储层保护总结

1、储层保护储层保护第九章第九章 储层保护储层保护概述概述第一节第一节 储层损害的室内评价技术储层损害的室内评价技术第二节第二节 钻井过程中的储层保护技术钻井过程中的储层保护技术第三节第三节 完井过程中的储层保护技术完井过程中的储层保护技术概述概述?储层损害储层损害：在钻井、完井井下作业及油气田开采全过：在钻井、完井井下作业及油气田开采全过程中，造成储层渗透率下降的现象。程中，造成储层渗透率下降的现象。?储层保护技术：认识和诊断储层损害原因及损害过程储层保护技术：认识和诊断储层损害原因及损害过程的各种手段，防止和解除储层损害的各种技术措施。的各种手段，防止和解除储层损害的各种技术措施。?储层保护的

2、核心是有针对性地控制各种外因，使储层储层保护的核心是有针对性地控制各种外因，使储层的内因不发生改变或改变小，从而达到保护储层的目的内因不发生改变或改变小，从而达到保护储层的目的。的。概述概述?储层损害原因：储层损害原因：?凡是受外界条件影响而导致储层渗透性降低的储层凡是受外界条件影响而导致储层渗透性降低的储层内在因素，均属储层潜在损害因素（内在因素，均属储层潜在损害因素（内因内因）。它包）。它包括储层孔隙结构、敏感性矿物、岩石表面性质和地括储层孔隙结构、敏感性矿物、岩石表面性质和地层流体性质等。层流体性质等。?在施工作业时，任何能够引起储层微观结构或流体在施工作业时，任何能够引起储层微观结构或

3、流体原始状态发生改变，并使油气井产能降低的外部作原始状态发生改变，并使油气井产能降低的外部作业条件，均为储层损害的业条件，均为储层损害的外因外因。它包括入井流体性。它包括入井流体性质、压差、温度和作业时间等可控因素。质、压差、温度和作业时间等可控因素。概述概述未损害区未损害区 损害区损害区井筒井筒损害区损害区K Ks Ks K未损害区未损害区KsK K-未损害区储层渗透率；未损害区储层渗透率；Ks-损害区储层渗透率。损害区储层渗透率。井筒附近储层损害示意图井筒附近储层损害示意图概述概述?储层保护重要性储层保护重要性?储层保护是一项涉及多学科、多专业、多部门并贯穿整储层保护是一项涉及多学科、多专

4、业、多部门并贯穿整个油气生产过程中的系统工程，是石油勘探开发过程中个油气生产过程中的系统工程，是石油勘探开发过程中的重要技术措施之一。的重要技术措施之一。?保护储层工作的好坏直接关系到能否及时发现新的储层保护储层工作的好坏直接关系到能否及时发现新的储层、油气田和对储量的正确评价，直接关系到油气井的稳、油气田和对储量的正确评价，直接关系到油气井的稳产和增产，对油气田的经济效益有举足轻重的影响。产和增产，对油气田的经济效益有举足轻重的影响。在油气田开发生产的每一项作业中，尤其是钻井完井过在油气田开发生产的每一项作业中，尤其是钻井完井过程中，必须认真做好储层保护工作。程中，必须认真做好储层保护工作。

5、?保护油气层技术的一些术保护油气层技术的一些术 语语1. Formation Damage 油层损害油层损害(地层损害地层损害)定义定义: 由于油气层岩石孔道被缩小或被堵塞而造由于油气层岩石孔道被缩小或被堵塞而造成渗透率降低的现象。成渗透率降低的现象。2. Porosity 孔隙度孔隙度定义定义: 岩石孔隙体积与岩石视体积之比岩石孔隙体积与岩石视体积之比Vp?VfVp -孔隙体积, Vf孔隙体积孔隙体积骨架颗粒骨架颗粒-岩石视体积,包括孔隙体积和骨架体积3. Specific Surface Area of Rock 岩石比表面积岩石比表面积定义定义: 单位体积岩石内孔隙的内表面积单位体积岩石

6、内孔隙的内表面积孔隙内表面孔隙内表面骨架颗粒4. Pore Throat 孔喉孔喉定义定义:孔隙空间的狭窄部位或两个较大颗粒间的孔隙空间的狭窄部位或两个较大颗粒间的收缩部分收缩部分孔喉孔喉骨架颗粒孔隙孔隙5. Saturation 饱和度饱和度定义定义:油气层流体充满孔隙空间的程度油气层流体充满孔隙空间的程度 ,用某相流体用某相流体所占孔隙空间的份数来度量。所占孔隙空间的份数来度量。VlSl?VfSl -某液相的饱和度；Vl -某液相所占空间体积；Vf -孔隙体积；6. Permeability 渗透率渗透率定义定义:在一定压差作用下，孔隙岩石允许流体通过的在一定压差作用下，孔隙岩石允许流体通

7、过的能力大小度量。能力大小度量。根据达西渗流定律：根据达西渗流定律：Q?LK?A?PQ P1APLQ P2?P? 压降,100kpa; ? 流体粘度， mPa.sL? 流过的长度 ,cm; A? 横截面积， cm;Q? 流量，cm /s; K - 渗透率，?m 。3226-1 Absolute Permeability：绝对渗透率：绝对渗透率定义定义:单相流体在不与岩石发生任何物理和化学作用单相流体在不与岩石发生任何物理和化学作用下的渗透率下的渗透率?(Example Gas, Water, Oil)For GasQ P1Q P2AL气体状态方程气体状态方程P1Q1?P2Q2?PoQo?PQ2

8、QoPo?LKg?22A(P1?P2)Kg?平均压力p和平均流量Q 下测得的气体渗透率1P?( P1?P2)2Qo?标准状态下气体的体积流量Po?标准大气压6-2 Klinkenberg Permeability克氏渗透率克氏渗透率(等效液体渗透率等效液体渗透率)K?定义定义:对同一岩心，任何气体当平均压力趋于无穷大时，对同一岩心，任何气体当平均压力趋于无穷大时，其气体渗透率趋于同一岩心的液体渗透率。其气体渗透率趋于同一岩心的液体渗透率。用克氏方程表示用克氏方程表示K321KgK?b1 ?Pb-克氏系数K?b不同气体不同压力下的渗透率PFlow paternGasFlow paternLiqu

9、id6-3 Effective Permeability有效渗透率（相有效渗透率（相 渗透率渗透率)定义定义:岩石中有多相流体共存时，允许其中单项流岩石中有多相流体共存时，允许其中单项流体通过的能力大小的度量。体通过的能力大小的度量。例如，油水两相共存的有效渗透率为：例如，油水两相共存的有效渗透率为：Qo?oLQw?wL 油相：Ko?， 水相：Kw?A?PA?P6-4 Relative Permeability：相对渗透率：相对渗透率定义定义:岩石有效渗透率与绝对渗透率的比值岩石有效渗透率与绝对渗透率的比值KwgKw?Kg7 Wattability or Water affinity：润湿性：

10、润湿性定义定义:岩石颗粒表面的亲油或亲水特性岩石颗粒表面的亲油或亲水特性Water Drop?。?。?90亲水?90亲油?90两性。8 Wattability Alteration：润湿性反转：润湿性反转定义定义: 使岩石颗粒表面亲油变为亲水或亲水变为使岩石颗粒表面亲油变为亲水或亲水变为亲油的现象。亲油的现象。?处理剂处理剂。?90亲水?90亲油。9 Capillary Pressure：毛细管力：毛细管力定义定义:毛细管中弯液面两侧非润湿相和润湿相间毛细管中弯液面两侧非润湿相和润湿相间的压力差的压力差,它指向液面凹方向，即指向非润它指向液面凹方向，即指向非润湿相一方。湿相一方。2?cos?球

11、面：Pc?r2?柱面：Pc?rPc? 毛细管力； ? 表面张力；r? 毛细管半径； ? 接触交角Pcr10 Water Blocking：水锁：水锁定义定义: 当水进入油层后由毛细管阻力引起的液当水进入油层后由毛细管阻力引起的液体堵塞体堵塞WaterPcOil水锁效应水锁效应11 Jamin Effect：贾敏效应：贾敏效应定义定义: 毛细管中非润湿相流体液滴对润湿相液体运毛细管中非润湿相流体液滴对润湿相液体运动产生的附加阻力的现象。动产生的附加阻力的现象。Case 1毛细管附加阻力毛细管附加阻力P?c?P?c?2?(cos?2?cos?1)/r?Water?1PcOil?2?Pc?1?211

12、 Jamin Effect：贾敏效应：贾敏效应Case 22?/rrrpOilOilOil OilOilOil2?/Oilrprt2?/rt油滴通过孔喉处的附加阻力油滴通过孔喉处的附加阻力?Pc?2?(1/rt?1/rp)12 Skin Effect： 表皮系数表皮系数定义定义:表征地层损害程度的参数，将地层损害集中在表征地层损害程度的参数，将地层损害集中在井眼附近的一个薄层内，其值与损害带渗透率井眼附近的一个薄层内，其值与损害带渗透率kd损害带半径损害带半径rd有关。有关。?K?S? ?1?ln?rd/rw?Kd?S?0 :近井壁损透率增高；S?0 :无损害；S?0 :有损害;S越大，损害程

13、度就越高KKd13 Blocage ：堵塞比：堵塞比定义定义:理论流量与实际流量之比理论流量与实际流量之比QoRD?QlQo? 理论流量；Ql? 实际流量第一节储层损害的室内评价技术储层损害的室内评价技术储层损害的室内评价储层损害的室内评价-绪论绪论?储层损害室内评价：借助于各种仪器设备测定储层岩储层损害室内评价：借助于各种仪器设备测定储层岩石与外来工作液作用前后渗透率的变化，或者测定储石与外来工作液作用前后渗透率的变化，或者测定储层物理和化学化环境发生变化前后渗透率的改变，是层物理和化学化环境发生变化前后渗透率的改变，是认识和评价储层损害的一种重要手段。它是储层岩心认识和评价储层损害的一种重

14、要手段。它是储层岩心分析的一部分，分析的一部分，其目的其目的是弄清储层潜在的损害因素和是弄清储层潜在的损害因素和损害程度，并为损害机理分析提供依据，或者在施工损害程度，并为损害机理分析提供依据，或者在施工之前比较准确地评价工作液对储层的损害。之前比较准确地评价工作液对储层的损害。?储层损害的室内评价内容包括：储层损害的室内评价内容包括：?（1）储层敏感性评价；）储层敏感性评价；（2）工作液对储层的损害评价。）工作液对储层的损害评价。储层损害的室内评价储层损害的室内评价-绪论绪论实验岩心的选择步骤：实验岩心的选择步骤：?（1）岩样的准备。从井场取回的岩芯，须先进行如）岩样的准备。从井场取回的岩芯

15、，须先进行如下几步准备工作；下几步准备工作；?对井场或库房中保存的岩芯进行选取；对井场或库房中保存的岩芯进行选取；实验室岩样的接交；实验室岩样的接交；岩心检测；岩心检测；岩样钻取；岩样钻取；岩样的清洗（洗油、洗盐）；岩样的清洗（洗油、洗盐）；岩样烘干；岩样烘干；测定各个岩样的孔隙度测定各个岩样的孔隙度 ? ?和气体渗透率和气体渗透率 k k，并求出每，并求出每块岩心的克氏渗透率块岩心的克氏渗透率K K? ? 。储层损害的室内评价储层损害的室内评价-绪论绪论实验岩心的选择步骤：实验岩心的选择步骤：?（2 2）岩样的选取。）岩样的选取。?对已测对已测K K、? ?的各个岩样作的各个岩样作K-K-?

16、 ?关系图，画出回归曲关系图，画出回归曲线，在曲线上标出要用的岩心样品号码。线，在曲线上标出要用的岩心样品号码。再根据测井和试井资料求出的再根据测井和试井资料求出的 K K、? ?值，选出具有值，选出具有代表性的岩心备用，登记好每块岩心的出处（油代表性的岩心备用，登记好每块岩心的出处（油田、区块、层位、井深）、号码、长度、直径、田、区块、层位、井深）、号码、长度、直径、干重及干重及K K、? ?值。值。储层损害的室内评价储层损害的室内评价-绪论绪论储层岩心分析储层岩心分析岩样的准备和选取岩样的准备和选取储层敏感性评价储层敏感性评价工作液对储层的损害评价工作液对储层的损害评价速速 敏敏 水水 敏

17、敏盐盐 敏敏碱碱 敏敏酸酸 敏敏评价评价评价评价评价评价评价评价评价评价评价各类工作液对评价各类工作液对储层的损害程度储层的损害程度优化设计储层保护的技术方案和作业措施优化设计储层保护的技术方案和作业措施储层损害的室内评价实验流程框图储层损害的室内评价实验流程框图1储层敏感性评价储层敏感性评价?储层敏感性评价包括储层敏感性评价包括 速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏等五敏实验敏等五敏实验，具体实验方法基本按，具体实验方法基本按“砂岩储层岩砂岩储层岩心流动实验评价程序心流动实验评价程序”部颁标准执行，部颁标准执行， 其目的在于其目的在于找出储层发生敏感的条件和由敏感引起的储层

18、损害找出储层发生敏感的条件和由敏感引起的储层损害程度，为各类工作液的设计、储层损害机理分析和程度，为各类工作液的设计、储层损害机理分析和制定系统的储层保护技术方案提供科学依据。制定系统的储层保护技术方案提供科学依据。1储层敏感性评价储层敏感性评价（1）速敏评价实验）速敏评价实验?储层的速敏性储层的速敏性：是指在钻井、测试、试油、采油、增产作业：是指在钻井、测试、试油、采油、增产作业、注水等作业或生产过程中，当流体在储层中流动时，引起、注水等作业或生产过程中，当流体在储层中流动时，引起储层中微粒运移并堵塞喉道造成储层储层中微粒运移并堵塞喉道造成储层渗透率下降渗透率下降的现象。的现象。速敏评价实验

19、的目的速敏评价实验的目的?找出由于流速作用导致微粒运移从而发生损害的临界流速，找出由于流速作用导致微粒运移从而发生损害的临界流速，以及找出由速度敏感引起的储层损害程度；以及找出由速度敏感引起的储层损害程度；为以下的水敏、盐敏、碱敏、酸敏四种实验及其它的各种损为以下的水敏、盐敏、碱敏、酸敏四种实验及其它的各种损害评价实验确定合理的实验流速提供依据。一般来说，由速敏害评价实验确定合理的实验流速提供依据。一般来说，由速敏实验求出临界流速后，可将其它各类评价实验的实验流速定为实验求出临界流速后，可将其它各类评价实验的实验流速定为0.8倍临界流速，因此速敏评价实验必须要先于其它实验；倍临界流速，因此速敏

20、评价实验必须要先于其它实验；?为确定合理的注采速度提供科学依据。为确定合理的注采速度提供科学依据。1储层敏感性评价储层敏感性评价（1）速敏评价实验）速敏评价实验?原理及作法原理及作法?以不同的注入速度向岩心中注入实验流体（煤油或以不同的注入速度向岩心中注入实验流体（煤油或地层水），并测定各个注入速度下岩心的渗透率，地层水），并测定各个注入速度下岩心的渗透率，从注入速度与渗透率的变化关系上，判断储层岩心从注入速度与渗透率的变化关系上，判断储层岩心对流速的敏感性，并对流速的敏感性，并 找出渗透率明显下降的临界流找出渗透率明显下降的临界流速速。如果流量。如果流量Qi-1对应的渗透率对应的渗透率Ki-

21、1与流量与流量Qi对应的对应的渗透率渗透率Ki满足下式：满足下式： Ki?1?Ki?100 %?5 %Ki?1说明已发生速度敏感，流量说明已发生速度敏感，流量Qi-1即为临界流量。即为临界流量。?速敏实验原理与评价指标速敏实验原理与评价指标QiP1AsPiLQiP2K+Qi?LKi?10A?PiQVc岩心速敏实验曲线?临界流速临界流速VcKi?1?Ki100%?5%Ki?1Qi-1Vc?速敏损害机理速敏损害机理?作用在岩石孔隙表面颗粒上的冲击力和剪切作用在岩石孔隙表面颗粒上的冲击力和剪切力，随孔隙中流速而增加。当流速达到一定力，随孔隙中流速而增加。当流速达到一定值时，作用在颗粒上的冲击力和剪切

22、力达到值时，作用在颗粒上的冲击力和剪切力达到其抗剪切强度（胶结强度），颗粒就会脱落其抗剪切强度（胶结强度），颗粒就会脱落，然后随流体一起运移，并在孔喉处堆积，然后随流体一起运移，并在孔喉处堆积，使流道缩小或部分流道堵塞，从而导致渗透使流道缩小或部分流道堵塞，从而导致渗透率下降。率下降。Q速敏损害机理示意图1储层敏感性评价储层敏感性评价（1）速敏评价实验）速敏评价实验?原理及作法原理及作法?损害程度的计算损害程度的计算Kmax?Kmin损害程度 ?100 %Kmax?实验中要注意的是：对于采油井，要用煤油作为实验流实验中要注意的是：对于采油井，要用煤油作为实验流体，并要求将体，并要求将 煤油煤油

23、先用白土除去其中的极性物质，然后先用白土除去其中的极性物质，然后用用G5砂心漏斗过滤。对于注水井，应使用经过砂心漏斗过滤。对于注水井，应使用经过 过滤处理过滤处理的地层水的地层水（或模拟地层水）作为实验流体。（或模拟地层水）作为实验流体。1储层敏感性评价储层敏感性评价（1）速敏评价实验）速敏评价实验?原理及作法原理及作法?速敏程度评价标准见下表所示。速敏程度评价标准见下表所示。敏感程度评价指标敏感程度评价指标损害程度损害程度? ?30%30? ?70%? ?70%敏感程度敏感程度弱弱中等中等强强1储层敏感性评价储层敏感性评价（1）速敏评价实验）速敏评价实验?速敏实验结果的应用：速敏实验结果的应

24、用：?确定其它几种敏感性实验（水敏，盐敏，酸敏，碱敏）确定其它几种敏感性实验（水敏，盐敏，酸敏，碱敏）的实验流速。的实验流速。确定油井不发生速敏损害的临界流量。确定油井不发生速敏损害的临界流量。确定注水井不发生速敏损害的临界注入速率，如果临界确定注水井不发生速敏损害的临界注入速率，如果临界注入速太小，不能满足配注要求，应考虑增注措施。注入速太小，不能满足配注要求，应考虑增注措施。?1储层敏感性评价储层敏感性评价（2）水敏评价实验）水敏评价实验?水敏概念水敏概念?水敏：储层中的粘土矿物在原始的地层条件下处在一水敏：储层中的粘土矿物在原始的地层条件下处在一定矿化度的环境中，当淡水进入地层时，定矿化

25、度的环境中，当淡水进入地层时， 某些粘土矿某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移物就会发生膨胀、分散、运移 ，从而减小或堵塞地层，从而减小或堵塞地层孔隙和喉道，造成渗透率的降低的现象，称为孔隙和喉道，造成渗透率的降低的现象，称为水敏水敏。?水敏实验目的：了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散水敏实验目的：了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过程，找出发生水敏的条件及水敏引起的储层、运移过程，找出发生水敏的条件及水敏引起的储层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。损害程度，为各类工作液的设计提供依据。（2）水敏评价实验）水敏评价实验A 水敏实验概念和目的及损害机理水敏实验概念和目的及损害机理?概念概念

26、?油气层水敏性由于油气层遇淡水后引油气层水敏性由于油气层遇淡水后引起渗透率降低的现象。起渗透率降低的现象。?次地层水矿化度为地层水一半的盐水次地层水矿化度为地层水一半的盐水?水敏实验目的水敏实验目的? 找出水敏损害程度；找出水敏损害程度；? 为盐敏实验提供实验盐度范围。为盐敏实验提供实验盐度范围。（2）水敏评价实验）水敏评价实验?原理原理?首先用地层水测定岩心的渗透率首先用地层水测定岩心的渗透率Kf，然后再用次地层，然后再用次地层水测定岩心的渗透率，最后用淡水测定岩心的渗透率水测定岩心的渗透率，最后用淡水测定岩心的渗透率Kw，从而确定淡水引起岩心中粘土矿物的水化膨胀及，从而确定淡水引起岩心中粘

27、土矿物的水化膨胀及造成的损害程度。造成的损害程度。?水敏损害机理水敏损害机理?淡水进入油气层后，破坏了孔隙内地层水的活度平衡淡水进入油气层后，破坏了孔隙内地层水的活度平衡，导致孔隙内的粘土矿物水化膨胀、分散、运移，致，导致孔隙内的粘土矿物水化膨胀、分散、运移，致使孔喉缩小或堵塞，从而造成透率下降。使孔喉缩小或堵塞，从而造成透率下降。水敏实验原理与评价指标水敏实验原理与评价指标地层水Q P1Q P2Kf次地层水Q P1Q P2K1/2蒸馏水Q P1Q P2KW1储层敏感性评价储层敏感性评价（2）水敏评价实验）水敏评价实验?评价指标见下表评价指标见下表Kw/Kf水敏程度水敏程度? ?0.3强强0.

28、30.7中等中等? ?0.7弱弱1储层敏感性评价储层敏感性评价（2）水敏评价实验）水敏评价实验?水敏评价实验：水敏评价实验：?如无水敏，进入地层的工作液的矿化度只要小于地如无水敏，进入地层的工作液的矿化度只要小于地层水矿化度即可，不作严格要求。层水矿化度即可，不作严格要求。如果有水敏，则必须控制工作液的矿化度大于如果有水敏，则必须控制工作液的矿化度大于Ccl。?如果水敏性较强，在工作液中要考虑使用粘土稳定如果水敏性较强，在工作液中要考虑使用粘土稳定剂。剂。1储层敏感性评价储层敏感性评价（3）盐敏评价实验）盐敏评价实验?盐敏概念及实验目的盐敏概念及实验目的?盐敏：在钻井、完井及其它作业中，各种工

29、作液具有不盐敏：在钻井、完井及其它作业中，各种工作液具有不同的矿化度，有的低于地层水矿化度，有的高于地层水同的矿化度，有的低于地层水矿化度，有的高于地层水矿化度。当高于地层水矿化度的工作液滤液进入储层后矿化度。当高于地层水矿化度的工作液滤液进入储层后，将可能引起粘土的收缩、失稳、脱落将可能引起粘土的收缩、失稳、脱落 ，当低于地层水，当低于地层水矿化度的工作液滤液进入储层后，则可能引起粘土的膨矿化度的工作液滤液进入储层后，则可能引起粘土的膨胀和分散。这些都将导致储层孔隙空间和喉道的缩小及胀和分散。这些都将导致储层孔隙空间和喉道的缩小及堵塞，引起渗透率的下降从而损害储层。堵塞，引起渗透率的下降从而

30、损害储层。盐敏评价实验的盐敏评价实验的目的：目的：找出盐敏发生的条件，以及由盐找出盐敏发生的条件，以及由盐敏引起的储层损害程度，为各类工作液的设计提供依据敏引起的储层损害程度，为各类工作液的设计提供依据?1储层敏感性评价储层敏感性评价（3）盐敏评价实验）盐敏评价实验?原理及评价指标原理及评价指标?通过向岩心注入不同矿化度等级的盐水通过向岩心注入不同矿化度等级的盐水(按地层水的化学组成按地层水的化学组成配制配制)并测定各矿化度下岩心对盐水的渗透率并测定各矿化度下岩心对盐水的渗透率,根据渗透率随矿根据渗透率随矿化度的变化来评价盐敏损害程度化度的变化来评价盐敏损害程度,找出盐敏损害发生的条件。找出盐

31、敏损害发生的条件。根据实际情况根据实际情况,一般要作升高矿化度和降低矿化度两种盐敏评一般要作升高矿化度和降低矿化度两种盐敏评价实验。价实验。?对于升高矿化度的盐敏评价实验。第一级盐水为地层水，将盐水对于升高矿化度的盐敏评价实验。第一级盐水为地层水，将盐水按一定的浓度差逐级升高矿化度，直至找出临界矿化度按一定的浓度差逐级升高矿化度，直至找出临界矿化度Cc2或达或达到工作液的最高矿化度为止。到工作液的最高矿化度为止。对于降低矿化度的盐敏评价试验，第一级盐水仍为地层水，将盐对于降低矿化度的盐敏评价试验，第一级盐水仍为地层水，将盐水按一定的浓度差逐级降低矿化度，直至注入液的矿化度接近零水按一定的浓度差

32、逐级降低矿化度，直至注入液的矿化度接近零为止，求出的临界矿化度为为止，求出的临界矿化度为Cc1。?盐敏实验原理与评价指标盐敏实验原理与评价指标?K+临界矿化度CcKi?1?Ki当100%?5%，时Ki?1+Ki-1Cc矿化度C ppm岩心盐敏实验曲线（降低）岩心盐敏实验曲线（降低）Cc盐敏实验原理与评价指标盐敏实验原理与评价指标?损害程度损害程度Dw?Kmax?KKmaxmin100%Kmax，Kmin分别为实验中最大和最小渗透率盐敏程度评价指标盐敏程度评价指标损害程度敏感程度?303070?70弱中强?盐敏损害实质?粘土矿物水化膨胀物理化学变化；?盐敏实验是水敏实验的延续，水敏实验是盐敏实验

33、的特例。1储层敏感性评价储层敏感性评价（3）盐敏评价实验）盐敏评价实验?原理及评价指标原理及评价指标?如果矿化度如果矿化度Ci-1对应的渗透率对应的渗透率Ki-1与矿化度与矿化度Ci对应的渗透率对应的渗透率Ki之间满足下述关系：之间满足下述关系：Ki?1?Ki?100 %?5 %Ki?1?说明已发生盐敏，并且说明已发生盐敏，并且 矿化度矿化度Ci-1即为临界矿化度即为临界矿化度Cc。按此。按此标准，在升高矿化度实验时可以确定临界矿化度标准，在升高矿化度实验时可以确定临界矿化度Cc2，而在，而在降低矿化度实验时可以确定临界矿化度降低矿化度实验时可以确定临界矿化度Cc1。1储层敏感性评价储层敏感性

34、评价（3）盐敏评价实验）盐敏评价实验?盐敏实验结果的应用盐敏实验结果的应用?对于进入地层的各类工作液都必须控制其矿化度在两对于进入地层的各类工作液都必须控制其矿化度在两个临界矿化度之间，即个临界矿化度之间，即Cc1工作液矿化度工作液矿化度Cc2。?如果是注水开发的油田，当注入水的矿化度比如果是注水开发的油田，当注入水的矿化度比 Cc1要小要小时，为了避免发生水敏损害，一定要在注入水中加入时，为了避免发生水敏损害，一定要在注入水中加入合适的粘土稳定剂，或对注水井进行周期性的粘土稳合适的粘土稳定剂，或对注水井进行周期性的粘土稳定剂处理。定剂处理。1储层敏感性评价储层敏感性评价（4）碱敏评价实验）碱

35、敏评价实验?碱敏概念及实验目的碱敏概念及实验目的?碱敏概念：当高碱敏概念：当高pH值流体进入储层后，值流体进入储层后，造成储层中粘土造成储层中粘土矿物和硅质胶结的结构破坏矿物和硅质胶结的结构破坏 （主要是粘土矿物解理和胶（主要是粘土矿物解理和胶结物溶解后释放微粒），且大量的氢氧根与某些二价阳结物溶解后释放微粒），且大量的氢氧根与某些二价阳离子结合会生成不溶物，造成储层的堵塞损害现象。离子结合会生成不溶物，造成储层的堵塞损害现象。?碱敏实验目的：找出碱敏发生的条件，主要是碱敏实验目的：找出碱敏发生的条件，主要是 临界临界pH值值，以及由碱敏引起的储层损害程度，为各类工作液的设，以及由碱敏引起的储

36、层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。计提供依据。1储层敏感性评价储层敏感性评价（4）碱敏评价实验）碱敏评价实验?原理及评价指标原理及评价指标?通过通过注入不同注入不同pH值的地层水并测定其渗透率值的地层水并测定其渗透率 ，根据渗透率的变，根据渗透率的变化来评价碱敏损害程度，找出碱敏损害发生的条件。化来评价碱敏损害程度，找出碱敏损害发生的条件。?a.不同不同pH值盐水的制备，根据实际情况，一般要从地层水的值盐水的制备，根据实际情况，一般要从地层水的pH值值开始，逐级升高开始，逐级升高pH值，最后一级盐水的值，最后一级盐水的pH值可定为值可定为12。b.将选好的岩心抽真空饱和第一级盐水，并浸泡

37、将选好的岩心抽真空饱和第一级盐水，并浸泡20? ?24小时，在低小时，在低于临界流速的条件下，用第一级盐水测出岩心稳定的渗透率于临界流速的条件下，用第一级盐水测出岩心稳定的渗透率K1。c.注入第二级盐水，浸泡注入第二级盐水，浸泡20? ?24小时，在低于临界流速的条件下，小时，在低于临界流速的条件下，用第二级盐水测出岩心稳定的渗透率用第二级盐水测出岩心稳定的渗透率K2。d.改变注入盐水的级别，重复第改变注入盐水的级别，重复第c步，直到测出最后一级盐水处理步，直到测出最后一级盐水处理后的岩心的稳定渗透率后的岩心的稳定渗透率Kn。?1储层敏感性评价储层敏感性评价（4）碱敏评价实验）碱敏评价实验2）

38、原理及评价指标）原理及评价指标?如果如果pHi-1盐水的渗透率盐水的渗透率Ki-1，与，与pHi盐水的渗透率盐水的渗透率Ki之间满足式（之间满足式（9-3）的条件，说明已发生碱敏，则）的条件，说明已发生碱敏，则pHi-1即为临界即为临界pH值。值。碱敏实验原理与评价指标碱敏实验原理与评价指标KKmax+?临界HPc+Ki?1?Ki当100%?5%，时Ki?1+12KminKi-1地层PHPHcPHPHc岩心碱敏实验曲线碱敏实验原理与评价指标碱敏实验原理与评价指标?损害程度损害程度Kmax?KminDw?100%KmaxKmax，Kmin分别为实验中最大和最小渗透率碱敏程度评价指标碱敏程度评价指

39、标损害程度敏感程度?303070?70弱中强?碱敏损害实质?油气层中粘土矿物遇到高PH值液分散和溶解形成微粒以及氢氧根离子与二价阳离子生成微粒沉淀堵塞孔喉 ，化学作用；1储层敏感性评价储层敏感性评价（4）碱敏评价实验）碱敏评价实验?碱敏碱敏实验结果的应用实验结果的应用?对于进入地层的各类工作液都必须控制其对于进入地层的各类工作液都必须控制其pH值在临值在临界界pH值以下。值以下。如果是强碱敏地层，由于无法控制水泥浆的如果是强碱敏地层，由于无法控制水泥浆的pH值在值在临界临界pH值之下，为了防止储层损害，建议采用屏蔽值之下，为了防止储层损害，建议采用屏蔽式暂堵技术。式暂堵技术。对于存在碱敏性的地

40、层，在今后的三次采油作业中对于存在碱敏性的地层，在今后的三次采油作业中，要避免使用强碱性的驱油流体（如碱水驱油）。，要避免使用强碱性的驱油流体（如碱水驱油）。?1储层敏感性评价储层敏感性评价（5）酸敏评价实验）酸敏评价实验?酸敏概念及实验目的酸敏概念及实验目的?酸敏概念酸敏概念：酸化酸液进入储层后，一方面可改：酸化酸液进入储层后，一方面可改善储层的渗透率，另一方面又与储层中的矿物善储层的渗透率，另一方面又与储层中的矿物及地层流体反应产生沉淀并堵塞储层的孔喉。及地层流体反应产生沉淀并堵塞储层的孔喉。指储层与酸作用后引起渗透率降低的现象指储层与酸作用后引起渗透率降低的现象 。?酸敏实验目的：是研究

41、各种酸液的酸敏程度，酸敏实验目的：是研究各种酸液的酸敏程度，其本质是研究酸液与储层的配伍性，为储层基其本质是研究酸液与储层的配伍性，为储层基质酸化和酸化解堵设计提供依据。质酸化和酸化解堵设计提供依据。1储层敏感性评价储层敏感性评价（5）酸敏评价实验）酸敏评价实验?原理及评价指标原理及评价指标?酸敏实验包括鲜酸（一定浓度的盐酸、氢氟酸、土酸酸敏实验包括鲜酸（一定浓度的盐酸、氢氟酸、土酸）和残酸（可用鲜酸与另一块岩心反应后制备）的敏）和残酸（可用鲜酸与另一块岩心反应后制备）的敏感实验，具体作法：感实验，具体作法：?用地层水测基础渗透率用地层水测基础渗透率K K1 1（正向）；（正向）；?反向注入反

42、向注入0.50.5? ?1.01.0倍孔隙体积的酸液，关闭阀门倍孔隙体积的酸液，关闭阀门反应反应1 1? ?3 3小时；小时；?用地层水正向测出恢复渗透率用地层水正向测出恢复渗透率K K2 2。酸敏实验原理与评价指标酸敏实验原理与评价指标地层水地层水Qo13hr.QoK1酸酸地层水地层水QoQoK21储层敏感性评价储层敏感性评价（5）酸敏评价实验）酸敏评价实验?原理及评价指标原理及评价指标?推荐做法：推荐做法：?用地层水测基础渗透率，再用煤油测出酸作用用地层水测基础渗透率，再用煤油测出酸作用前的渗透率前的渗透率K K1 1（正向）；（正向）；?反向注入反向注入0.50.5? ?1.01.0倍孔

43、隙体积的酸液；倍孔隙体积的酸液；?用煤油正向测出恢复渗透率用煤油正向测出恢复渗透率K K2 2。1储层敏感性评价储层敏感性评价（5）酸敏评价实验）酸敏评价实验?原理及评价指标原理及评价指标?用实验所测的两个渗透率用实验所测的两个渗透率 K K1 1和和K K2 2，计算，计算K K2 2/K/K1 1的比值来评价的比值来评价酸敏程度酸敏程度. .K2/K1酸敏程度酸敏程度? ?0.3强强0.30.7中等中等? ?0.7弱弱酸敏实验应用酸敏实验应用?为基质酸化设计提供科学依据。为基质酸化设计提供科学依据。为确定合理的解堵方法和增产措施提供依据。为确定合理的解堵方法和增产措施提供依据。2工作液对储

44、层的损害评价工作液对储层的损害评价所述的工作液，包括钻井液、水泥浆所述的工作液，包括钻井液、水泥浆、完井液、压井液、洗井液、修井液、射、完井液、压井液、洗井液、修井液、射孔液和压裂液等。工作液对储层的损害评孔液和压裂液等。工作液对储层的损害评价主要是借助于各种仪器设备，预先在室价主要是借助于各种仪器设备，预先在室内评价工作液对储层的损害程度，达到优内评价工作液对储层的损害程度，达到优选工作液配方和施工工艺参数的目的。选工作液配方和施工工艺参数的目的。2工作液对储层的损害评价工作液对储层的损害评价（1）工作液的静态损害评价）工作液的静态损害评价?该法主要该法主要利用各种静滤失实验装置测定工作液滤

45、入岩心前后渗透利用各种静滤失实验装置测定工作液滤入岩心前后渗透率的变化率的变化，来评价工作液对储层的损害程度并优选工作液配方。，来评价工作液对储层的损害程度并优选工作液配方。实验时，要尽可能模拟地层的温度和压力条件。用式实验时，要尽可能模拟地层的温度和压力条件。用式9-4来计算来计算工作液的损害程度。工作液的损害程度。Rs?(1?Kop/K0)?100 %（9-4）式中：式中：Rs损害程度，百分数；损害程度，百分数；Kop损害后岩心的油相有效渗透率，损害后岩心的油相有效渗透率， ? ?m2；Ko损害前岩心的油相有效渗透率，损害前岩心的油相有效渗透率， ? ?m2。?Rs值越大，损害越严重，评价

46、指标同表值越大，损害越严重，评价指标同表9-1。2工作液对储层的损害评价工作液对储层的损害评价（2）工作液的动态损害评价）工作液的动态损害评价在尽量模拟地层实际工况条件下，评价工作液对储层的综在尽量模拟地层实际工况条件下，评价工作液对储层的综合损害（包括液相和固相及添加剂对合损害（包括液相和固相及添加剂对储层的损害），为储层的损害），为优选损害最小的工作液和最优施工工艺参数提供科学的依优选损害最小的工作液和最优施工工艺参数提供科学的依据。据。?动态损害评价与静态损害评价相比能更真实地模拟井下实动态损害评价与静态损害评价相比能更真实地模拟井下实际工况条件下工作液对储层的损害过程，两者的最大差别际

47、工况条件下工作液对储层的损害过程，两者的最大差别在于工作液损害岩心时状态不同，在于工作液损害岩心时状态不同，?静态评价时，工作液为静止的静态评价时，工作液为静止的，?动态评价时，工作液处于循环或搅动的运动状态动态评价时，工作液处于循环或搅动的运动状态，?动态评价损害过程更接近现场实际，其实验结果对现场更动态评价损害过程更接近现场实际，其实验结果对现场更具有指导意义。动态情况下，计算损害程度具有指导意义。动态情况下，计算损害程度Rs仍然用式仍然用式9-2，评价指标也同样用表，评价指标也同样用表9-1。?2工作液对储层的损害评价工作液对储层的损害评价（3 3）用多点渗透率仪测量损害深度和损害程度）

48、用多点渗透率仪测量损害深度和损害程度?多点渗透率仪来测量工作液侵入岩心的损害深度和损害程度，多点渗透率仪来测量工作液侵入岩心的损害深度和损害程度，它的工作原理如图它的工作原理如图 9-39-3所示。所示。?将数块岩心装入多点渗透率仪的夹持器内组成长岩心，将数块岩心装入多点渗透率仪的夹持器内组成长岩心，测量损害前测量损害前的基线渗透率曲线的基线渗透率曲线，然后，然后用工作液损害岩心用工作液损害岩心，再测量损害后的恢复再测量损害后的恢复渗透率曲线渗透率曲线，利用损害前后渗透率曲线对比求损害深度和分段损害，利用损害前后渗透率曲线对比求损害深度和分段损害程度，如图程度，如图9-49-4所示。所示。损害

49、深度损害深度=L1?L2?L3?L4?0 .5?L5分段污染程度分段污染程度Rsi?(1?Kopi/Koi)?100 %式中式中i=1,2,? ?6。?利用此实验结果与试井数据对比，可以更准确地确定储层损害利用此实验结果与试井数据对比，可以更准确地确定储层损害深度和损害程度。深度和损害程度。2工作液对储层的损害评价工作液对储层的损害评价围压围压压力传感器引线压力传感器引线液体进入液体进入围压围压长岩心（长岩心（200500mm）滤滤液液出口出口液体流出液体流出L1Y1Y2L2Y3L3Y4L4Y5L5Y6L6Y7图图9-3 9-3 多点渗透率仪示意图多点渗透率仪示意图2工作液对储层的损害评价工作

50、液对储层的损害评价Koi渗渗透透率率Kopi岩心长度岩心长度L1L2L3L4L5L6图图9-4 利用损害前后渗透率曲线对比求损害深度利用损害前后渗透率曲线对比求损害深度Koi损害前基线渗透率曲线；损害前基线渗透率曲线；Kopi损害后恢复渗透率曲线损害后恢复渗透率曲线2工作液对储层的损害评价工作液对储层的损害评价（4）其它评价实验简介）其它评价实验简介实验项目实验项目正反向流动实验正反向流动实验体积流量评价实验体积流量评价实验系列流体评价实验系列流体评价实验酸液评价实验酸液评价实验润湿性评价实验润湿性评价实验相对渗透率曲线评相对渗透率曲线评价实验价实验膨胀率评价实验膨胀率评价实验离心法测毛管压力

51、离心法测毛管压力快速评价实验快速评价实验实验目的及用途实验目的及用途观察岩心中微粒受流体流动方向的影响及运移产生的渗透率损害情况观察岩心中微粒受流体流动方向的影响及运移产生的渗透率损害情况在低于临界流速的情况下，用大量的工作液流过岩心，考察岩心胶结在低于临界流速的情况下，用大量的工作液流过岩心，考察岩心胶结的稳定性；用注入水作实验可评价油层岩心对注入水量的敏感性的稳定性；用注入水作实验可评价油层岩心对注入水量的敏感性了解储层岩心按实际工程施工顺序与各种外来工作液接触后所造成的了解储层岩心按实际工程施工顺序与各种外来工作液接触后所造成的总的损害及其程度总的损害及其程度按酸化施工注液工序向岩心注入

52、酸液，在室内预先评价和筛选保护储按酸化施工注液工序向岩心注入酸液，在室内预先评价和筛选保护储层的酸液配方层的酸液配方通过测定注入工作液前后储层岩石的润湿性，观察工作液对储层岩石通过测定注入工作液前后储层岩石的润湿性，观察工作液对储层岩石润湿性的改变情况润湿性的改变情况测定储层岩石的相对渗透率曲线，观察水锁损害的程度；测定注入工测定储层岩石的相对渗透率曲线，观察水锁损害的程度；测定注入工作液前后储层岩石的相对渗透率曲线，观察工作液对储层岩石相对渗作液前后储层岩石的相对渗透率曲线，观察工作液对储层岩石相对渗透率的改变及由此发生的损害程度透率的改变及由此发生的损害程度测定工作液进入岩心后的膨胀率，评

53、价工作液与储层岩石（特别是粘测定工作液进入岩心后的膨胀率，评价工作液与储层岩石（特别是粘土矿物）的配伍性土矿物）的配伍性用离心法测定工作液进入储层岩心前后毛管压力的变化情况，快速评用离心法测定工作液进入储层岩心前后毛管压力的变化情况，快速评价储层的损害价储层的损害小结小结?储层损害的室内评价结果可以为各个作业环节保护储层储层损害的室内评价结果可以为各个作业环节保护储层技术方案的制定提供依据。也就是说，从打开储层开始技术方案的制定提供依据。也就是说，从打开储层开始到油田开发全过程中的每一个作业环节的储层保护技术到油田开发全过程中的每一个作业环节的储层保护技术方案的确定都要利用室内评价结果。方案的

54、确定都要利用室内评价结果。随着技术的不断进步，储层损害的室内评价技术也在向随着技术的不断进步，储层损害的室内评价技术也在向前发展，目前已形成了如下几个发展方向：前发展，目前已形成了如下几个发展方向：?1 1）全模拟实验，模拟井下实际工况，如温度、压力（回）全模拟实验，模拟井下实际工况，如温度、压力（回压、地层压力）、剪切条件下的储层损害评价；压、地层压力）、剪切条件下的储层损害评价；?2 2）多点渗透率仪的应用，由短岩心向长岩心发展；）多点渗透率仪的应用，由短岩心向长岩心发展；3 3）小尺寸岩心向大尺寸岩心发展；）小尺寸岩心向大尺寸岩心发展；4 4）实验的自动化，广泛引入计算机数据采集；）实验

55、的自动化，广泛引入计算机数据采集；?5 5）计算机数学模拟与室内物理模拟的结合。）计算机数学模拟与室内物理模拟的结合。第二节钻井过程中的储层保护技术钻井过程中的储层保护技术绪论绪论钻井过程中防止储层损害是保护储层系统工程的钻井过程中防止储层损害是保护储层系统工程的第一个工程环节。其目的是交给试油或采油部门一第一个工程环节。其目的是交给试油或采油部门一口无损害或低损害、固井质量优良的油气井。储层口无损害或低损害、固井质量优良的油气井。储层损害具有累加性，钻井中对储层的损害不仅影响储损害具有累加性，钻井中对储层的损害不仅影响储层的发现和油气井的初期产量，还会对今后各项作层的发现和油气井的初期产量，

56、还会对今后各项作业损害储层的程度以及作业效果带来影响。因此搞业损害储层的程度以及作业效果带来影响。因此搞好钻井过程中的保护储层工作，对提高勘探、开发好钻井过程中的保护储层工作，对提高勘探、开发经济效益至关重要，必须把好这一关。经济效益至关重要，必须把好这一关。一、钻井过程中造成储层损害原因分析一、钻井过程中造成储层损害原因分析1钻井过程中储层损害原因钻井过程中储层损害原因钻开储层时，在正压差的作用下，钻井液的固相进入储层造钻开储层时，在正压差的作用下，钻井液的固相进入储层造成孔喉堵塞，其液相进入储层与储层岩石和流体作用，破坏成孔喉堵塞，其液相进入储层与储层岩石和流体作用，破坏储层原有的平衡，从

57、而诱发储层潜在损害因素，造成渗透率储层原有的平衡，从而诱发储层潜在损害因素，造成渗透率下降。下降。?钻井过程中储层损害原因有五个方面钻井过程中储层损害原因有五个方面:?(1）钻井液中固相颗粒堵塞储层）钻井液中固相颗粒堵塞储层:钻井液中存在多种固相钻井液中存在多种固相颗粒，如膨润土、加重剂、堵漏剂、暂堵剂、钻屑和处理颗粒，如膨润土、加重剂、堵漏剂、暂堵剂、钻屑和处理剂的不溶物等。钻井液中小于储层孔喉直径或裂缝宽度的剂的不溶物等。钻井液中小于储层孔喉直径或裂缝宽度的固相颗粒，在钻井液有效液柱压力与地层孔隙压力的压差固相颗粒，在钻井液有效液柱压力与地层孔隙压力的压差作用下，进入储层孔喉和裂缝中形成堵

58、塞，造成储层损害作用下，进入储层孔喉和裂缝中形成堵塞，造成储层损害。损害的严重程度随钻井液中固相含量的增加而加剧，特。损害的严重程度随钻井液中固相含量的增加而加剧，特别是分散得十分细的膨润土的含量影响最大。别是分散得十分细的膨润土的含量影响最大。?一、钻井过程中造成储层损害原因分析一、钻井过程中造成储层损害原因分析1钻井过程中储层损害原因钻井过程中储层损害原因（2）钻井液滤液与储层岩石不配伍引起的损害）钻井液滤液与储层岩石不配伍引起的损害?1）水敏：低抑制性钻井液滤液进入水敏储层，引起粘土）水敏：低抑制性钻井液滤液进入水敏储层，引起粘土矿物水化、膨胀、分散，而产生微粒运移的损害源。矿物水化、膨

59、胀、分散，而产生微粒运移的损害源。2）盐敏：滤液矿化度低于盐敏的低限临界矿化度，引起）盐敏：滤液矿化度低于盐敏的低限临界矿化度，引起粘土矿物水化、膨胀、分散和运移。如滤液矿化度高于盐粘土矿物水化、膨胀、分散和运移。如滤液矿化度高于盐敏的高限临界矿化度，亦有可能引起粘土矿物去水化收缩敏的高限临界矿化度，亦有可能引起粘土矿物去水化收缩破裂，造成微粒堵塞。破裂，造成微粒堵塞。3）碱敏：高）碱敏：高PH值滤液进入碱敏储层，引起碱敏矿物分散值滤液进入碱敏储层，引起碱敏矿物分散、运移堵塞及溶蚀结垢。、运移堵塞及溶蚀结垢。4）润湿反转：当滤液含有表面活性剂时，这些表面活性）润湿反转：当滤液含有表面活性剂时，

60、这些表面活性剂就有可能被亲水岩石表面吸附，引起储层孔喉表面润湿剂就有可能被亲水岩石表面吸附，引起储层孔喉表面润湿反转，造成储层油相渗透率降低。反转，造成储层油相渗透率降低。5）表面吸附：滤液中所含的部分处理剂被储层孔隙或裂）表面吸附：滤液中所含的部分处理剂被储层孔隙或裂缝表面吸附，缩小孔喉或孔隙尺寸。缝表面吸附，缩小孔喉或孔隙尺寸。一、钻井过程中造成储层损害原因分析一、钻井过程中造成储层损害原因分析1钻井过程中储层损害原因钻井过程中储层损害原因?（3）钻井液滤液与储层流体不配伍引起的损害）钻井液滤液与储层流体不配伍引起的损害?1）无机盐沉淀：滤液中所含无机离子与地层水中无机离子作）无机盐沉淀：