地层保护技术展望

地层保护技术 目 录 一、概况 二、地层伤害机理 三、地层伤害的实验室评价 四、地层伤害的现场评价 五、地层伤害的预防和治理 地层伤害 ：通用的专业术语，系指由于各种不利作用所造成的储层渗透率的损失。 地层伤害在 操作上 、 经济上 均不期望出现。 地层伤害是石油工业 头痛且代价昂贵 的事。 地层伤害的评价、控制、补救，是解决 油藏有效开发最重要的课题之一。 地层伤害在钻井、采油、压裂、修井均可发生。 地层伤害 未必可逆 。 进入空隙介质的东西 未必出的来 。 避免 地层伤害要比力求将其治好更重要。 引起地层伤害的基本作用 ：物理化学作用、化学作用、水动力作用、热作用、机械作用。 5种。 概况 一、概况 常见的地层伤害机理和排序 第一部分：地层伤害机理 储层 物性原因引起地层伤害 孔隙介质 中的颗粒作用引起的地层伤害 敏感性矿物 储层物性原因引起地层伤害 润湿性的反转 实验室物性测试 沉积多孔地层形成经历 2各阶段 ：沉积物沉积、各种压实和蚀变作用。 四种成岩作用 ： 颗粒的机械变形、 颗粒的矿物的溶解、 颗粒的蚀变 ,空隙充填物、粘土、胶结物 其它物质的沉淀。 这些特征决定了潜在的地层伤害。 敏感性矿物 自生粘土矿物的特性 自生粘土矿物的描述 自生粘土矿物的典型问题 敏感性矿物的分类 水敏和盐敏矿物 ：主要有蒙脱石、伊利石和绿泥石。 碱敏矿物 ：主要有长石、微晶石英、各类粘土矿物和蛋白石。 酸敏矿物 ：主要有铁绿泥石、铁方解石、铁白云石、方解石、石灰石、云母和各类粘土矿物。 速敏矿物 ：主要有石英、长石、方解石。 润湿性的反转 润湿性 ：固体骨架对水相和油相的有限亲和性。润湿性是岩石的一个重要特征，影响到 油层流体的分布 、 毛细管力 、 相对渗透率和流体性质 。 接触角 ；大于 90度。润湿性弱，小于 90度，润湿性强，等于 90度中性。 实验室物性测试 ：非破坏性，分析小于 4 ：从医学发展来的，成像识别高渗孔道，分析孔隙岩石蚀变。 岩石图像分析（ ：通过图像推断结构参数、颗粒大小、分布、孔隙大小、渗透率、等。 偏振光显微镜（ ：测定孔隙中非晶物质。 确定钻井液侵入剖面。 扫描电子显微镜（ ：孔隙中的填充物分析。 薄片岩石学（ ：用岩样薄片确定结构、分选、原生与次生孔隙度。裂缝类型、自生粘土矿物的位置胶结物、等。 其它方法 ：核磁共振波谱法（ 声波技术等。 概要： 由于物理化学、化学、水动力、机械作用，导致细粒的松动、产生、运移、沉淀，造成地层伤害。 颗粒的三种来源 ： （ 1）注入流体带来的 外部颗粒 ，例如：完井、修井、注水、增产措施等过程。 （ 2） 原地颗粒 的运移，由于注入介质的不配伍，以及岩石流体的相互作用，造成原地颗粒运移。 （ 3） 颗粒的产出 ，由于化学反应、无机、有机沉淀造成颗粒的产出。 孔隙介质中的颗粒作用引起的地层伤害 颗粒被流体携带，有 4种主要的机理运移 ； 扩散、吸附、沉淀、水动力 影响颗粒运移的 6种因素； 分子力、电动相互作用、表面张力、流体压力、摩擦力、重力。 孔隙介质中的颗粒作用引起的地层伤害 各种颗粒的作用 各种颗粒的作用 孔隙介质中晶体的生长和结垢 概况： 为了提高采收率，注入流体和化学剂，引起近井流体、温度、压力的改变，在新的热动力和化学平衡条件下，沉淀物产生、聚集、晶体生长、结垢。 沉淀物是通过润湿性的改变和渗透率的改变造成地层伤害的，同时造成油管结垢和堵塞喉道。 结晶分四步 ：超饱和 出现晶体小晶核 晶体生长 晶粒聚集。 无机沉淀 岩石和盐水作用 ：硬石膏（ 石膏（ 重晶石（ 硫酸镁（ 酸溶解和铁矿物沉淀 ： H)3凝胶、磁黄铁矿（ 黄铁矿（ 赤铁矿（ 磁铁矿（ 粘土矿物的沉淀 ：高岭石的碱溶解和沉淀产生四氢氧化硅凝胶 H)4。 表面活性剂沉淀 ：聚合物 有机沉淀 主要是蜡和沥青质。蜡是惰性物质，沥青质是活性物质，均表现为黏稠和沉淀物可变形，封堵喉道，降低渗透率。沉淀不可逆。但可用有机溶剂溶解。 沥青质： 高度缩合的聚芳结构或分子，含有杂原子（ N、 O、 S）以及金属（ 以悬浮形式存在于石油中，被胶质包围而稳定 . 胶质： 芳香烃和极性分子，含有杂原子和金属离子，围绕在沥青质的周围，溶于油，有助于沥青质的悬浮，在一定温度下，表面具有活性，自身可逆胶束，多分散， 石蜡： 主要是脂族烃（直链和支链），在采油和加工的过程中有液态变为固态，现场的沉淀物中常含有芳香族、环烷、沥青分子等，这种混合物常叫蜡。 沥青 ：石油不可蒸馏部分的残余物。含有沥青质、胶质、石蜡成分。 沥青质的特性 第二部分：地层伤害的室内评价 岩心的作用 ：在模拟地层条件下用岩心做流动试验，研究潜在的地层伤害，避免伤害地层的方法，和被污染地层的补救措施。 措施和方法的制定 ：利用岩心做各种试验，通过得到定量的信息，进行分析，快速评价和筛选各种方案。 污染治理方法的制定 ：利用被污染的岩心做各种试验，通过得定量到的信息，进行分析，快速评价和筛选各种方案。 1、流体流体间的反应； 乳化堵塞、无机沉淀、有机沉淀。 2、流体岩石间的反应： 颗粒的移动、运移、沉淀； 外源颗粒的移动、运移、沉淀； 颗粒和孔隙介质性质的改变，如：吸收、吸附、润湿性改变、颗粒膨胀等作用。 其它伤害：对流吸渗、颗粒的磨蚀、等。 室内评价的分类 试验装置 1、几种岩心夹持器 2、几种装置流程 3、操作标准 4、岩相分析 1、几种岩心夹持器 1、几种岩心夹持器 2、几种装置流程 2、几种装置流程 3、岩相分析 3、岩相分析 3、岩相分析 第三部分：地层伤害的现场评价 重要性： 1、搞清产量提前下降和地层伤害的 原因 ； 2、在产量下降之前和地层伤害之前，有足够的时间采取必要的 补救措施 。 几个观点：（ 997年指出） 1、沒有那一项试验和手段能够提供地层伤害判别和评价说需的最恰当的信息，从历史角度观察而不是孤立观察所得出的地层伤害存在及其类型的诊断更为全面。 2、伤害机理的判别要求采用系统的方法来研究、规划和评价所有现有的信息。 3、评价的三个阶段：一、量化已有的伤害程度；二、诊断已有的井下伤害机理；三、室内研究以增加特殊机理的了解；能量化的常有方法：试井、测井、历时拟合、生产变化、流体分析等。 诊断与评价 4、综合诊断流程 评价的几个指标 表皮系数 ：表现的井筒半径 渗透率变化指数 ：渗透率的减少值 /原始的渗透率。 粘度变化指数 ：粘度的减少值 /原始的粘度。 伤害比 ： 近井流量的变化值 /未污染前的流量。 伤害的深度 ： 伤害的距离。 主要的方法 1、 不稳定试井 （压力时间），得到 皮系数。 2、 动态分析 ；产状的变化，油井、水井、气量的变化，其它参数的变化。 3、 专家系统的诊断 。 第四部分：地层伤害的控制与补救 控制与补救是油藏 开发 和 成本管理 最主要的问题之一。是一门科学，也是一门艺术。 有机沉淀 几个观点； 1、 1999年）最早提出了地层伤害的定义：有不可避免和不可控因素造成、不可量化的无法预知的产量下降的不可见伤害。 2、“地层伤害无所谓，可以通过酸化、压裂等方法解除”，的认识是不对的，在技术上、成本上均不成立。 3、 预防地层伤害经济效益更好 ，是解决地层伤害最好的方法。但在实际中，往往对预防重视不够，而对地层伤害的治理非常重视。 4、 地层伤害距离越远，解除伤害的能力越差 ，距离越远，越缺乏伤害机理和作用的认识。 5、最可怕的是： 明知会出现问题的技术、方法、和流体，而冒险施工，侥幸应付地层伤害的风险 。 有机沉淀 1、 处理液的选择 ：配伍。 2、 粘土稳定 ；配伍问题、稳定剂。 3、 酸碱平衡。 4、粘土、粉砂细粒的 运移 ：流速。 5、 细菌 伤害 ：杀菌。