保护油气层技术

讲授内容提纲一、绪论〔一〕保护油气层的重要性-总论〔一〕保护油气层的重要性

-有利于发现和正确评价油气层〔一〕保护油气层的重要性

-有利于提高产能及开发效益〔二〕保护油气层的特点及主要内容〔二〕保护油气层的特点及主要内容〔二〕保护油气层的特点及主要内容试油保护油气层应遵循的原那么1、解除钻井损害，减少试油损害原那么2、针对性原那么3、配伍性原那么4、效果与效益结合原那么二、损害机理(一〕概述〔二〕油气层损害内因〔三〕油气层损害外因〔四〕外因作用下的油气层损害机理〔五〕油气层损害特点(一〕概述1、油气层损害机理定义2、研究油气层损害机理的目的意义3、油气层损害实质4、油气层损害类型1、油气层损害机理定义油气层损害的原因、过程和结果原因：什么因素引起油气层损害

过程：怎样发生的油气层损害

纯物理作用纯化学作用物理/化学共同作用生物作用物理－化学－生物共同作用结果：油气层损害会产生什么后果

2、研究油气层损害机理的目的意义认识和诊断油气层损害原因、过程和结果为制定针对性的保护或解除措施提供依据3、油气层损害实质内因+外因有效渗透率下降内因：油气层潜在损害因素油气藏类型油气层敏感性矿物油气层储渗空间特性油气层岩石外表性质油气层流体性质外因：引起油气层损害的条件工作液的性质生产或作业压差温度生产或作业时间环空返速有效渗透率下降：渗流空间缩小绝对渗透率降低流动阻力增加相对渗透率降低4、油气层损害类型缩小或堵塞渗流空间的损害

外界固相颗粒侵入堵塞储层微粒水化膨胀/分散微粒运移出砂无机沉淀(包括二次沉淀)

有机沉淀应力敏感压缩岩石细菌堵塞射孔压实增加流动阻力的损害水锁效应贾敏效应乳化堵塞高粘液体损害润湿性反转流体分布状态改变〔二〕油气层损害内因1、油气藏类型2、油气层渗流空间3、油气层敏感性矿物4、油气层岩石外表性质5、油气层流体性质1、油气藏类型-分类3)按储层渗透性分为：特高渗油气藏:K>2000md

高渗油气藏：500md<K<2000md

中渗油气藏：100md<K<500md

低渗油气藏:10md<K<100md

特低渗油气藏;K<10md4)按储层流体性质分为：气藏凝析气藏稀油油藏稠油油藏1、油气藏类型-与储层损害关系1)高渗透和裂缝性油气藏易发生较严重的固相堵塞损害，不易发生水锁损害原因：流动通道较大，固相颗粒可侵入很深，液相侵入易于返排2)稠油油藏和高渗透油藏易产生出砂损害原因：这两类油藏一般胶结不好，受流体流动冲击易散架3)低渗和特低渗油气藏易发生较严重的水锁和水敏损害，不会发生严重的固相堵塞损害原因：这两类油气藏一般孔喉小，泥质含量高，固相不易进入，液相进入难以返排和易引起粘土膨胀2、油气层渗流空间-概念储层岩石中未被矿物颗粒、胶结物或其它固体物质占据的空间称为渗流空间或孔隙空间，渗流空间由孔隙和喉道构成。孔隙：骨架颗粒包围着的较大空间孔隙大小反映储集能力喉道：两个较大空间的收缩局部喉道大小和形状控制渗透能力渗流空间反映了储层的储集性和渗透性2、油气层渗流空间-表征孔隙结构指岩石的孔隙和喉道的类型、大小、分布及相互连通关系1〕孔隙类型

砂岩储集层

粒间孔隙微孔隙杂基内微孔隙矿物解理缝和岩屑内微孔隙纹理及层理缝溶蚀孔隙溶孔铸模孔颗粒内溶孔和胶结物内溶孔晶体再生长晶间孔隙裂缝孔隙碳酸岩储集层原生孔隙溶蚀孔隙生物钻孔和潜孔孔隙收缩孔隙裂缝2、油气层渗流空间-表征不同类型孔喉的主要特征2、油气层渗流空间-表征3)孔隙结构参数孔喉大小常用如下参数表示主要流动喉道半径均值Rz

最大连通喉道半径Rd

喉道半径均值Rm

孔喉中值R50上述参数越大，孔喉越大孔喉分布用以下图表示孔隙喉道频率分布直方图横坐标表示喉道半径纵坐标表示相应的分布频率孔隙喉道频率分布曲线直方图各直方顶边中点的连线累计频率分布曲线横坐标表示喉道半径纵坐标为累计频率正态概率曲线横坐标为-LOG2D纵坐标为累计频率孔隙喉道频率分布直方图及频率分布曲线图频率%喉道半径（μm)孔隙喉道累计频率分布曲线图非润湿相饱和度%毛细管压力（Kg/cm2)喉道半径（μm)孔隙喉道分正态概率曲线图累积频率%孔喉直径2、油气层渗流空间-表征3)孔隙结构参数孔喉弯曲程度用结构系数F表示F值越大，孔喉弯曲程度越大F<0.1 平直型喉道0.1<F<1.0较平直喉道F>1.0弯曲孔喉道孔隙连通程度最小未饱和孔隙体积百分数SminSmin越小，孔隙连通性越好退汞效率WeWe越大，孔隙连通性越好孔喉配位数：一个孔隙连通的喉道数配位数越小，孔隙间连通性越差2、油气层渗流空间-表征4)孔隙度和渗透率孔隙度和渗透率是从宏观角度来描述储层的储渗空间特性的参数。孔隙度衡量岩石储集空间多少及储集能力大小;渗透率度量储层岩石渗透流体能力大小孔隙度与渗透率的关系一般孔隙度高，渗透率大;有些情况孔隙度高，渗透率不一定大;渗透率与油气层损害的关系更密切渗透率与孔隙结构的关系孔喉大、分布均匀、弯曲程度小和孔隙连通性好,那么渗透率较高；否那么，渗透率较低2、油气层渗流空间-影响因素1)碎屑成分影响岩石的强度、外表性质和孔隙类型2)骨架颗粒的大小、形状和分选大小：颗粒大，粒间孔隙大，渗透率大形状：外表粗糙、颗粒圆度和球度较低，那么孔隙度较小，渗透性较差分选：分选越好，孔隙度越大，渗透性越好3)填隙物的含量和成分成分：影响胶结的紧密程度含量：填隙物含量越高，孔隙度越低，渗透性越差2、油气层渗流空间-影响因素4)胶结类型常见砂岩胶结类型A.接触式胶结胶结物极少，粒间孔，孔隙度和渗透率极好B.薄膜式胶结胶结物呈带状分布于碎屑颗粒周围，粒间孔，物性好，此类储层少见C.孔隙式胶结粒间孔绝大局部或全部被胶结物微孔代替，物性主要受胶结物成分影响D.基底式胶结填隙物含量高，孔隙为微孔，物性极差，主要受胶结物成分影响2、油气层渗流空间-与储层损害关系1)孔隙类型与油气层损害的关系粒间孔隙和裂缝型储层，易受固相损害；微孔隙储层，易受液相损害2)孔喉类型与油气层损害的关系缩颈喉道：固相侵入、出砂点状喉道：微粒堵塞，水锁，贾敏片状喉道：微粒堵塞，水锁，水敏管束状喉道：水锁，水敏3)孔喉大小与油气层损害的关系孔喉越大，越易受到固相侵入损害孔喉越小，越易受到液相的损害2、油气层渗流空间-与储层损害关系4)孔喉弯曲度和孔隙连通性与油气层损害的关系

孔喉弯曲度越大，孔隙连通性越差储层孔喉越易受到损害5)渗透性与油气层损害的关系

渗透性好的储层，易受到固相侵入损害；渗透性差的储层，易受到水敏、水锁和微粒堵塞损害3、油气层敏感性矿物-定义与特点定义：油气层中易与流体发生物理、化学和物理化学作用，而导致油气层渗透率下降的矿物，称之为敏感性矿物。特点：(1)粒径很小，一般小于37μm(2)比外表积大(3)多数位于易与流体作用的部位3、油气层敏感性矿物-类型A.按矿物的化学成分分为：二氧化硅类：石英次生加大、玉髓、蛋白石长石类：钾长石、钠长石沸石类：方沸石、浊沸石、钙沸石、辉沸石等层状硅酸盐：高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石混层粘土矿物、地开石、埃洛石、云母等硫酸盐矿物：石膏、重晶石、天青石碳酸岩矿物：方解石、白云石、菱铁矿硫化物：黄铁矿铁氧化物：赤铁矿、钛铁矿氢氧化物：三水铝石、水针铁矿卤化物：萤石3、油气层敏感性矿物-类型B.按是否为粘土矿物分为：粘土矿物：高岭石、蒙脱石、伊利石、绿泥石、混层粘土矿物等非粘土矿物：石英、长石、方解石、云母、白云石、铁矿石等C.按引起油气层损害类型分为：水敏性矿物：蒙脱石、混层矿物、降解伊利石和降解绿泥石、水化白云母晶格水化膨胀/分散引起损害盐酸酸敏性矿物：富含铁绿泥石、含铁碳酸岩、赤铁矿等二次沉淀和释放微粒引起损害土酸酸敏性矿物：方解石、白云石、钙长石、沸石、粘土等生成CaF2、非晶质SiO2和其它化学沉淀碱敏性矿物：长石、微晶石英、蛋白石、粘土矿物等生成凝胶沉淀和增加粘土负电荷速敏矿物：各类固结不紧的粒径<37μm的敏感性矿物微粒运移堵塞粒表薄膜式伊利石粒表薄膜式伊/蒙混层粒表栉壳式绿/蒙混层粒表栉壳式绿泥石和薄膜与桥接式伊利石桥接粒间的伊/蒙混层充填粒间的高岭石充填孔隙的绿/蒙混层充填粒间的绿/蒙混层3、油气层敏感性矿物-产状聚集形态：敏感性矿物晶体的聚集形状蜂窝状：蒙脱石黄铁矿迭片支架状：伊利石、伊利石/蒙脱石混层迭片状〔蠕虫状、书本状〕、管状：高岭石阶梯状：伊利石、伊利石/蒙脱石混层絮凝状：蒙脱石、伊利石、伊/蒙混层分散状：高岭石、伊利石、伊/蒙混层网状：蒙脱石片状：蒙脱石、伊利石叶片状、针叶状、绒球状：绿泥石撕裂状(丝状、毛发状)：伊利石、坡缕石4、岩石外表性质-比外表积1)定义及单位定义：单位体积岩石内颗粒的总外表积单位：平方厘米/立方厘米2)岩石的比外表与颗粒大小的关系岩石的颗粒越细，比外表越大砂岩：比外表<950cm2/cm3细砂岩：比外表950～2300cm2/cm3粉砂岩：比外表>2300cm2/cm33)岩石的比外表与油气层损害的关系比外表越大，岩石孔道越小，岩石与流体接触面积越大，作用越充分，引起的油气层损害越大4、岩石外表性质-润湿性1)定义及表示定义：液体在岩石外表的铺展情况,能铺展润湿，否那么，不润湿润湿程度的表示：接触角θθ完全润湿：θ＝0o润湿：θ<90o中性润湿：θ＝90o非润湿：θ>90o全不润湿：θ＝180o4、岩石外表性质-润湿性2)油层岩石的润湿性油层岩石的润湿变化很大:有水润湿(亲水)油层：亲水为主，也亲油有油润湿(亲油)油层：亲油为主，也亲水有中间润湿(中性)油层：亲油亲水程度相近3)影响油气层岩石润湿性的因素岩石矿物成分流体成分岩石外表粗糙程度温度及压力4)润湿性与油气层损害的关系影响油水的微观分布影响相对渗透率大小影响油层的采收率影响毛细管力的大小和方向影响微粒的运移情况两性润湿油润湿水润湿5、油气层流体性质-地层水1)与油气层损害有关的地层水性质矿化度：地层水中的含盐量范围：几千～几十万mg/L

离子成分：阳离子：Na+、K+、Ca2+、Mg2+、Ba2+、Sr2+等阴离子：Cl-、SO42-、HCO3-、CO32-、F-等水型：

CaCl2、NaHCO3、MgCl2、Na2SO4pH值2)地层水性质与油气层损害的关系影响无机沉淀损害情况影响有机沉淀损害情况影响水敏损害程度5、油气层流体性质-原油与天然气原油1)与油气层损害有关的性质含蜡量，粘度，胶质、沥青质和硫含量，析蜡点，凝固点2)与油气层损害的关系影响有机沉淀的堵塞情况引起酸渣堵塞损害引起高粘乳状液堵塞损害天然气性质1)与油气层损害有关的性质

H2S和CO2的含量2)与油气层损害的关系腐蚀产物引起损害生成无机沉淀〔三〕油气层损害外因1、进入储层流体的性质2、作业或生产压差3、作业流体与地层流体的温差4、作业或生产时间5、作业流体的环空返速1)固相颗粒的大小和分布影响固相堵塞的损害情况2)流体的pH值影响以下损害情况：无机沉淀碱敏损害乳化损害3〕流体的矿化度和抑制性影响水敏损害的程度1、进入储层流体的性质4〕流体中离子成分影响无机沉淀损害情况5〕流体的粘度增加流动阻力6〕外表活性剂类型和含量影响油层岩石的润湿性影响油水界面张力2、其它外因2、作业或生产压差

微粒运移损害压力敏感损害无机沉淀损害有机沉淀损害