保护油气层技术1

1、保护油气层技术 The Technique of the Formation Protection2010.101课程简介课程性质：专业选修课学时安排：32学时（2学分）教材：保护油气层技术（第二版）徐同台，赵敏 等编著, 石油工业出版社,2003年3月考核方式：平时作业20% ， 期末（闭卷）考试80%2课程简介内容及学时安排：第一章 绪论 2第二章 油气层损害机理 2第三章 岩心分析 6第四章 油气层损害的室内评价 4第五章 钻井过程中的保护油气层技术 8第六章 完井过程中的保护油气层技术 6第七章 油气层损害的矿场评价技术 43课程简介教学目标： 了解储层保护技术在石油天然气勘探开发中的

2、重要性、必要性和紧迫性； 了解储层保护技术的主要技术思路、分析研究及应用方法； 掌握储层保护技术的基本原理、主要技术内容、主要实验内容； 将储层保护技术和结合所学的专业知识有机融合，并在实践中应用。4第一章 绪论1.1 保护油气层技术发展概况20世纪60年代概念形成阶段国外开始研究与应用。70年代初步研究阶段我国开始注意地层损害问题。80年代系统研究阶段我国开始全面系统研究地层损害机理及防止污染技术。（75攻关、完井中心成立）90年代推广应用阶段我国全面推广应用保护储集层技术，并取得明显的经济效益。(应用上万口井,平均增产原油10-20%，年均效益2亿元)5第一章 绪论1.2 基本概念储层、储

3、集层、油层、油气层reservoir, gas or oil bearing reservoir石油和天然气能够在其中储集并流动的岩层称为储集层。保护油气层技术、保护储(集)层技术、防止地层污染技术保持油气层的原始状态，防止地层损害是一项多因素多学科的综合配套技术，是低成本高效率地勘探开发油气层的系列技术。6第一章 绪论1.2 基本概念地层损害、地层污染、油气层污染、油(气)层伤害 ( formation damage )地层损害的定义由于生产作业而使近井壁带造成流体产出或注入自然能力的障碍。7第一章 绪论1.2 基本概念地层损害的后果降低产能与产量，影响试油与测井资料解释的正确性，严重时导致

4、误诊、漏掉油气层，还会造成储层储量与产能估算不准、影响合理制定开发方案。增加试油、酸化、压裂、解堵、修井等井下作业的工作量，提高油气生产成本。影响最终采收率。消除地层损害的措施成本高、作用效果有限。8第一章 绪论1.2 基本概念保护油气层的重要性直接关系到能否及时发现新的油气层、油气田和对储量的正确评价。有利于提高油气井产量及油气田开发经济效益的提高。有利于油气井的长期稳产和增产。石油天然气形势9第一章 绪论1.2 基本概念保护油气层技术的主要内容地层岩石和流体性质分析与测试；地层损害评价室内实验；油气层损害机理分析和系统保护方案设计；钻井、完井、油气开采过程中保护油气层技术；油气层损害现场诊

5、断和矿场评价技术；保护油气层总体效果评价和经济效益综合分析技术。10第一章 绪论1.2 基本概念保护油气层技术的原则以预防为主，解堵为辅；尽可能不让固相和流体进入或少进入油气层；进入的流体应与储层岩石或流体配伍；系统实施保护油气层技术；优选各项保护油气层技术时，注意技术的先进性、有效性、经济性和可行性。11第一章 绪论1.2 基本概念保护油气层技术的研究方法（思路）1）分析所研究油气层的岩石和流体特性，以此为依据来研究该油气层的潜在损害因素与机理。（潜在损害因素分析）2）收集现场资料，开展室内试验，分析研究每组油气层在各项作业过程中潜在损害因素被诱发的原因、过程及防治措施。（损害机理分析、防护

6、措施研究）12第一章 绪论1.2 基本概念保护油气层技术的研究方法（思路）3）系统研究各项作业中所选择的保护油气层技术措施的可行性与经济合理性，通过综合研究配套形成系列，纳入钻井、完井与开发方案设计及每一项作业的具体设计中。（实施技术研究、方案设计、现场试验）13第一章 绪论1.2 基本概念保护油气层技术的研究方法（思路）4）各项作业结束后进行诊断与测试，获取油气层损害程序的住处并评价保护油气层的效果和经济效益。然后反馈给有关部门，视情况决定是否继续研究改进措施或补救措施。（效果检测与评价、推广应用）5）计算机预测、诊断、评价和动态模拟。14第一章 绪论1.2 基本概念保护油气层技术的特点系统

7、性从钻探、开采到提高采收率；从诊断、预防到改造。针对性与储层、流体及作业性质密切相关。高效性15第一章 绪论1.3 几个术语孔隙度(Porosity)岩石孔隙体积与岩石视体积之比。孔隙体积骨架颗粒f=VVpfVp 岩石孔隙体积，Vf 岩石视体积16第一章 绪论1.3 几个术语孔喉(Pore Throat)孔隙空间的狭窄部位或两个较大颗粒间的收缩部分。骨架颗粒孔隙孔喉17第一章 绪论1.3 几个术语渗透率(Permeability)影响因素QLAmDPLA Q P1Q P218第一章 绪论1.3 几个术语渗透率(Permeability)达西渗流定律QLA= KmDPLA Q P1Q P219第

8、一章 绪论1.3 几个术语渗透率(Permeability)在一定压差作用下，孔隙岩石允许流体通过的能力大小度量。根据达西渗流定律LA Q P1Q P2KQLAP=mD20第一章 绪论1.3 几个术语绝对渗透率(Absolute Permeability)单项流体在不与岩石发生任何物理和化学作用下的渗透率。 (Example Gas, Water, Oil)LA Q P1Q P221第一章 绪论1.3 几个术语克氏渗透率(等效液体渗透率) (Klinkenberg Permeability K)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。312K不同气体不

9、同压力下的渗透率GasFlow paternLiquidFlow patern22第一章 绪论1.3 几个术语有效渗透率(相渗透率) (Effective Permeability)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。 例如，油水两相共存的有效渗透率为：23第一章 绪论1.3 几个术语相对渗透率 (Relative Permeability)岩石的效渗透率与绝对渗透率的比值。24第一章 绪论思考题1）地层损害的定义2）保护油层的重要性3）保护油气层技术的主要内容及原则4）油气层技术的研究方法（思路）及特点5）孔隙度及孔喉的概念6）渗透率、绝对渗透率、相渗透率的概念25

10、世界石油储量及分布 截至2007年，全球石油估算探明储量为1686亿吨(1.2万亿桶)，欧佩克成员国的石油储量占全球的78.2% ,沙特阿拉伯位列世界石油储量之首。 油气储量分布储量换算: 1桶=0.1370吨。 产量换算: 1桶/日=50吨/年。26世界各地石油蕴藏比例（2008）中国行业研究报告网,2008.6.2427主要产油国的储量比例（2007）28OPEC13国:安哥拉（2007年）和厄瓜多尔（2007年重新加入）。 29石油的开发形势30按照目前的开采速度：中东92年中南美洲42年非洲27年欧洲17年亚太地区14年石油的开发形势地球上的石油和天然气还能用多久?全球平均可开采40年

11、。其中欧佩克可开采82年。 可见世界石油资源和市场分布不均衡的矛盾突出。今后世界石油供应将更加依赖中东。 31天然气储量分布 截至2006年1月1日，天然气估算探明储量为173.08万亿立方米,欧佩克成员国的天然气储量约占世界总储量的52。俄罗斯位列世界天然气储量之首。俄罗斯、伊朗和卡塔尔是世界三大资源国，证实储量分别占世界总量的27.2、15.8和14.7。 1立方英尺=0.028317立方米。地球上还有多少天然气?322006年天然气主要生产国剩余探明可采储量 3334我国石油储量 21亿吨，占世界的1.3%，排名第13位；世界人均石油25.6吨，我们只有1.6吨，占世界人均的6%； 3.

12、5万亿m3，占世界的2.5%，排名第20位；世界人均天然气23200m3，我们只有1080m3，占世界人均的4.6%。 我国天然气储量我国油气储量及开发形势35中国油气资源分布状况：分散油区：20多个 陆上（如大庆、胜利、新疆、长庆等） 海上（如渤海、东海、南海东部、南海西部等）362009年产量：石油：1.89 亿吨天然气：830 亿m3进口石油：2.04 亿吨效益：油价：约75美元/桶成本：2040美元/桶我国油气储量及开发形势预计2020年全国石油年产量为（1.82）108t；预计2020年石油消耗量力求控制在（4.34.5）108t。效益良好、供不应求、形势严峻、原油进口国中国油气生产与未来供需状况：37中国石油的发展战略 上个世纪末以来，中国石油安全问题已经跃入国际层面，并逐渐成为我国经济社会可持续发展的“瓶颈”之一，不论从国内资源储量，还是生产潜力，都不能满足国内强劲的石油需求增长的需要。 国家将采取一系列措施确保石油安全和国民经济可持续发展。 38中国石油的发展战略 因为中国超过50%的石油需要进口，所以它不仅仅关系到我们个人的消费，更直接关系到我们国家今后的生存与发展。要减轻能源问题对中国的束缚，