油層保護多媒體

油層保護多媒體第一頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第一章概述一、問題的提出表1建井和開采的各個不同階段地層損害嚴重性相對大小注：“-”表示不存在該類儲層損害；“*”表示存在該類儲層損害的嚴重程度。第二頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三表2油氣井作業(yè)過程中可能導致的油氣層損害原因及因素第三頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三二、國外油氣層保護技術的發(fā)展歷程第四頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三三、油氣層損害的定義定義：任何阻止流體從井眼周圍流入井底的現(xiàn)象均稱為油氣層損害。或：在鉆井、完井、井下作業(yè)及油氣田開采全過程中，造成油氣層滲透率下降的現(xiàn)象稱為油氣層損害。四、油氣層損害的原因

在鉆井、完井、修井、油氣開采等全過程中，由于外來流體的進入或開采措施不當?shù)仍?，破壞了地下流體與油氣層巖石、油氣層流體的平衡條件，導致水化膨脹、微粒運移、細菌堵塞、外來顆粒的侵入等，最終使油氣層的滲透率降低。第五頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三五、保護油氣層技術涉及的技術范圍1、主要思路2、主要內容3、特點(1)是一項系統(tǒng)工程；(2)具有很強的針對性；(3)采用三個結合。第六頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第二章油氣層損害機理油氣層損害機理：油氣層損害產(chǎn)生的原因和伴隨損害發(fā)生的物理、化學變化過程。目的：認識和診斷油氣層損害原因及損害過程。第一節(jié)油氣層損害機理的研究方法損害的實質：有效滲透率下降。滲流空間的改變：外來固相侵入、水敏性損害、酸敏性損害、堿敏性損害、微粒運移、結垢、細菌堵塞、應力敏感性損害。研究油氣層損害機理應堅持微觀研究與宏觀研究相結合。第七頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第二節(jié)油氣層潛在損害因素1、油氣層儲滲空間滲流空間主要指孔隙。滲流通道主要指喉道。

喉道：兩個顆粒間連通的狹窄部分，是易受損害的敏感部分。

孔隙結構：孔隙和喉道的幾何形狀、大小、分布及其連通關系，它是從微觀上來描述的。滲透率和孔隙度是從宏觀角度來描述巖石的儲滲特性。(1)孔喉類型(縮經(jīng)喉道、點狀喉道、片狀喉道、彎片狀喉道、管束狀喉道)第八頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第九頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三(2)孔隙結構參數(shù)主要有：孔喉大小、分布、孔喉彎曲程度和孔喉連通程度。a、其它條件相同時，孔喉越大固相顆粒損害程度越大；濾液造成水鎖、賈敏等損害的可能性越小。b、孔喉彎曲程度增加越易受到損害。c、孔隙連通性越差越易受到損害。(3)滲透率和孔隙度滲透率是孔喉大小、均勻性和連通性三者的共同體現(xiàn)。如果儲層的滲透率高孔喉較大、較均勻、連通性好、膠結物含量低、受固相侵入損害的可能性大。如果儲層的滲透率低孔喉較小、連通性差、膠結物含量高、易受水化膨脹、分散運移、水鎖、賈敏損害。第十頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三2、敏感性礦物(1)定義與特性定義：易與流體發(fā)生物理化學作用，并導致油氣層滲透率降低。特性：粒經(jīng)很小(<37m)，比表面大，多位于孔喉處。(2)類型a、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)生水化膨脹或分散、脫離等，并引起油氣層滲透率下降的礦物。主要有：蒙脫石、伊利石/蒙皂石間層礦物、綠泥石/蒙皂石間層礦物。b、堿敏性礦物與高pH值外來液作用產(chǎn)生分散、脫離或新的硅酸鹽沉淀、硅凝膠體，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、蛋白石等。第十一頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三c、酸敏性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，并引起滲透率下降的礦物。d、速敏礦物油氣層中在高速流體流動作用下發(fā)生運移，并堵塞喉道的微粒礦物。主要有：粘土礦物、粒經(jīng)小于37m的各種非粘土礦物。如：石英、長石、方解石。(3)產(chǎn)狀定義：指在含油氣巖石中的分布位置和存在狀態(tài)，對油氣層損害的影響很大。第十二頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三a、薄膜式：以蒙脫石和伊利石為主，易發(fā)生水化膨脹、水鎖。b、櫛殼式：以綠泥石為主，易造成微粒運移和酸蝕后生成Fe(OH)3膠凝體和SiO2凝膠體，堵塞孔喉。第十三頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三c、橋接式：以毛發(fā)狀、纖維狀的伊利石為主，易造成微粒運移。d、孔隙充填式：以高嶺石、綠泥石為主，易造成微粒運移。第十四頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三(4)敏感性礦物含量與損害程度之間的關系a、含量越高損害程度越大；b、其它條件相同時，滲透率越低敏感性礦物造成的損害程度越大。3、油氣層巖石的潤濕性(1)定義(2)分類(3)作用a、控制孔隙中的流體分布；b、決定巖石孔道中毛管力的大小和方向；c、影響微粒運移。(4)與油氣層損害的關系第十五頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三4、油氣層流體性質(1)地層水指礦化度、離子類型和含量、pH值、水型等。對損害的影響：a、生成垢；b、發(fā)生鹽析。(2)原油性質對油氣層損害的影響：a、生成有機垢；b、生成乳狀液。(3)天然氣性質主要是H2S、CO2?？稍斐晌⒘６氯?，生成FeS沉淀。第十六頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三a、機理b、影響因素(a)顆粒粒經(jīng)與孔喉直徑的匹配關系；(b)顆粒濃度C：注水、壓井和修井中，顆粒濃度C損害程度；最近的研究發(fā)現(xiàn)，鉆井液中固相含量的多少對滲透率損害沒有明顯的因果關系。第三節(jié)外因作用下引起的油氣層損害1、外界流體進入油氣層引起的損害(1)流體中固相顆粒堵塞油氣層(c)施工壓差P、剪切速率D和施工時間t：在屏蔽暫堵中，施工壓差P損害程度；剪切速率D破壞外濾餅，鉆井液中的顆粒進入孔隙的機會如果不匹配，進入的深度增加；如果匹配，適當提高鉆速，有利于形成內濾餅。施工時間t注水、壓井和修井中，濾失量、損害程度；鉆井中，如果內外濾餅形成的質量不好，施工時間t損害程度。c、特點(a)一般在近井地帶造成嚴重的損害；(b)當，且顆粒濃度低時顆粒侵入深度大，但損害程度低，但該損害程度隨時間的增加而增加；(c)對于中、高滲透性砂巖，尤其是裂縫性油氣層，顆粒的侵入深度和損害程度較大。第十七頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三

(a)當物性相似時，水敏性礦物含量越多，水敏性損害程度越大；(b)各粘土礦物對水敏性影響強弱順序為：蒙脫石＞伊利石／蒙皂石層間礦物＞伊利石＞高嶺石、綠泥石(c)當水敏性礦物含量及存在狀態(tài)相似時，高滲油氣層的水敏性損害低于低滲油氣層；(d)C外來液越低，引起的水敏性損害越強。如果越高，引起的水敏性損害也可能越大。(e)外來液礦化度降低速度越快，引起的水敏損害越強；(f)當外來液的礦化度相同時，外來液中含高價陽離子的成分越多，引起的水敏性損害程度越弱。陽離子價數(shù)越高，它與粘土負電荷中心的作用力越強，陽離子越易吸附到粘土表面和晶層間。(2)外來流體與巖石不配伍a、水敏性損害第十八頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三(a)原因：(i)粘土礦物的鋁氧八面體在堿性溶液作用下，使粘土表面的負電荷增多，導致晶層間斥力增加，促使水化分散；(ii)隱晶質石英和蛋白質等較易與氫氧化物反應生成不可溶性硅酸鹽，這種硅酸鹽可在適當?shù)膒H值范圍內形成硅凝膠而堵塞孔道。(b)影響因素(i)堿敏性礦物含量；(ii)液體的pH值。它起主要作用，pH值越大，造成的堿敏損害越大；(iii)液體侵入量。b、堿敏性損害第十九頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三c、酸敏性損害(a)原因(b)定義(c)控制因素酸液類型和組成；酸敏性礦物含量；酸化后返排的時間及效果。第二十頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三(a)危害(b)影響因素(i)pH：(ii)聚合物處理劑；(iii)無機陽離子：沒有表面活性劑時，無機陽離子對巖石的潤濕性沒有明顯影響；當有表面活性劑時，無機陽離子．特別是高價陽離子可增強巖石的油潤濕。因為無機陽離子使表面活性劑的溶解度降低，在巖石表面的吸附增加；多價陽離子可使表面活性劑的活性增加；多價陽離子可使陰離子表面活性劑之間發(fā)生絡合作用，其絡合產(chǎn)物更易吸附于巖石表面。(iiii)溫度：溫度增加，表面活性劑與水的親合力增強，在巖石表面的吸附減弱，油濕性減弱，水濕性增強。d、水潤濕變?yōu)橛蜐櫇褚鸬膿p害第二十一頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三(3)外來流體與地層流體不配伍A、結垢a、無機垢

影響因素：a)外界流體和油氣層液體中鹽類的組成及濃度；b)液體的pH值b、有機垢指石蠟、瀝青及膠質等。

影響因素：a)外來液體引起原油pH值改變而導致沉淀，高pH值液體可促使瀝青絮凝、沉積；一些含瀝青的原油與酸反應形成瀝青質、樹脂、蠟的膠狀污泥。b)氣體和低表面張力的流體侵入油氣層，可促使有機垢的生成。第二十二頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三a、危害

(a)一方面比孔喉尺寸大的乳狀滴堵塞孔喉；(b)另一方面是提高流體的粘度，增加流動阻力。b、影響因素

(a)表面活性劑的性質和濃度；(b)微粒的存在；(c)油氣層的潤濕性。B、乳化堵塞C、細菌堵塞a、損害的原因

(a)細菌繁殖很快，常以體積較大的菌絡存在，堵塞孔道；(b)腐生菌和鐵細菌都能產(chǎn)生粘液，堵塞油氣層；(c)細菌代謝的CO2、H2S、S2-、OH-，CaCO3、Fe(OH)3等無機垢。b、影響因素

(a)環(huán)境條件(t、P、礦化度、pH)；(b)營養(yǎng)物。第二十三頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三a、原因b、定義

水鎖損害：非潤濕相驅替潤濕相而造成的毛細管阻力油相滲透率K0降低。(4)外來流體進入油氣層影響油水分布造成損害(毛細管阻力造成的損害)所以，對于低滲油氣層，易產(chǎn)生水鎖損害。第二十四頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三

賈敏損害：非潤濕液滴對潤濕相液體流動產(chǎn)生附加阻力油相滲透率K0降低。c、影響因素(a)外來水相侵入量；(b)油氣層孔喉半徑。對于低滲油氣層：水鎖、賈敏損害明顯。第二十五頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三在相同油氣層條件下，一般生產(chǎn)壓差越大，流速越大，微粒運移的程度越大。a、影響臨界流速的因素(a)油氣層的成巖性、膠結性和微粒粒經(jīng)；(b)孔隙幾何形狀和流道表面出早粗糙度；(c)巖石和微粒的潤濕性；(d)流體的離子強度和pH值；pH值增加臨界流速降低，但變化不明顯(e)界面張力和流體粘滯力；(f)溫度影響。2、工程因素和油氣層環(huán)境條件發(fā)生變化造成的損害(1)作業(yè)或生產(chǎn)壓差引起的油氣層損害1)微粒運移產(chǎn)生速敏損害(生產(chǎn)壓差過大)b、影響微粒運移，并引起堵塞的因素有：(a)顆粒級配、顆粒濃度；假如，很易堵塞；假如顆粒濃度增加堵塞程度增加。(b)顆粒越粗糙，孔喉彎曲度越大，堵塞的可能性就越大；(c)V(P)增加堵塞程度增加、且堵塞強度增大；(d)流速方向不同，對微粒運移堵塞也有影響；第二十六頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三a、原因b、壓力降低形成垢的機理(a)無機垢的形成油層壓力降低脫氣，使原來的CO2分配在油、水兩相中，導致分配在油、水、氣三相中水相中CO2的減少，pH增加HCO3-解離為CO32-促使生成CaCO3沉淀物。(b)有機垢的形成油氣層壓力降低，原油中的輕質組分和溶解氣揮發(fā)蠟在原油中的溶解度降低石蠟沉積。2)無機和有機沉淀物(油氣層流體產(chǎn)生)3)應力敏感性損害a、原因b、影響應力敏感性損害的因素(a)壓差；(b)油氣層自身的能量；(c)油氣藏類型。第二十七頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三損害程度很大。影響因素：a、作業(yè)壓差；b、地層的性質。4)壓漏油氣層造成損害5)引起出砂和地層坍塌造成損害損害程度很大。當?shù)貙颖容^疏松時，在沒有采取固結措施之前，一定要控制使用適當?shù)膲毫M行開采。當作業(yè)壓差較大時，在高壓差的作用下，進入油氣層的固相量和濾液量必然較大，相應地固相損害和液相損害的深度加深，從而加大油氣層損害的程度。6)加深油氣層損害的深度第二十八頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三a、增加損害b、引起結垢損害當溫度降低時，放熱沉淀反應生成的沉淀物的溶解度降低，析出無機沉淀；當原油的溫度低于石蠟的初凝點時，石蠟將在油氣層孔道中沉積，生成有機垢；當溫度升高時，使吸熱沉淀反應更易發(fā)生，有可能引起無機垢損害。(2)溫度變化引起的油氣層損害(3)生產(chǎn)和作業(yè)時間a、生產(chǎn)或作業(yè)時間延長，油氣層損害的程度增加；b、影響損害的深度。機理綜述：(a)油氣層損害的原因多樣性：(b)油氣層損害原因相互聯(lián)系性(c)油氣層損害原因具有動態(tài)性第二十九頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第三十頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第三章巖心分析一、X-射線衍射技術(XRD)作用：1、地層微粒分析；2、全巖分析；3、粘土礦物類型鑒定和含量計算；4、間層礦物的鑒定和層間比的計算。二、掃描電鏡技術(SEM)作用：1、地層微粒的觀察；2、粘土礦物的觀測；3、油氣層孔喉的觀測；4、含鐵礦物的檢測；5、油氣層損害的檢測。第三十一頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三三、薄片技術應用：1、巖石的結構與構造；2、骨架顆粒的成分及成巖作用；3、孔隙特征；4、不同產(chǎn)狀粘土礦物含量的計算；5、熒光薄片應用。四、壓汞法測巖石毛管壓力曲線應用：1、儲集巖的分類評價；2、損害機理分析3、鉆井完井液設計；4、入井流體懸浮固相控制；5、評價和篩選工作液。第三十二頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三四、其它巖心分析技術1、傅里葉變換紅外光譜分析；2、CT掃描技術；3、核磁共振成象技術(NMRI)；4、電子探針等。第三十三頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三包括速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏和應力敏感性六敏實驗第四章儲層損害的評價方法第一節(jié)敏感性評價實驗代表性巖樣的選取第三十四頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三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。目的：(1)找出臨界流速，以及由速度敏感引起的油氣層損害程度；(2)為以下的敏感性評價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)。一般定為0.8倍臨界流速；(3)為確定合理的注采速度提供科學依據(jù)。一、速敏性評價(1)速敏概念和實驗目的(2)原理及作法測定不同流量Qi對應的滲透率Ki-1值。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。損害程度=(Kmax－Kmin)/Kmax×100%第三十五頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三油氣層的這種遇淡水后滲透率降低的現(xiàn)象，稱為水敏。目的：水敏實驗的目的是了解粘土礦物遇淡水后的膨脹、分散、運移過程，找出發(fā)生水敏的條件及水敏引起的油氣層損害程度，為各類工作液的設計提供依據(jù)。二、水敏性評價(1)水敏概念和實驗目的(2)原理及評價指標首先用地層水測定巖心的滲透率Kf，然后再用次地層水測定巖心的滲透率，最后用淡水測定巖心的滲透率KW，從而確定淡水引起巖心中粘土礦物的水化膨脹及造成的損害程度。第三十六頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三目的：鹽敏評價實驗的目的是找出鹽敏發(fā)生的條件，以及由鹽敏引起的油氣層損害程度，為各類工作液的設計提供依據(jù)。三、鹽敏性評價(1)鹽敏概念和實驗目的(2)原理及評價指標通過向巖心注入不同礦化度等級的鹽水(按地層水的化學組成配制)并測定各礦化度下巖心對鹽水的滲透率。一般要作升高礦化度和降低礦化度兩種鹽敏評價實驗。對地層水礦化度較高的油氣層，由于工作液的礦化度一般不會超過地層水的礦化度，因此可以不評價礦化度升高產(chǎn)生的鹽敏問題。評價指標同水敏性評價。第三十七頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三當高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子結合會生成不溶物，造成油氣層的堵塞損害。目的：找出堿敏發(fā)生的條件，主要是臨界pH值，以及由堿敏引起的油氣層損害程度，為各類工作液的設計提供依據(jù)。四、堿敏性評價(1)堿敏性的概念和實驗目的(2)原理及評價指標通過注入不同pH值的地層水并測定其滲透率，根據(jù)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。一般從地層水的pH值開始，最后定為12。評價指標同速敏實驗。第三十八頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三目的：研究各種酸液的酸敏程度，其本質是研究酸液與油氣層的配合性，為油氣層基質酸化和酸化解堵設計提供依據(jù)。五、酸敏性評價(1)酸敏性的概念和實驗目的(2)原理及評價指標酸敏實驗包括鮮酸(一定濃度的鹽酸、氫氟酸、土酸)和殘酸(可用鮮酸與另一塊巖心反應后制備)的敏感實驗，作法為：(1)用地層水測基礎滲透率，再用煤油測出酸作用前的滲透率K1(正向)；(2)反向注入0.5~1.0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K1和K2,計算K2/K1的比值來評價酸敏程度，第三十九頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三六、應力敏感性評價影響應力敏感損害的因素是：壓差、油氣層自身的能量和油氣藏的類型。第四十頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第四十一頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第二節(jié)工作液對油氣層的損害評價一、工作液的靜態(tài)損害評價該法主要利用各種靜濾失實驗裝置測定工作液濾入巖心前后滲透率的變化，來評價工作液對油氣層的損害程度并優(yōu)選工作液配方。實驗時，要盡可能模擬地層的溫度和壓力條件。Rs=(1-Kop/Ko)×100%Rs值越大，損害越嚴重。二、工作液的動態(tài)損害評價在盡量模擬地層實驗工況條件下，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(shù)提供科學的依據(jù)。第四十二頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三三、用多點滲透率儀測量損害深度和損害程度四、其它評價實驗簡介其它評價實驗還有體積流量評價實驗、系列流體評價實驗、離心法測毛管壓力快速評價工作液及正反向流動實驗、潤濕性實驗、相對滲透率曲線等實驗。第四十三頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第四十四頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三隨著技術的不斷進步，油氣層損害的室內評價技術也在向前發(fā)展，目前已形成了如下幾個發(fā)展方向：(1)全模擬實驗，如溫度、壓力(回壓、地層壓力)、剪切等；(2)多點滲透率儀的應用，由短巖心向長巖心發(fā)展；(3)小尺寸巖心向大尺寸巖心發(fā)展(4)實驗的自動化，廣泛引入計算機數(shù)據(jù)采集；(5)計算機數(shù)學模擬與室內物理模擬的結合。第四十五頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第五章保護油氣層的鉆井技術第一節(jié)鉆井過程中造成油氣層損害的因素及保護油氣層的鉆井技術一、鉆井過程中造成油氣層損害的原因1、鉆井液中固相顆粒堵塞油氣層影響損害程度的因素：隨固相含量增加而增大；固相顆粒的尺寸和級配；侵入深度隨壓差增大而加深。2、鉆井液濾液與油氣層巖石不配伍引起的損害水敏；鹽敏；堿敏；潤濕反轉；表面吸附。3、鉆井液濾液與油氣層流體不配伍引起的損害無機鹽沉淀、形成處理劑不溶物、發(fā)生水鎖效應、形成乳化堵塞、細菌堵塞。4、油相滲透率變化引起的損害5、負壓差急劇變化引起的油氣層損害第四十六頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三二、鉆井過程中造成油氣層損害程度的工程因素1、壓差2、浸泡時間3、環(huán)空返速4、鉆井液性能第四十七頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三三、保護油氣層的鉆井工藝技術1、建立四個壓力剖面(地層孔隙壓力、破裂壓力、地應力、坍塌壓力)，為井身結構、鉆井液密度設計提供科學依據(jù)2、確定合理的井身結構是實現(xiàn)近平衡壓力鉆井的基本保證，特別是多壓力層系，盡可能使油氣層所在的裸眼井段處于同一壓力體系3、實現(xiàn)近平衡壓力鉆井，控制油氣層的壓差處于安全的最低值4、降低浸泡時間(1)采用優(yōu)選參數(shù)鉆井；(2)采用與地層特性相匹配的鉆井液，加強鉆井工藝技術措施及靜控工作，防止井下復雜事故的發(fā)生；(3)提高測井一次成功率，縮短完井時間；(4)加強管理，降低機修、組停、輔助工作和其它非生產(chǎn)時間。第四十八頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三5、搞好中途測試6、搞好井控，防止井噴漏對油氣層的損害7、鉆進多套壓力層系地層所采用的保護油氣層鉆井技術采用中途測試，可以在鉆井過程中早期及時發(fā)現(xiàn)油氣層，準確認識油氣層的特性，正確評價油氣層的產(chǎn)能。鉆井過程一旦發(fā)生井噴就會誘發(fā)大量油氣層潛在損害因素；井漏會使大量鉆井液進入油氣層，造成固相堵塞。第四十九頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三7、調整井保護油氣層鉆井技術(1)損害原因a、多壓力層系；b、地層孔隙壓力、滲透率、孔隙度、巖石組成與結構均已發(fā)生變化；c、油氣水分布發(fā)生變化，相滲透率也隨之而改變。(2)保護技術a、搞清井區(qū)地層孔隙壓力、建立孔隙壓力和破裂壓力曲線；b、對于裸眼井段均為低壓層的井，應按地層壓力系數(shù)，優(yōu)選相應類別的低密度鉆井液，實現(xiàn)近平衡壓力鉆井、或預先在鉆井液中加解堵的堵漏劑來防漏。c、如裸眼井段為多壓力層系、高壓層是長期注水引起的，則應在鉆調整井之前進行泄壓。如個別地層壓力極高，可預先打泄壓井。d、如高壓層是原始高壓層，且裸眼井段是多壓力層系，則應通過合理井身結構來解決。第五十頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第二節(jié)保護油氣層的固井技術一、固井質量與保護油氣層之間的關系1、環(huán)空封固質量不好，不同壓力系統(tǒng)的油氣水層相互干擾和竄流，易誘發(fā)油氣層潛在損害因素。2、環(huán)空封固質量不好，當油井進行增產(chǎn)作業(yè)、注水、熱采等作業(yè)時，各種工作液就會在井下各層中竄流，對油氣層產(chǎn)生損害。3、環(huán)空封固質量不好，會使油氣上竄至非產(chǎn)層，引起油氣資源損失；4、固井質量不好，易發(fā)生套管損壞和腐蝕，引起油氣水互竄，造成對油氣層損害。第五十一頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三二、固井質量對保護油氣層損害原因分析1、固相顆粒堵塞；2、水泥漿濾液與儲層巖石和流體作用而引起的損害(水泥漿濾液通常很大)(1)水泥與水發(fā)生水化反應時在濾液中形成大量Ca2+、Mg2+、Fg2+、OH-、CO32-等離子，可與地層離子作用形成無機垢，OH-會誘發(fā)堿敏的發(fā)生。(2)發(fā)生水鎖、乳化堵塞；(3)濾液含表面活性劑時可引起巖石潤濕反轉。3、水泥漿中無機鹽結晶沉淀對油氣層的損害。第五十二頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三

1、提高固井質量①改善水泥漿性能。②依據(jù)地層孔隙壓力和破裂壓力，選用水泥漿密度，控制合理壓差，嚴防固井過程發(fā)生油氣侵和井漏。③提高頂替效率。④防止水泥漿失重引起環(huán)空竄流。⑤推廣應用注水泥計算機輔助設計軟件。2、降低水泥漿濾失量為了減少水泥漿固相顆粒及濾液對油氣層的損害，需在水泥漿中加入降濾失劑，控制濾失量小于250ml。3、采用屏蔽暫堵鉆井液技術三、保護油氣層的固井技術第五十三頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第六章保護油氣層的鉆井液完井液技術第一節(jié)保護油氣層的鉆井液技術一、保護油氣層對鉆井液的要求1、鉆井液密度可調，滿足不同壓力油氣層近平衡壓力鉆井的需要2、降低鉆井液中固相顆粒對油氣層的損害依據(jù)所鉆油氣層的孔喉直徑，選擇匹配的固相顆粒尺寸大小、級配和數(shù)量，用以減少固相侵入油氣層的數(shù)量與深度。還可以根據(jù)油氣層特性選用暫堵劑，在油井投產(chǎn)時再進行解堵。對于固相顆粒堵塞會造成油氣層嚴重損害且不易解堵的井，鉆開油氣層時，應盡可能采用無固相或無膨潤土鉆井液。3、鉆井液必須與油氣層巖石相配伍中、強水敏性油氣層應采用強抑制性鉆井液。對于鹽敏性油氣層，鉆井液的礦化度應控制在兩個臨界礦化度之間。對于堿敏性油氣層，鉆井液的pH值應盡可能控制在7～8;如需調控pH值，最好不用燒堿作為堿度控制劑。對于非酸敏油氣層，可選用酸溶處理劑或暫堵劑。對于速敏性油氣層，應盡量降低壓差和嚴防井漏。采用油基或油包水鉆井液、水包油鉆井液時，最好選用非離子型乳化劑，以免發(fā)生潤濕反轉等。4、鉆井液濾液組分必須與油氣層中流體相配伍應考慮的因素：濾液中所含的無機離子和處理劑不與地層中流體發(fā)生沉淀反應；濾液與地層中流體不發(fā)生乳化堵塞作用；濾液表面張力低，以防發(fā)生水鎖作用；濾液中所含細菌在油氣層所處環(huán)境中不會繁殖生長。5、鉆井液的組成與性能都能滿足保護油氣層的需要第五十四頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三二、鉆開油氣層的鉆井液類型第五十五頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三三、屏蔽暫堵保護油氣層技術1、技術構思2、技術要求(1)測定油氣層孔喉分布曲線及孔喉的平均直徑；(2)按1/2～2/3孔喉直徑選擇架橋粒子的顆粒尺寸，使其在鉆井液中的含量大于3%；(3)按顆粒直徑小于架橋粒子(約1/4孔喉直徑)選用充填粒子，其加量大于1.5%；(4)加入可變形的粒子．如：SAS、氧化瀝青、石蠟、樹脂等，加量一般為1～2%，粒經(jīng)與充填粒子相當。變形粒子的軟化點與油氣層溫度相適應。3、實施方案油氣層孔喉大小及分布研究屏蔽暫堵技術室內研究提出現(xiàn)場實施方案，進行現(xiàn)場試驗收集試油、開采資料，綜合分析評價技術經(jīng)濟效益推廣應用?，F(xiàn)場實施方案：a、進入油氣層前處理鉆井液，并測定鉆井液的粒經(jīng)分布；b、進入油氣層前加入各種暫堵劑；c、進入油氣層后檢測鉆井液中的顆粒粒經(jīng)，并視情況補加暫堵劑；d、加入暫堵劑后，停止使用能清除暫堵劑的地面固控設備。第五十六頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第二節(jié)保護油氣層的射孔液技術一、對射孔液的基本要求1、保證與油氣層巖石和流體相配伍2、防止射孔作業(yè)過程中和射孔后的后續(xù)作業(yè)過程中，對油氣層不造成損害3、滿足射孔和后續(xù)作業(yè)的要求，即應具有一定密度、具備壓井條件4、應具有適當?shù)牧髯冃?，以滿足循環(huán)清洗炮眼的要求二、射孔液種類1、無固相清潔鹽水2、陽離子聚合物粘土穩(wěn)定劑射孔液3、無固相聚合物鹽水射孔液4、暫堵型聚合物射孔液5、油基射孔液6、酸基射孔液第五十七頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第七章保護油氣層的完井技術第一節(jié)射孔完井的保護油氣層技術一、射孔對油氣層的損害分析1、成孔過程對油氣層的損害2、射孔參數(shù)不合理或油氣層打開程度不完善對油氣層的損害3、射孔壓差不當對油氣層的損害4、射孔液對油氣層的損害第五十八頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三二、保護油氣層的射孔完井技術1、正壓差射孔的保護油氣層技術(1)采用與油氣層相配伍的無固相射孔液(2)控制正壓差不超過2MPa2、負壓差射孔的保護油氣層技術(1)采用與油氣層相配伍的無固相射孔液(2)科學合理地確定負壓差值3、合理負壓差值的確定(1)若負壓差值偏低，便不能保證孔眼完全清潔暢通(2)合理負壓差值的計算a、若油氣層沒有出砂歷史，則ΔPrec=0.2ΔPmin+0.8ΔPmax若油氣層有出砂歷史，則ΔPrec=0.8ΔPmin+0.2ΔPmaxb、根據(jù)油氣層滲透率確定最小負壓差值ΔPmin第五十九頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三c、根據(jù)油氣層的聲波時差，確定最大負壓差值ΔPmaxΔPmax(氣井)=33.095-0.0524DTasΔPmax(油井)=24.132-0.0399DTas若聲波時差DTas<300s/m時，ΔPmax=0.8套管抗擠毀壓力4、射孔液的合理選擇、設計5、射孔參數(shù)優(yōu)化設計第六十頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三1、割縫襯管防砂保護油氣層技術2、礫石充填防砂護油氣層技術(1)礫石質量要求(2)礫石充填液對油氣層的影響及其保護技術第二節(jié)防砂完井的保護油氣層技術一、油層出砂機理二、保護油氣層的防砂完井技術第六十一頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第三節(jié)完井方法的優(yōu)選一、根據(jù)油氣藏類型選擇二、根據(jù)油氣層特性選擇三、工程技術及措施要求第六十二頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三油田開發(fā)生產(chǎn)過程中的保護油氣層技術石油大學(華東)石油工程系第六十三頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三目錄第一節(jié)概述第二節(jié)采油生產(chǎn)中的油層保護技術第三節(jié)注水中的保護油層技術第四節(jié)酸化作業(yè)中的保護油氣層技術第五節(jié)壓裂作業(yè)中的保護油氣層技術第六節(jié)修井作業(yè)中的保護油氣層技術第七節(jié)提高采收率中的保護油氣層技術專題一：油水井儲層損害診斷技術一、油水井儲層損害的礦場診斷技術二、根據(jù)建立的數(shù)學模型診斷油氣層損害程度和類型專題二：油氣層敏感性的預測技術專題三：油氣層損害機理的經(jīng)驗分析專題四：保護油氣層的防砂技術第六十四頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第一節(jié)概述一、油田開發(fā)生產(chǎn)過程中的保護油氣層技術的重要性1、重要性如：冀東油田高94-1井1993年內采用高密度壓井液進行多次作業(yè)，使近井地層堵塞損害十分嚴重，后來采用CY-3解堵劑進行解堵作業(yè)，才恢復了日產(chǎn)5～6噸的產(chǎn)量。防止地層損害，保護油層是穩(wěn)產(chǎn)、增產(chǎn)，實現(xiàn)少投入多產(chǎn)出、獲得較好經(jīng)濟效益的重要措施之一。2、油田開發(fā)生產(chǎn)中油層損害的特點油田一旦投入生產(chǎn)，油層壓力、溫度及其儲滲特性都在不斷發(fā)生變法，這種變法過程主要表現(xiàn)在：(1)油層巖石的儲、滲空間不斷改變。(2)巖石的潤濕性不斷改變或潤濕反轉。(3)油層的水動力學場(壓力、地應力、天然驅動能量)、溫度場不斷破壞和不斷重新平衡。

因此，油田開發(fā)生產(chǎn)中油層損害的特點為：第六十五頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三(1)損害周期長。(2)損害范圍寬。(3)損害更具復雜性。(4)損害更具疊加性。第六十六頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第六十七頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第六十八頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第六十九頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三二、油田開發(fā)生產(chǎn)中保護油氣層研究的思路及內容第七十頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第七十一頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三保護油層室內評價研究程序框圖第七十二頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第二節(jié)采油生產(chǎn)中的油層保護技術一、采油生產(chǎn)中的油層損害因素分析1、生產(chǎn)壓差不合理易引起速敏性損害。流體流速是控制微粒在孔隙基質中運動的主要參數(shù)。2、結垢堵塞(1)無機垢堵塞采油過程中形成垢的類型：鈣的硫酸鹽(石膏和硬石膏)、鈣的碳酸鹽(方解石)、鋇的硫酸鹽(重晶石)、鍶的硫酸鹽(天青石)及鈉的氯化物等構成。形成垢的主要原因：流體向井底流動時流體壓力降低而引起的，或者是由于注入水與地層流體不配伍，當注入水突破時由于注入水與地層水在油井附近充分混合而引起，系統(tǒng)壓力降低更加劇了鹽垢的形成。對注水開發(fā)油田，如果注入水與地層不配伍，結垢將不僅出現(xiàn)在采油井近井地層。從注水井到見水油井的注水地層運移帶上，垢的形成與分別狀況十分復雜。第七十三頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三結垢大多分布在水洗明顯層位的大孔隙、微裂縫部位和孔壁上，以充填、孔壁寄生的晶簇、晶芽與粘土礦物伴生的團塊形式存在。(2)有機垢堵塞類型：石蠟、瀝青質。一般來說，原油含蠟量高的是生產(chǎn)稀油的井、出砂井或油井見水后其結蠟就嚴重，在影響石蠟沉積的諸因素中，溫度是最主要的因素。隨溫度降低，石蠟的溶解度下降，析蠟愈多。如果原油中的輕質餾分愈多，則蠟的結晶溫度就愈低，就愈不易析蠟。瀝青質沉積后很難解除，一般酸化無效果，而且會加劇瀝青質沉積。一般注CO2混相驅、酸化解堵、注入不適宜的有機化合物如乙醇等都將引起嚴重的瀝青質沉積，堵塞近井地層。引起瀝青質沉積的主要因素是壓力、其次為溫度。3、脫氣當原油脫氣很少，氣泡之間并未連通為連續(xù)相之前，孔喉處氣泡很容易“氣鎖”，只不過隨流體壓力降低，氣體析出量增多，其體積膨脹，氣體容易成為連續(xù)相，這種暫時“氣鎖”損害逐漸自動解除。第七十四頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三4、出砂

地層出砂同時伴隨著地層孔隙不同程度的堵塞。采油過程中油井出砂的因素一般可歸納為：(1)流體向井流動

采油速度與砂巖的膠結程度是決定產(chǎn)砂量大小的關鍵參數(shù)。(2)地質因素(3)生產(chǎn)速度

使骨架砂變?yōu)樽杂缮耙苿拥乃俣确Q為臨界生產(chǎn)速度。(4)膠結方式以硅質膠結的強度最大，碳酸鹽膠結次之，粘土膠結最差。

易出砂的砂巖油層主要以接觸膠結為主，其膠結物少，而且其中含有粘土膠結物。第七十五頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三(5)多相流動總的來說，液體滲流而產(chǎn)生的拖力是油井出砂的主要因素。在其它條件相同時，生產(chǎn)壓差越高，流體粘度越大，越容易出砂；在同樣的生產(chǎn)壓差下，地層是否容易出砂還取決于建立生產(chǎn)壓差的方式，緩慢的方式建立將不容易出砂。二、采油生產(chǎn)中的保護油層技術1、技術思路第七十六頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第七十七頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三2、合理確定采油工作制度第七十八頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三3、保持地層壓力開采優(yōu)點：可延緩或減少原油中的溶解氣的逸出；對結垢、析蠟有抑制作用；減輕出砂趨勢。4、采油生產(chǎn)中油層損害的防治a.防砂(機械防砂、化學防砂)化學防砂包括人工膠結砂和人工井壁防砂方法。b.防無機垢近井地層無機垢的防止一般采用擠注化學抑制劑的方法，對已發(fā)生結垢堵塞的情況還必須注清垢劑解除堵塞。c.防治有機垢防止有機垢在地層孔隙的堆積，關鍵在于維持較高的地層壓力和溫度；防止有機垢在井筒或管線設備的沉積一般有油管內襯(如玻璃襯里)和涂料油管，也可在油流中加入防蠟抑制劑。清蠟方法有機械清蠟和熱力清蠟(包括熱洗、熱油循環(huán)、電熱清蠟、熱化學清蠟)或用熱酸處理；用于地層內的清蠟方法有化學清蠟或熱酸處理法。

清除瀝青質的沉積一般采用甲苯或甲苯和助溶劑進行解堵處理。第七十九頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三三、油井中儲層損害的診斷及解堵處理技術1、儲層損害診斷的意義在前面我們已知道，油田開發(fā)生產(chǎn)過程是儲層發(fā)生動態(tài)變化的過程，也是儲層可能產(chǎn)生損害的過程，因此，在開發(fā)生產(chǎn)過程中，對儲層進行保護和對已損害的儲層進行解堵是“增儲上產(chǎn)”的重要措施。目前，各老油田的采油井和注水井皆因各種原因發(fā)生了不同類型的損害，甚至許多油井已停產(chǎn)，給油田帶來了巨大的經(jīng)濟損失，因此，如何治理這些已停產(chǎn)的井，保護面臨停產(chǎn)的井、延長它們的生產(chǎn)壽命是擺在我們面前的首要任務。當然，要科學地治理已停產(chǎn)的井，我們必須搞清這些井停產(chǎn)的原因是什么？然后才能針對該原因采取相應的治理措施，如果是因為儲層損害而導致的油氣流動通道堵塞，我們必須進行解堵措施處理。同樣，要延長生產(chǎn)井的使用壽命，應該在預測儲層損害的基礎上采取相應的保護措施。目前，我國已發(fā)展了解除不同儲層堵塞的處理措施，但在具體選擇這些措施時卻存在較大的盲目性，給施工效果帶來較大的影響，因此，為提高施工效果和增加油田產(chǎn)量，也必須進行儲層損害診斷。第八十頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三2、解堵技術介紹①濃縮酸、低傷害濃縮酸技術這是近年來發(fā)展起來的一項新技術。該技術使用磷酸作為酸化液中的主液，因其酸性相對較弱，酸巖反應速度較慢（比土酸慢10倍左右），故能進行深部酸化；低傷害濃縮酸在溶蝕泥質的同時，又能避免Fe(OH)3、CaF2沉淀的大量生成，對地層的傷害極小。②水力振蕩解堵技術這項技術也是近年來發(fā)展起來的一項新技術。它主要是利用水力產(chǎn)生的振蕩波清除近井地帶的機械雜質、鉆井泥漿、瀝青膠質沉積等，并能形成不閉合的裂縫，改變原油結構，降低其粘度，加快原油向井底的流動速度。該項技術主要用于解除近井地帶的堵塞。其特點是：施工簡單、成本低廉、不傷害油層。③合成酸酸化技術這也是一種新型的深部酸化工藝。利用甲醛和鹵鹽的復合反應在地層內生成鹽酸或氫氟酸，從而達到深部酸化的目的。該技術適用于巖性致密、裂縫不發(fā)育、或堵塞半徑較大的油水井，1990年至1992年應用比較多，效果也不錯。但它無法避免二次沉淀的生成，目前已逐漸被淘汰。第八十一頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三④HJ-1堿性解堵技術它是目前解除泥漿中重晶石污染唯一有效的解堵劑。重晶石中的主要成分是BaSO4，該解堵劑的主要成分為一種鋇離子螯合劑，它使不溶于水、酸的BaSO4中的Ba2+不斷被螯合劑螯合最后變成溶液，從而達到解除重晶石堵塞的目的。該解堵劑還有較強的溶解SO42-垢的能力，因此可解除含BaSO4、CaSO4、CrSO4等的垢。⑤CY-3解堵技術能明顯降低水的表、界面張力，對油污有較強的清洗能力，能解除鉆井泥漿濾失、修井作業(yè)中的壓井液、洗井液等入井液、地層水等產(chǎn)生的水鎖堵塞和乳化堵塞，還能解除一些酸不溶物及油污等堵塞。⑥CY-5解堵技術能解除鉆井液聚合物膠體微粒在地層中產(chǎn)生的堵塞，還能解除Ca2+、Mg2+、Fe2+等離子形成的鹽垢、腐蝕產(chǎn)物、碳酸鹽，以及細菌菌體等堵塞物。⑦CY-6解堵技術適用于油井，對設備無腐蝕。對井筒套管及近井地帶地層形成的蠟堵，膠質瀝青堵塞有較強的溶解作用。根據(jù)堵塞物程度和類型的不同，適當調整配方，可以提高解堵效果。第八十二頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三⑧定向爆破技術⑨循環(huán)脈沖解堵技術3、解堵技術的選擇方法①根據(jù)儲層損害的類型和程度來選擇對于初期產(chǎn)量較好，后因壓井、洗井、檢泵或其它措施引起近井地帶損害程度較輕的井，可采用水力振蕩、土酸加3～5%互溶劑的辦法來處理。對于儲層的深部堵塞，或近井地帶污染較為嚴重的井，以及地層本身滲透率較低的井，可采用低傷害酸以達到深部酸化處理的目的。對于某些井生產(chǎn)潛力較大，但正常生產(chǎn)時日產(chǎn)卻比較低，或補孔換層后仍不出的井可用12～15%HCl為前置液，15～17%低傷害酸為主處理液來進行處理。此外，還可以采取其它的解堵措施（如：高能氣體壓裂等）。②根據(jù)巖性特征來選擇對于灰質含量較高、泥質含量較低的井可采用濃縮酸來解堵；對于灰質含量和泥質含量都較高的井可采用12～15%HCl為前置液，15～17%低傷害酸來處理，因為低傷害酸可避免二次沉淀的生成。第八十三頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三③根據(jù)儲層類型來選擇采用酸化方法來解除儲層損害，其成敗在于事前確定儲層損害的類型。從前述也可以看出，各種解堵技術適用于解除不同的儲層損害情況，如HJ-1堿性解堵技術適用于解除重晶石堵塞（即：鉆井泥漿導致的儲層損害），而有機質（如：石蠟、瀝青質和乳狀液等）堵塞適用于選擇稠油解堵劑。4、應用實例應用儲層損害診斷軟件分別在勝利、大港和江蘇油田進行了儲層損害診斷，其結果如下。第八十四頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三在渤南油田各油井損害類型和程度診斷的應用表第八十五頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第八十六頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三在渤南油田各油井解堵措施與效果表第八十七頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第三節(jié)注水中的保護油層技術一、注水中油層損害因素分析(一)地層巖石特性1、敏感性礦物的含量及產(chǎn)狀2、巖石的儲滲空間物性(二)地層流體特性1、地層水的性質包括礦化度、陽離子成分、陰離子成分、水型。2、原油性質包括密度、相對密度、壓縮系數(shù)、原油粘度、體積系數(shù)、凝固點、含硫量、含膠質量、含瀝青量、含蠟量以及其它雜質含量。3、天然氣性質第八十八頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三1、注入水與地層巖石不配伍(1)水敏損害(2)機雜堵塞(3)注入水造成巖石表面潤濕性反轉2、注入水與地層流體不配伍(1)結垢第八十九頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三(2)注入水與地層原油生成乳狀液乳化液滴損害的主要形式有液鎖和吸附。(3)注入水引起的細菌堵塞(4)注入水中的溶解氣引起的損害3、注入水損害因素的相互影響(1)細菌的存在增加懸浮物顆粒含量并增大顆粒粒徑(2)水中微生物的生長和繁殖將會加劇結晶和沉淀的作用(3)較低的pH值可抑制結晶的產(chǎn)生(4)含機械雜質及殘余油的油田污水進入回注系統(tǒng)，給細菌提供了很好的營養(yǎng)源，加速細菌反應。(5)較低的注入速度有利于細菌繁殖及垢的生成，較高的注水速度導致微粒運移，并加速腐蝕反映。(6)油滴和懸浮物能大量吸附化學劑，降低化學劑的效果。第九十頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三(四)不合理的工作制度造成的損害1、注水強度過大引起的速敏損害2、其它不當操作引起的損害如：作業(yè)時，因壓井液侵入注水層段而造成的損害；注水井酸化措施不當，破壞了骨架結構或生成沉淀物，造成地層的二次損害；未按規(guī)定程序洗井、井筒不清潔，從而使井筒中的污物隨注入水進入地層。二、注水中的儲層損害實例1、在江蘇油田，目前的注入水水質普遍不達標，關鍵在污水含油、機雜、細菌、CO2等。2、注水井的洗井制度不能保證實施，即使洗井也無法保證泵口、井口、出口水質一致(如江蘇、大港油田等)。3、江蘇富民油田由于電力緊張的影響，使注水壓力無法平穩(wěn)。4、江蘇富民油田注水有效率很低，長期注水的目的層卻由于種種原因注不進去，擬進行分層注水又由于封隔器質量問題或水質問題或壓力波動大的問題而無法得以實施。5、江蘇富民油田注水結垢問題也同樣嚴重，需進一步研究。第九十一頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三6、江蘇油田未建立合理的注入水水質標準和工藝條件。7、江蘇富民油田污水回注系統(tǒng)的腐蝕嚴重，包括細菌問題，但具體原因有待進一步分析研究。8、在注水過程中，有一半的注水管線內部結垢，內徑變小。9、在注水過程中，單方向突進嚴重。10、在采油過程中，生產(chǎn)壓差建立得太快，引起出砂和微粒運移等。三、注水中的保護油氣層技術(一)注水中保護油氣層技術的思路第九十二頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第九十三頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第九十四頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第九十五頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三(二)水質和水質保障體系1、水源水的選擇2、確定注入水水質我國石油工業(yè)不同時期注入水水質標準統(tǒng)計表一般注入水應滿足以下要求：(1)機雜含量及其粒徑不堵塞喉道；(2)注入水中的溶解氣、細菌等造成的腐蝕產(chǎn)物、沉淀不造成油層堵塞；(3)與油層水相配伍；(4)與油層的巖石和原油相配伍。

切忌用一種水質標準來對不同類型油層的注入水水質進行對比評價。3、水質保證體系概念設計1)水質保證體系的設計原則(1)水處理流程和設備能滿足本區(qū)塊的注入水水質處理的要求；(2)能滿足注入水開發(fā)期水源水(淡水、清污回注水、污水)變化的要求；第九十六頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三(3)體系運行穩(wěn)定、操作維護簡單、經(jīng)濟實用；(4)注水管理系統(tǒng)完整、水質檢測規(guī)范。2)水質保證體系的組成(三)合理工作制度的確定1、注水強度的計算Q1.83×10-3QcA

=HDc2c式中：A=[0.7(dh)＋0.3r(r－h(huán)12)0.5]×SPc×Se，表示射孔井單位射開厚度的流動面積，cm2；Qc實驗巖心臨界流速Vc對應的臨界流量，cm3/min；Q某一注水井的臨界注水量，m3/d；

Dc實驗用巖心直徑，cm；H射開油層厚度，m；d射開孔眼直徑，cm；第九十七頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三r射開孔眼半徑，cm；h射開孔眼底部圓柱形部長度，cm；h12射開孔眼底部錐形部長度，cm；SPc每米射孔數(shù)目；Se發(fā)射率；

油層孔隙度；

c巖心孔隙度。2、注水壓力的確定注水壓力應在地層的真實破裂壓力以下進行。3、正確選用各類處理劑四、在水井中儲層損害的診斷及處理技術1、增注措施的選擇原理根據(jù)各種解堵技術的不同增注原理，我們必須根據(jù)水井油氣層被損害的情況選擇相應的增注處理技術。第九十八頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第九十九頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第一百頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第一百零一頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第一百零二頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第四節(jié)酸化作業(yè)中的保護油氣層技術一、酸化作業(yè)中的油層損害因素1、酸液與油層流體不配伍(1)酸液與油層原油不配伍當酸液與油層流體接觸時，主要存在兩種損害機理，即剛性膜乳狀液的形成以及瀝青稀淤泥的沉積。

原油的分類：石蠟基原油和瀝青質原油(根據(jù)原油重質組分的特性)。人們稱酸處理作業(yè)中由原油與酸接觸而產(chǎn)生的瀝青稀淤泥為酸渣。酸渣一旦產(chǎn)生，會對油層帶來永久性損害，很難消除。瀝青稀淤泥主要發(fā)生在API重度不小于27、瀝青稀含量不大于3%(質量分數(shù))的原油中。

影響酸渣形成的主要因素為：使用鹽酸：增加鹽酸的強度會加劇酸渣的形成。因此，當存在瀝青質原油時，決不能使用濃度為28%以上的鹽酸。酸中含鐵：含鐵離子尤其是三價鐵離子的酸會加劇酸渣的形成。使用土酸：土酸造成的瀝青稀淤泥沉積問題比鹽酸還要嚴重。低表面張力液體的使用：第一百零三頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三不配伍的酸液添加劑：

Houchin等人的研究證明：API重度不小于22，瀝青稀含量不小于4%的原油一般會形成剛性膜乳狀液。(2)酸液與地層水不配伍2、酸液與油層巖石不配伍1)酸液與油層礦物反應產(chǎn)生二次沉淀；2)酸液的沖刷與溶解作用造成微粒運移；3)酸化產(chǎn)生水鎖和巖石潤濕性改變。3、添加劑選擇不當4、酸化設計、施工不當(1)施工參數(shù)選擇不當酸化施工參數(shù)包括酸濃度、施工泵壓、施工排量、酸液用量等。(2)施工中的油層損害第一百零四頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三二、酸化過程中的儲層損害實例1、酸化處理增產(chǎn)的效果很明顯。從這方面來看，在鉆井、完井中存在油層損害。2、對酸液與地層巖石配伍性研究較多，而酸液與儲層流體的配伍性及酸化工藝研究較少。3、各類酸對各類儲層的酸化效果尚需進一步研究。4、由于地層壓力系數(shù)較低，使殘酸返排未能達到滿意效果，殘酸返排是困擾江蘇石油勘探局油井酸化施工的一大難題。5、酸化配方及與儲層和井內各種流體配伍，及選井等方面的研究工作還不夠，故對酸化效果無法預測，造成酸化施工過程中的盲目性。三、酸化作業(yè)中的保護油氣層技術1、基礎數(shù)據(jù)的錄取2、油層損害的判斷3、正確選擇酸液4、優(yōu)選酸液添加劑粘土穩(wěn)定劑、助排劑、絡合劑、還原劑、緩蝕劑、表面活性劑、抗淤渣劑、互溶劑。第一百零五頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三5、優(yōu)選施工參數(shù)注入壓力或速度、注酸量、后置液、排液速度。6、施工中的質量保證第五節(jié)壓裂作業(yè)中的保護油氣層技術一、壓裂作業(yè)中的油層損害因素分析1、壓裂液與地層流體不配伍(1)壓裂液與原油不配伍(2)壓裂液與地層水不配伍2、壓裂液與地層巖石不配伍3、壓裂液對支撐裂縫導流能力的損害1)壓裂液濃縮對支撐裂縫導流能力的損害2)壓裂液殘渣對支撐裂縫導流能力的損害3)壓裂劑對支撐裂縫導流能力的損害第一百零六頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三三、壓裂作業(yè)中的保護油氣層技術1、基礎數(shù)據(jù)的錄取2、優(yōu)選壓裂液體系水基壓裂液、油基壓裂液、泡沫壓裂液、乳化壓裂液3、優(yōu)選壓裂液添加劑降濾失添加劑、粘土穩(wěn)定劑、破乳劑、助排劑、破膠劑。4、支撐劑的選擇支撐劑強度、顆粒大小及分布、品質(純度與雜質含量)、圓度和球度、支撐劑密度。5、優(yōu)選施工施工參數(shù)的優(yōu)化、精心組織施工、選擇排液措施。第一百零七頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第六節(jié)修井作業(yè)中的保護油氣層技術一、修井作業(yè)中的油層損害1、修井入井液對油層的損害因素分析1)修井入井液中固體微粒侵入損害2)修井入井液與油層及地下流體不配伍損害3)微生物損害2、修井作業(yè)技術措施不當對油層的損害二、保護油層優(yōu)質修井選擇1、優(yōu)選化學添加劑2、控制懸浮固體顆粒粒徑和數(shù)量3、控制密度指標循環(huán)洗井、沖砂液的密度應不大于1g/cm3，壓井液密度應為作業(yè)區(qū)域地層壓力再附加10%～20%。4、控制濾失量到最低程度第一百零八頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三5、控制一定的pH值在臨界pH值以下。6、含鹽量的控制在兩個臨界鹽度值范圍內。7、熱穩(wěn)定性好、無腐蝕作用。三、不壓井作業(yè)技術1、不壓井作業(yè)技術概況2、自噴井不壓井作業(yè)技術3、抽油機井不壓井作業(yè)技術4、注水井不壓井不放噴作業(yè)技術第七節(jié)提高采收率中的保護油氣層技術一、注蒸汽采油中的保護油氣層技術1、損害因素分析(1)高溫下水化學反應(2)粘土膨脹(3)微粒運移第一百零九頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三(4)出砂引起的油層損害(5)瀝青質沉積造成的損害(6)乳化造成的損害2、保護油層技術(1)控制注入速度(2)控制注入蒸汽的pH值(3)完井防砂(4)必要的添加劑(5)清除機械雜質二、化學驅油中的保護油氣層技術1、損害因素分析(1)聚合物引起的油層損害(2)堿劑引起的油層損害(3)表面活性劑引起的油層損害第一百一十頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三專題一：油水井儲層損害診斷技術一、油水井儲層損害的礦場診斷技術1、利用生產(chǎn)數(shù)據(jù)診斷儲層損害和進行產(chǎn)能計算(1)表皮系數(shù)的計算利用現(xiàn)場生產(chǎn)數(shù)據(jù)診斷油層損害程度進行了研究。在采油過程中，油井的采油指數(shù)可定義為：q0=J(pe-pwf)

式中：q0產(chǎn)油量，m3/d；J采油指數(shù)，m3/d/MPa；pe地層壓力，MPa；pwf井底流壓，MPa。通過穩(wěn)定試井資料可對表皮系數(shù)進行估算，其計算式如下：Kre3S=(-1)[ln()-]

Ｋrw4第一百一十一頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三式中：K巖心分析油測定的該井地層滲透率，m2；

Ｋ油井附近損害的平均滲透率，m2,由穩(wěn)定試井測出，即：qB[ln(re/rw)-3/4]

Ｋ=1.842×10-3×(P-Pwf)h式中：q產(chǎn)油量，m3/d；

原油的粘度，mPa.s；B原油體積系數(shù)；re泄油半徑，m；rw井眼半徑，m；P地層壓力，MPa；pwf井底流壓，MPa。h油層厚度，m。

從而在已知某井的日產(chǎn)量、生產(chǎn)壓差、平均地層壓力、油層厚度、供油半徑、井眼半徑、原油粘度、體積系數(shù)的條件下，我們即可利用以上三個表達式計算出該井的表皮系數(shù)S值。最后利用表皮系數(shù)分解技術即可得到該井的純損害表皮系數(shù)S損。第一百一十二頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三(2)產(chǎn)能的計算

根據(jù)油井產(chǎn)量與井底流壓之間的關系（IPR曲線），我們可得到某油井在不同井底流壓下的產(chǎn)量，以及損害解除后該油井的最大產(chǎn)量。2、根據(jù)生產(chǎn)過程中產(chǎn)能變化進行診斷(1)油井產(chǎn)量遞減曲線分析該經(jīng)驗分析主要根據(jù)油井歷年來的產(chǎn)液量、產(chǎn)油量或注水量等的變化來進行分析診斷，首先判斷該井是否有損害，因為在同一工作制度下，油井產(chǎn)量的遞減（或水井注水量的遞減）有自然遞減、儲層損害導致的遞減等，然后再分析在某一環(huán)節(jié)是否產(chǎn)生了儲層損害，其儲層損害的類型和原因等，具體的步驟如下：

(1)收集某油水井至從開井以來在不同日期的產(chǎn)液量、產(chǎn)油量或注水量變化。(2)收集在該期間所采取的一系列措施。(3)繪制產(chǎn)液量、產(chǎn)油量或注水量與時間之間的關系曲線以及自然遞減曲線。(4)判斷該儲層是否有儲層損害及判斷是否是因作業(yè)措施而導致的儲層損害。第一百一十三頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三

例1：第一百一十四頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三

第一百一十五頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三根據(jù)在這幾個階段的產(chǎn)量變化情況可知，94年1月至94年3月的月產(chǎn)量較平穩(wěn)，但到4月份月產(chǎn)量又從191噸降為73噸；在94年4月至94年10月之間，月產(chǎn)量又變得較為平穩(wěn)；但到94年12月，月產(chǎn)量又大幅度下降到31噸，因此在12月采取作業(yè)措施，至95年1月使月產(chǎn)量回升到124噸，并維持到4月份月產(chǎn)量幾乎不變；但到95年6月份月產(chǎn)量又大幅度下降到40噸，從而在6月16日用解堵劑進行解堵處理，使日產(chǎn)量上升到10.50噸，之后日產(chǎn)量又下降到2.70噸后幾乎維持不變(在1995年7、8、10和11月份，因抽油桿斷裂等原因關井一段時間，從而實際生產(chǎn)天數(shù)較少，導致在這幾個月中的總采油量較少)，因此總的來說，6月份采取解堵措施后的效果較好，月產(chǎn)量較高，證明該井在近井壁附近確實存在儲層損害。第一百一十六頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三例2：第一百一十七頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三第一百一十八頁，共一百三十九頁，編輯于2023年，星期三根據(jù)在這幾個階段的產(chǎn)量變化情況可知，94年3月至94年11月的產(chǎn)量遞減速度較快(仍低于后面幾個階段的遞減速度)，從月產(chǎn)油96噸遞減到月產(chǎn)油30噸，因此在該月采取了作業(yè)解堵措施，使月產(chǎn)量提高到41噸；但是，到95年3月又降低到23噸，在本月又采取重復射孔措施，使產(chǎn)量回升到33噸，之后月產(chǎn)量又很快