2F→CaF 2↓，Mg 2+ + 2F→MgF 2↓為了避免在土酸酸化時生成 CaF2 、MgF 2，應先用 HCl 作前置液，溶解掉碳酸鹽礦物，并把土酸與地層水隔開，以防止 Mg2+、Ca 2+與 HF 直接接觸。酸化過程中巖石的溶解反應鹽酸酸化：碳酸鹽巖與鹽酸：CaMg(CO3)2 (白云石)+ 4HCl =CaCl 2 + MgCl2 + 2H2O + 2CO2↑CaCO3 (方解石)+ 2HCl =CaCl 2 +H2O + CO2↑鐵礦石與鹽酸：FeCO3 (菱鐵礦)+ 2HCl =FeCl 2 +H2O + CO2↑Fe2O3 (赤鐵礦)+ 6HCl =2FeCl 3 +3H2O 氫氟酸酸化1:0%5iiKA??maxin10%??B:損 害 程 度15SiO2 (石英)+ 6HF =H 2SiF6(氟硅酸) +2H 2O NaAlSi3O8 (長石)+ 25HF =3H2SiF6(氟硅酸) + H3AlF6(氟鋁酸) + NaF +8H2O AlSi4O10(OH)2(粘土) + 36HF = 4H 2SiF6(氟硅酸) + H 3AlF6(氟鋁酸) +12H 2O產生油氣層酸敏性損害的原因鐵的氫氧化物沉淀：鐵沉淀與 pH 值的關系 pH→ Fe 3+→開始生成 Fe(OH)3↓ pH→ Fe 3+→全部生成 Fe(OH)3↓ pH→ Fe 2+→開始生成 Fe(OH)2↓ pH→ Fe 2+→全部生成 Fe(OH)2↓　　若存在溶解氧，則 Fe2+ + [O]→Fe 3+，在較低的 pH 值條件下即可產生沉淀。損害程度的計算方法見式 B 其損害程度指標見表 25：表 25 堿敏評價指標損害程度 ＜30% 30%～70% ＞70%敏感程度 弱 中等 強 酸敏 油氣層酸化后，由于溶解掉膠結物會釋放出大量微粒，礦物溶解釋放出的離子還可能再生成沉淀，則這些微粒和沉淀將堵塞儲層的滲流通道，輕者可削弱酸化效果，重者導致酸化失敗。通過注入不同 pH 值的地層水并測定其滲透率，根據滲透率的變化來評價堿敏損害程度，找出堿敏損害發(fā)生的條件：（1）不同 pH 值鹽水的制備。當高 pH 值流體進入油氣層后，將造成油氣層中粘土礦物和硅質膠結的結構破壞（主要是粘土礦物解理和膠結物溶解后釋放微粒） ，從而造成油氣層的堵塞損害；此外，大量的氫氧根與某些二價陽離于結合會生成不溶物，造成油氣層的堵塞損害，稱為堿敏性。b. 影響油氣層堿敏性損害程度的因素， ① 堿敏性礦物的含量；② 液體的 pH 值和侵入量，其中液體的 pH 值起著重要作用。② 酸性氧化物，如隱晶質石英和蛋白石（SiO2其水敏程度評價指標見表 24：表 24 水敏評價指標（Kf Kw）/Kf ＜ ～ ＞水敏程度 弱 中等 強 堿敏 高 pH 值的外來液體侵入油氣層時，與其中的堿敏性礦物發(fā)生反應造成分散、脫落、或生成新的硅酸鹽沉淀和硅凝膠體，導致油氣層滲透率下降，這就是油氣層堿敏性損害。⑤ 在外來液體礦化度相同的情況下，外來液中含高價陽離子的成分越多，引起油氣層水敏性損害的程度越弱。 ④ 外來液體的礦化度越低，引起油氣層的水敏性損害越強；外來液體的礦化度降低速度越大，油氣層的水敏性損害越強。 ② 油氣層中常見的粘土礦物對油氣層損害強弱影響順序為：蒙脫石間層礦物（伊蒙、綠蒙間層）伊利石高嶺石、綠泥石。 （2）分散運移：粘土礦物膨脹到一定程度就可發(fā)生分