【正文】 建立束縛水飽和度， 再用原油測 油氣層損害的室內(nèi)評(píng)價(jià) 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ?工作液概念 ? 鉆井液、水泥漿、完井液、壓井液、洗井液、 修井液、射孔液、壓裂液、酸、注入水等 ?工作液靜態(tài)損害評(píng)價(jià) ? 靜濾失實(shí)驗(yàn)裝置測定工作液濾入巖心前后滲透 率的變化 ? 評(píng)價(jià)工作液對(duì)油氣層的損害程度 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ? 優(yōu)選工作液配方 ? 損害程度評(píng)價(jià) Rs=(1－ Kop/Ko) 100% Rs — 損害程度 Kop—損害后巖心的油相有效滲透率 ? m2 Ko — 損害前巖心的油相有效滲透率 ? m2 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ? 輔助評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) ◇ 粘土膨脹實(shí)驗(yàn) ○ 膨脹率 ——粘土樣品膨脹后的體積增量與 原體積之比 ?v?(v2－ v1)/v1 100% ?v—— 粘土膨脹率 % v1 —— 樣品原體積 v2—— 樣品膨脹后體積 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ◇ 陽離子交換實(shí)驗(yàn) ○ 陽離子交換吸附 —— 吸附在粘土礦物表 面的陽離子可以和溶液中的陽離子發(fā)生 交作用 ○ 陽離子交換容量（ CEC)—— 在 pH值為 7 的條件下，粘土顆粒表面所能交換的陽 離子總量，單位是 mmol/100g土 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ◇ 酸溶實(shí)驗(yàn) ○ 巖石中含有一定量的酸可溶物 ○ 可用化學(xué)分析方法測定巖石中含有的可 溶物的相對(duì)含量 ◇ 浸泡實(shí)驗(yàn) ○ 酸液使巖石中粘土顆粒分散脫落、礦物 溶蝕及骨架顆粒解體 ○ 實(shí)驗(yàn)通過觀察巖石表面變化情況判斷 巖石敏感性及液體與巖石的配伍性 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ?工作液動(dòng)態(tài)損害評(píng)價(jià) ? 靜態(tài)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) ◇ 采用 “ 靜壓入 ” 及 “ 端面流動(dòng) ” 方法 ◇ 以巖心受工作液污染前后的滲透率變化值 判斷損害程度 ? 動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn) 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ◇ 工作液在井內(nèi)循環(huán)或攪動(dòng)產(chǎn)生對(duì)地層的 壓力激動(dòng) ◇ 影響井壁上形成的濾餅質(zhì)量和形成速度， ◇ 增大工作液對(duì)油氣層的損害程度 ◇ 動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)工作液處于循環(huán)或攪動(dòng)狀態(tài) ◇ 更真實(shí)模擬井下實(shí)際工況 ◇ 損害過程更接近現(xiàn)場實(shí)際 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ◇ 實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)現(xiàn)場更具指導(dǎo)意義 ◇ 評(píng)價(jià)方法同靜態(tài)實(shí)驗(yàn) ? 旋轉(zhuǎn)剪切模擬法 ◇ 工作液在井內(nèi)動(dòng)態(tài)流動(dòng)為出發(fā)點(diǎn) ◇ 流變學(xué)角度來解決動(dòng)態(tài)問題 ◇ JHDS高溫高壓動(dòng)失水儀 ◇ SWⅡ 動(dòng)態(tài)損害評(píng)價(jià)儀 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ◇ 旋轉(zhuǎn)剪切模擬法實(shí)驗(yàn)簡圖 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ? 全尺寸動(dòng)態(tài)模擬法 ◇ 完全模擬鉆井、完井時(shí)井內(nèi)實(shí)際工作條件 下地層損害過程 ◇ 模擬參數(shù)包括井內(nèi)液柱壓力、地層孔隙 壓力、上覆巖層壓力、地層溫度、工作液 施工溫度、鉆井液上返循環(huán)速度、鉆具轉(zhuǎn) 速 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ◇ 實(shí)驗(yàn)所得評(píng)價(jià)結(jié)果更加客觀、實(shí)用 ◇ 實(shí)驗(yàn)過程具有更加完善的模擬功能 ◇ DSE高溫高壓全尺寸動(dòng)態(tài)模擬巖心污染 試驗(yàn)儀 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ? 動(dòng)態(tài)污染模擬試驗(yàn)是一套系統(tǒng)試驗(yàn) ◇ 測定污染前巖心滲透率 ◇ 在動(dòng)態(tài)條件下污染巖心 ◇ 測定污染后的巖心滲透率 ◇ 比較污染前后巖心滲透率的變化 ◇ 判斷巖心污染程度 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ?多點(diǎn)滲透儀測量損害深度和程度 ? 靜態(tài)和動(dòng)態(tài)評(píng)價(jià)結(jié)果反映沿整個(gè)巖心長度 上的平均損害程度 ? 工作液侵入巖心的真實(shí)程度沿整個(gè)巖心長度 不一定均勻 ? 多點(diǎn)滲透率儀可準(zhǔn)確測出真實(shí)損害深度 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ? 多點(diǎn)滲透率儀示意圖 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) ◇ 損害前后滲透率曲線對(duì)比求損害深度和 分段損害程度 工作液對(duì)油氣層的損害評(píng)價(jià) Koi損害前基線滲透率曲線 Kopi損害后恢復(fù)滲透率曲線 損害深度 L = L1+L2+L3+l4+ 分段污染程度 Rsi=(1－ Kopi/ Koi) 100% 式中 i=1,2,3nH 2O〕 水化膠體物 質(zhì) 油氣層損害類型 ? 微粒運(yùn)移損害 ? 流速較高或壓差波動(dòng)較大，使油氣層中固有 的顆粒脫落，隨流體移動(dòng)，在孔喉處產(chǎn)生堵塞，造成油氣層滲透率降低的現(xiàn)象 油氣層損害類型 ? 微粒包括所有粒級(jí)的礦物及其它組分顆粒 ? 可為巖石顆粒，膠結(jié)不好的地層、粘土為主要膠結(jié)物的地層對(duì)流速最敏感：疏松附著于巖石孔隙壁上的各種覆蓋物 ? 也可為有機(jī)顆粒（含碳有機(jī)物殘?jiān)? ? 微粒運(yùn)移是流速對(duì)微粒的擾動(dòng)作用 ? 分散運(yùn)移是一種電化學(xué)反應(yīng) 油氣層損害類型 ? 結(jié)垢損害 ? 外來流體進(jìn)入油氣層，改變了地層流體成分或地層溫度、壓力發(fā)生變化，或外來流體與地層流體不配伍，形成各種沉淀物堵塞油氣通道的現(xiàn)象 ? 無機(jī)垢 — CaCO CaSO BaSO SrSO4 ? 有機(jī)垢 — 蠟、瀝青質(zhì) 油氣層損害類型 ? 毛細(xì)管阻力損害 ? 外來流體進(jìn)入油氣層與地層流體接觸，在油水界面形成一個(gè)凹向油相的彎月面而產(chǎn)生毛管阻力，阻礙液體流動(dòng)；或外來流體進(jìn)入油氣層，改變了油氣層中的油水分布，含水飽和度增加，含油飽和度下降，使油相滲透率降低的現(xiàn)象 ? 物理原因的損害 ? 與巖石礦物組成無關(guān) ? 只與兩相流體的界面張力有關(guān) 油氣層損害類型 ? 潤濕性改變損害 ? 巖石吸附化學(xué)劑改變巖石表面潤濕性而造成 油相滲透 率 下降的現(xiàn)象 ? 潤濕 —液體在分子力作用下在固體表面上的 流散現(xiàn)象 油氣層損害類型 ? 潤濕性 —當(dāng)某一固體表面同時(shí)與兩種不相混 溶的流體（兩種液體或一種液體、一種氣體） 接觸時(shí)，如果其中的一種流體有沿著固體表面 延展的趨勢，則固體表面為該流體所潤濕 ? 巖石的潤濕性 —巖石表面與流體相互作用的 一種性質(zhì)，即某種流體延展或附著到固體表面 的傾向性 油氣層損害類型 ? 產(chǎn)生這種傾向性的根本原因是由于分子間力 的作用 ? 水潤濕地層 —水滴在地層表面鋪展，則稱該 地層為水潤濕地層或水濕性地層 ? 油潤濕地層 —油滴在地層表面鋪展，則稱該 地層為油潤濕地層或油濕性地層 油氣層損害類型 ? 不同巖石表面具有不同電性和潤濕性 —親油 巖石、親水巖石 ? 潤濕性改變損害與巖石成分有關(guān) ? 含硅質(zhì)物質(zhì)的砂和粘土表面通常呈負(fù)電性， 陽離子型化學(xué)劑能牢固吸附與砂巖表面，使其 具親油性 油氣層損害類型 ? 石灰?guī)r在值為 0～ 8環(huán)境下，表面帶正電荷， 陰離子表面活性劑使其變?yōu)橛H油表面 ? 水潤濕地層變?yōu)橛蜐櫇竦貙?，油相滲透率降 低 40% 油氣層損害類型 ? 固相顆粒侵入損害 ? 入井流體直接將固相顆粒帶入油氣層，堵塞孔隙通道而使油氣層滲透率降低的現(xiàn)象 ? 固相顆粒分無機(jī)固相顆粒和有機(jī)固相顆粒 ? 固相顆粒侵入損害的根源受外界因素影響 ? 固相顆粒侵入后油氣層滲透率下降的幅度與巖石的孔隙結(jié)構(gòu)有關(guān) 油氣層損害類型 ? 出砂損害 ? 高速采油情況下，弱膠結(jié)或未膠結(jié)型巖石結(jié) 構(gòu)的完整性遭到破壞，發(fā)生解體，形成松散的 砂?；蛭⒘Ｎ镔|(zhì)，其中較大的顆粒形成架橋或 卡堵而堵塞孔隙；較小的顆粒隨油流流向井筒，造成油井出砂，堵塞生產(chǎn)層段 油氣層損害類型 幾乎所有的油氣層損害都是一 系列物理、化學(xué)過程的結(jié)果 油氣層損害機(jī)理 油氣層潛在損害因素 油氣層潛在損害因素 ?任何具有一定孔隙結(jié)構(gòu)和滲透性的巖石都能儲(chǔ)存油氣 ?儲(chǔ)存油氣的巖石稱為儲(chǔ)集巖或儲(chǔ)集層，簡稱儲(chǔ)層 油氣層潛在損害因素 ?油氣層儲(chǔ)滲空間及其特性 ?油氣層的儲(chǔ)集空間包括 孔隙、孔洞、裂縫 ?油氣層的滲流通道主要是喉道 ◇ 喉道是兩個(gè)顆粒間連通的狹窄部分或兩個(gè) 較大孔隙間的收縮部分 ◇ 喉道是易受損害的敏感部位 油氣層潛在損害因素 ◇ 油氣層的孔隙結(jié)構(gòu)指孔隙和喉道的幾何 形狀、大小、分布、連同關(guān)系 ◇ 儲(chǔ)層的儲(chǔ)滲空間決定了它的儲(chǔ)集和滲濾特性 ◇ 砂巖儲(chǔ)層一般是以粒間孔隙為主的孔隙型 儲(chǔ)層 油氣層潛在損害因素 ◇ 碳酸鹽儲(chǔ)層是以孔隙和裂縫為主的雙重 孔隙介質(zhì)型儲(chǔ)層 ◇ 以裂縫為主的裂縫型儲(chǔ)層較少見 ◇ 孔隙結(jié)構(gòu)從微觀角度描述油氣層的儲(chǔ)滲特性 ◇ 孔隙度和滲透率從宏觀角度描述巖石的儲(chǔ)滲 特性 油氣層潛在損害因素 ◇ 不同的顆粒接觸關(guān)系和膠結(jié)類型決定著孔喉 類型 ◇ 孔喉類型從定性角度描述油氣層的孔喉特征 ◇ 孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)從定量角度描述孔喉特征 ◇ 油氣層孔喉分為五種類型 ◇ 孔喉特征與與油氣層損害關(guān)系 孔喉類型 孔喉主要特征 可能的損害方式 縮頸喉道 孔隙大 喉道粗 孔隙與喉道直徑比接近 1 固相侵入 出砂 地層坍塌 點(diǎn)狀喉道 孔隙大 喉道細(xì) 孔隙與喉道直徑比大 微粒運(yùn)移 水鎖 賈敏 固相侵入 片狀或彎片狀喉道 孔隙小 喉道細(xì)而長 孔隙與喉道直徑比中到大 微粒堵塞 水鎖 賈敏 粘土水化膨脹 管束狀 喉道 孔隙和喉道成為一體 且細(xì)小 水鎖 賈敏 乳化堵塞 粘土水化膨脹 表 41 孔喉類型與油氣層損害關(guān)系 油氣層潛在損害因素 油氣層潛在損害因素 ◇ 孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù) 孔喉大小與分布 孔喉彎曲程度 孔隙連通 程度 ◇ 孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與油氣層損害的關(guān)系 ○ 孔喉越大，不匹配的固相顆粒侵入越深， 油氣層潛在損害因素 造成的固相損害程度越大，水鎖和賈敏損 害可能性小 ○ 孔喉彎曲程度越大，外來固相顆粒侵入 越困難，侵入深度小，地層微粒易在喉道 阻卡，微粒分散或運(yùn)移損害潛力增大， 喉道易受損害 ○ 孔隙連通性差，油氣層易受損害 油氣層潛在損害因素 、油氣層損害的關(guān)系 ◇ 滲透率是孔喉大小、均勻性和連通性三者共 同體現(xiàn) ◇ 滲透性好的油氣層，孔喉較大或較均勻， 通性好，膠結(jié)物含量低，受固相侵入損害的 可能性大 油氣層潛在損害因素 ◇ 低滲透性油氣層，孔喉小或連通性差，膠 結(jié)物含量高，易受粘土水化膨脹、分散運(yùn) 移、水鎖及賈敏損害 油氣層潛在損害因素 ?油氣層的敏感性礦物 ◇ 儲(chǔ)集層中與流體接觸易發(fā)生物理、化學(xué) 和物理化學(xué)反應(yīng)并導(dǎo)致油氣層滲透率大幅 度下降的礦物 油氣層潛在損害因素 ◇ 粒徑?。?37181