錄井儲層評價講座四

1、第四部分 儲層損害與儲層保護(hù)簡介第一節(jié) 儲集層損害機(jī)理一、儲層損害的內(nèi)外因內(nèi)因：儲集層本身的巖性、物性及油氣水流體性質(zhì)等造成損害的原因；外因：在施工作業(yè)時任何能夠引起儲層微觀結(jié)構(gòu)原始狀態(tài)發(fā)生變化，并使儲層的原始滲透率等有所下降的各種外部作業(yè)條件。二、儲層損害的分類第一方面因素是由于外來流體與儲層巖石的相互作用，造成以下五種類型的損害：（1） 外來固體顆粒的堵塞與侵入；鉆井液、完井液以及壓井流體和注入流體（2） 工作濾液侵入及不配伍的注入流體造成的敏感性損害；（3） 儲集層內(nèi)部微粒運(yùn)移造成的地層損害；（4） 出砂；（近井壁區(qū)井底帶巖層結(jié)構(gòu)破壞形成的，膠結(jié)方式和膠結(jié)強(qiáng)度有關(guān)）（5） 細(xì)菌堵塞；（注

2、水中的細(xì)菌和空氣在井內(nèi)和地層內(nèi)繁殖產(chǎn)生累積沉淀）第二方面的因素是由于外來流體與地層間流體的不配伍，造成以下五種類型的損害：（6） 乳化堵塞；（外來流體（油或水）與地層流體（油、水）相混合，形成乳化物、乳狀液）（7） 無機(jī)結(jié)垢堵塞；（生產(chǎn)井和注入井中發(fā)生，CaCO3,CaSO4,BaSO4,FeCO3）（8） 有機(jī)結(jié)垢堵塞；(石蠟，瀝青沉淀物)（9） 鐵銹與腐蝕產(chǎn)物的堵塞；（注水系統(tǒng)中，F(xiàn)eS,FeCO3）（10） 地層內(nèi)固相沉淀的堵塞；（CaCO3,CaSO4,BaSO4等化學(xué)沉淀）三、各作業(yè)過程儲層傷害的因素1鉆井作業(yè)造成的傷害 （1）鉆井壓差 壓差越大，泥漿侵入液越多，帶入儲層內(nèi)的固相顆粒

3、也就越多，侵入的深度也逐漸加深。造成井底壓差增大的原因有泥漿相對密度過大、下鉆時鉆柱下放速度過快和開鉆時起泵速度過快。壓差愈大，傷害愈重。 （2）泥漿浸泡時間 泥漿濾液的失水量隨時間延長而增多，夾帶的固相顆粒也增多。時間愈長，傷害愈重。 （3）固相顆粒的含量 鉆井泥漿中的固相顆粒含量愈大，對儲層的傷害愈嚴(yán)重。最易隨泥漿濾液侵入地層造成堵塞的固相顆粒是泥漿中細(xì)小或超細(xì)顆粒。泥漿中固相顆粒的含量取決于泥漿原有的固相顆粒、上覆地層的坍塌、鉆具對井壁的撞擊或抽打，以及鉆井時間的長短。 （4）泥漿的性能 當(dāng)泥漿抑制程度差時，會引起儲層中的固相顆粒發(fā)生水化作用，當(dāng)與儲層內(nèi)液體不匹配時，會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)生成沉

4、淀物；當(dāng)濾失液量達(dá)到一定程度時，會促進(jìn)微粒移動和各種添加劑侵入到儲層內(nèi)。 2.注水泥作業(yè)造成的傷害 在注水泥作業(yè)過程中，水泥漿中的固相顆粒一般不會侵入儲層，只有在儲層的大縫大洞處才能侵入地層。造成傷害的主要因素是水泥漿的濾失液，同泥漿造成的傷害類似。由于水泥漿的失水量（特別是初始失水量）比泥漿失水量多，所造成傷害的程度不一定輕于泥漿。 3射孔作業(yè)造成的傷害 射孔作業(yè)的作用在于改變井底附近地層的滲流條件，減輕或解除鉆井作業(yè)造成的傷害。實踐證明，射孔作業(yè)本身也會造成傷害，不僅使遭受鉆井作業(yè)傷害的地帶再次受到傷害，而且還會使未遭受鉆井傷害的地帶受到傷害。 （1）成孔過程 射孔孔眼是在高溫、高壓的條件

5、下形成的。在射孔孔眼里堆積了套管碎片、彈殼、水泥塊和巖石的碎屑顆粒，堵塞了孔眼。同時，還在孔眼周圍形成0.10.5m左右厚的低滲透壓實帶，降低了巖石的原始滲透率和井的產(chǎn)能。 （2）射孔壓差 如果在正壓差下進(jìn)行射孔，射開油層的一瞬間，射孔液和固相顆粒被壓入油層，造成了傷害。 （3）射孔液的濾失 被壓入射孔眼的射孔液的濾失液沿著儲層孔隙通道侵入儲層的更深處，造成的傷害與泥漿濾失液造成的傷害類似。 4修井作業(yè)造成傷害的因素 （1）修井液選擇不妥或質(zhì)量不好。 （2）修井液的性質(zhì)與地層內(nèi)的液體不配伍而形成有機(jī)物與無機(jī)物的結(jié)垢。 （3）修井液內(nèi)夾帶的游離物（瀝青、涂料和銹皮屑等）的沉淀堵塞儲層的孔隙通道。

6、 5增產(chǎn)措施作業(yè)造成的傷害 （1）酸化作業(yè) 在酸化作業(yè)過程中，若酸液組分配制不當(dāng)、輸酸管道不干凈、酸液中固相顆粒含量大、酸液同巖石和鐵件反應(yīng)生成的沉淀物和殘酸未能及時干凈地排出等因素都是造成酸化作業(yè)傷害的因素。 （2）壓裂作業(yè) 在壓裂作業(yè)過程中，壓裂液中的殘渣、支撐劑的嵌入和破碎、以及壓入儲層內(nèi)的液體引起微粒移動的因素等都是壓裂作業(yè)造成傷害的原因。 6試油作業(yè)造成傷害的因素 在試油作業(yè)中造成傷害的主要因素是壓井液的質(zhì)量和密度。 7. 儲層中原有碳?xì)浠衔锖土黧w造成傷害的因素 1）儲層中水體的錐進(jìn)。 2）原油中有機(jī)物的結(jié)垢。 8工程施工造成的傷害 若有工程施工不當(dāng)或發(fā)生井下事故等工程原因，使儲層

7、不正常地裸露和浸泡時間過長也會導(dǎo)致儲層的傷害。 造成儲層傷害的原因很多，認(rèn)識傷害的原因需要多方面知識的結(jié)合，要求在弄清儲層特性的基礎(chǔ)上，在查明傷害原因的前提下配套優(yōu)化各作業(yè)技術(shù)，使傷害減輕到最低限度。第二節(jié) 儲層傷害評價技術(shù)和方法一、儲層傷害評價涉及的技術(shù)范圍 包括儲層地質(zhì)特征的研究、各作業(yè)措施技術(shù)優(yōu)化研究、各種工作液的選擇和配制、各階段的試井和測井技術(shù)、油井處理（增產(chǎn)、生產(chǎn)、防腐和結(jié)垢）技術(shù)、油藏工程研究和傷害機(jī)理研究及評價技術(shù)和方法。二、傷害評價的主要技術(shù)和方法 1室內(nèi)實驗分析方法 要求在儲層段選取有代表性的巖心，并正確進(jìn)行巖樣鉆取和巖樣處理。按油氣藏類型做全剖面（儲層整個連續(xù)剖面）和巖心

8、全性能（巖性、物性、電性、化性和流體性質(zhì)）測定和分析工作。 （1）普通巖心分析包括： 常規(guī)巖心分析：主要測定巖樣的孔隙度、滲透率和飽和度。 X-衍射分析：在含有粘土礦物的碳酸鹽巖儲層中，用X-衍射分析法分析微量細(xì)小分散的粘土礦物的種類和內(nèi)部結(jié)構(gòu)。 掃描電鏡分析：多次使用電鏡對原始、污染和保護(hù)措施后的巖心進(jìn)行分析觀察、搞清巖石中礦物直觀形態(tài)、分布以及孔喉的大小、部位、類型、連通情況和堵塞情況。 薄片分析：主要用巖心薄片和鑄體薄片分析，并結(jié)合三敏（水敏、速敏和酸敏）試驗分析，從儲層敏感性的角度去觀測，得出傷害的信息。 巖化分析：主要用化學(xué)分析方法分析巖石的化學(xué)成分和含量。 毛管壓力分析：主要用離心

9、法測定毛管壓力，定性地評價系列流體對儲層的傷害。（2）特殊巖心分析有靜態(tài)與動態(tài)的敏感性（水敏、速敏和酸敏）試驗、當(dāng)量液體滲透率試驗、體積流量評價試驗、系列流體滲透率評價試驗、雙向（正與反）流動相對滲透率試驗、潤濕性試驗、鹽度評價試驗、微模型可見試驗技術(shù)分析和CT掃描技術(shù)分析。 2礦場評價技術(shù)方法 （1）試井評價技術(shù)方法 包括穩(wěn)定試井法、不穩(wěn)定試井法、重復(fù)電纜地層測試（RFT）和鉆柱測試（DST）。 （2）測井評價技術(shù)方法 包括電阻率測井法、深度探測測井法和時間推移測井法。 3.用其他資料評價傷害的方法包括用試油后排液量的資料評價傷害程度、用各階段（中途、完井和投產(chǎn)）測試資料評價傷害程度和用投產(chǎn)

10、后采油指數(shù)等生產(chǎn)參數(shù)的變化情況評價傷害程度。三、傷害評價指標(biāo)表4-1 儲層傷害評價指標(biāo)表評價指標(biāo)評價標(biāo)準(zhǔn)名稱符號傷害未傷害激化（措施見效）備注表皮系數(shù)S>0=0<0均質(zhì)儲層=0=-3=-6-7非均質(zhì)儲層產(chǎn)能比PR<1=1>1產(chǎn)率比PRJ<1=1>1傷害比DR>1=1<1污染系數(shù)DF>0=0<0條件比CR<1=1>1污阻系數(shù)Ds>0=0<0流動效率FE<1=1>1完善程度PF<1=1>1完善指數(shù)CI>8=7<6第二節(jié) 儲層敏感性評價一、儲層敏感性幾乎所有井的油層都會受到不同程度

11、的損害，油層損害必然導(dǎo)致產(chǎn)能損失及產(chǎn)量下降。儲層對于各種類型地層損害的敏感性程度，即為儲層敏感性。儲層的敏感性主要有以下幾種類型：1）外來流體的鹽度降低引起油氣儲層中粘土礦物的水化、膨脹，因而縮小了儲層的孔隙喉道，這就是儲層的水敏性。2）微粒運(yùn)移堵塞油氣儲層的孔隙喉道，即儲層的速敏性。a、由于外來流體（如注入水）流速過高（超過該儲層的臨界流速），使那些非膠結(jié)或膠結(jié)不好的地層微粒運(yùn)移，堵塞儲層的孔喉通道。地層微粒指地層中包括粘土微粒和其它礦物的碎屑微粒在內(nèi)的所有微粒。地層微粒的運(yùn)動受潤濕性和孔隙系統(tǒng)中流動相的影響。在大多數(shù)情況下，尤其是在油層開采初期，儲層為水濕。水與基質(zhì)及地層微粒接觸，油從孔隙

12、的中間部分流過。此時，注水速度的控制非常重要。而對于采油井，水的飽和度較低時，水相幾乎是不流動的，故采油通常不會產(chǎn)生速敏性。當(dāng)外來流體的侵入使地層微粒變?yōu)橛蜐窕虿糠钟蜐駮r，或者當(dāng)油層水飽和度較高時，地層微粒將有可能隨流體一起流動，此時，采油速度過快也可導(dǎo)致油層堵塞或出砂；b由于外來流體偽侵入造成儲層流體離子濃度的變化，使儲層中的粘土礦物水化、膨脹、分散，導(dǎo)致粘上微粒及由粘土膠結(jié)的碎屑微粒的釋放；c外來流體攜帶的微粒（粘土礦物、高分子化合物等），往往造成儲層孔隙喉道的堵塞。3）由于與儲層流體不配伍的流體侵入儲層、溶液溫度變化、溶液壓力變化、溶液蒸發(fā)（氣井）等原因，使儲層原有的沉淀溶解平衡被破壞，

13、因而生成瀝青、石蠟或無機(jī)沉淀，這就是儲層的結(jié)垢問題。結(jié)垢嚴(yán)重時，可造成儲層孔隙或裂縫、射孔孔眼、井筒或采油設(shè)備堵塞，損害油氣產(chǎn)能。 4）外來流體進(jìn)入儲層，并與儲層礦物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，如堿水驅(qū)中的堿溶或酸化作業(yè)中的酸溶，由于反應(yīng)產(chǎn)物的沉淀以及膠結(jié)物被溶解產(chǎn)生的碎屑微粒堵塞孔喉，因而導(dǎo)致儲層滲透能力的下降。5）外來流體的侵入造成水飽和度增加，引起水堵，或者使油氣儲層潤濕性改變，降低油氣的相滲透率，或形成高粘度的乳化液，堵塞油氣儲層的流動通道。油基鉆井液及反相乳化鉆井液中的氧化瀝青或表面活性劑、化學(xué)驅(qū)作業(yè)中使用的表面活性劑，都會使水潤濕地層轉(zhuǎn)變?yōu)橛蜐櫇竦貙樱鹩蜐櫇裾成系挠突蛎?，這樣有時可使油相滲

14、透率降低40。表面活性劑的侵入還會使油水易于形成乳狀液，導(dǎo)致流體粘度增加、流動阻力增大，同時油水界面的存在和移動也會引起孔道內(nèi)的壓力波動，導(dǎo)致地層微粒運(yùn)移。二、儲層的敏感性礦物1 水敏性礦物儲層中與水溶液作用產(chǎn)生晶格膨脹或分散堵塞孔喉引起滲透率下降的礦物。2.酸敏性礦物儲層中與酸液作用產(chǎn)生化學(xué)沉淀或酸蝕后釋放微粒引起滲透率下降的礦物。3 速敏性礦物儲層中因流速過高，甚至水化膨脹產(chǎn)生的細(xì)分散的粘土礦物，以及雜基中膠結(jié)不緊的微粒，包括碎屑粘土礦物，或酸蝕后釋放出的殘余微粒形成了分散運(yùn)移和微粒運(yùn)移損傷滲透率的礦物。表4-2 可能損害地層的幾類敏感性礦物敏感性類型敏感性礦物損害形式水敏性綠泥石-蒙脫石 伊利石-蒙脫石 蒙脫石 降解伊利石 降解綠泥石 水化白云母晶格膨脹 分散運(yùn)移酸敏性（HCl）蠕綠泥石 鐵方解石 鮞綠泥石 鐵白云石綠泥石-蒙脫石 赤鐵礦 海綠石 黃鐵礦水化黑云母 菱鐵礦化學(xué)沉淀 Fe(OH)3非晶質(zhì)SiO2酸蝕釋放出微粒運(yùn)移酸敏性（HF）石灰石（方解石） 白云石 沸石類(濁沸石 鈣沸石 斜鈣沸石 片沸石 輝沸石) 鈣長石 各類粘土礦物化學(xué)沉淀 CaF2非晶質(zhì)SiO2高PH堿敏性(PH>12)鉀長石 鈉長石 微晶石