保护油气层技术

版权所有，复印必究wky工作室制作保护油气层技术第一章绪论1、储层（地层）损害的定义：在油气钻井、完井、生产、增产、EOR等全过程中的每一个作业环节，发生流体产出或注入能力显著下降的现象或作用2、保护储层技术的特点(1)跨越多学科、多专业，贯穿油气生产全过程(2)具有很强的针对性——地质对象和作业(3)研究方法三结合：宏观与微观，机理研究与应用技术，室内与现场3、保护储集层技术十项原则(1)以经济效益为中心，以提高油气产能和采收率为目标(2)技术进步、经济效益和环境保护要统筹考虑(3)任何保护技术都应有利于及时发现、有利于准确评价、有利于高效开发(4)立足以预防损害为主，解除损害为辅(5)各作业环节的保护技术要前后照应，做到系统整体优化(6)在保护中开发油气藏，在开发中保护油气藏(7)不该进入储层的工作液要尽量避免进入，至少要少进入(8)凡进入储层的固相和液相都能够通过物理、化学和生物化学方法予以解除(9)不可避免要进入的工作液，应该与油气层配伍，且不含固相(10)力争减少井下事故，避免各种复杂情况发生，否则前功尽弃第二章岩心分析1、岩心分析的目的(1)评价油气层岩石物理性质(2)揭示岩石中敏感性矿物类型、产状、含量和分布特点(3)确定潜在损害类型、程度和原因(4)为保护方案设计提供依据和建议2、岩心分析是指利用各种仪器设备来观测和分析岩心一切特性的系列技术3、常规岩心分析的内容：(1)岩石物理性质：常规物性：孔隙度、渗透率、比表面、相对渗透率、润湿性孔隙结构：孔隙和喉道的类型、大小、形态、分布、连通性；孔喉大小及分布(2)岩石结构与矿物：骨架颗粒：石英、长石、岩屑、云母；填隙物：粘土矿物、非粘土矿物岩石结构：层理、接触关系、粒度大小及分布4、岩心分析技术：(1)X射线衍射分析技术(2)扫描电镜分析技术(3)薄片分析技术(4)压汞毛管压力曲线分析5、X射线衍射分析技术的应用(1)地层微粒分析，粒径<37微米组分(2)全岩分析，粒径>5微米组分(3)粘土矿物分析，粒径<5微米组分(4)类型鉴定和含量计算(5)间层矿物鉴定和间层比计算(6)无机垢分析6、扫描电镜分析应用(1)油气层中地层微粒的观察(2)粘土矿物的观测(3)油气层孔喉的观测(4)含铁矿物的检测(5)油气层损害的监测7、薄片分析技术应用(1)岩石的结构与构造(2)骨架颗粒的成分及成岩作用(3)孔隙特征(4)不同产状粘土矿物含量的估计(5)荧光薄片应用8、毛管压力曲线应用(1)储集岩的分类评价(2)油气层损害机理分析(3)钻井完井液设计(4)入井流体悬浮固相控制(5)评价和筛选工作液9、油气层潜在损害因素分析(1)油气层储渗空间(2)油气层敏感性矿物(3)油气层岩石的润湿性(4)油气层流体性质(5)油气藏环境10、孔隙度定义:岩石孔隙体积与岩石视体积之比11、渗透率定义: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。12、油气层常见孔隙类型有；粒间孔、粒内溶孔、晶间微孔。13、油气层喉道类型划分为五种：缩颈喉道、点状喉道、片状喉道、弯片状喉道、管束状喉道。14、水敏和盐敏矿物主要有蒙皂石、伊/蒙间层矿物和绿/蒙间层矿物；碱敏矿物主要有高岭石等各类粘土矿物、长石和微晶石英；酸敏矿物HF敏感的矿物主要有方解石、白云石、长石、微晶石英、沸石、各类粘土矿物和云母，HCl敏感的矿物常见的包括富铁绿泥石、菱铁矿、黄铁矿、赤铁矿、铁方解石、铁白云石、黑云母、磁铁矿等；速敏矿物主要有粘土矿物及粒径小于37μm的各种非粘土矿物，如微晶石英、、菱铁矿、微晶方解石等15、粘土矿物的产状：栉壳式、薄膜式、桥接式、分散质点式、帚状撒开式、颗粒交代式、裂缝充填式。16、岩石表面被液体润湿（铺展）的情况称为岩石的润湿性；岩石的润湿性一般可分为亲水性、亲油性和两性润湿三大类17毛管压力曲线（如图所示）第三章油气层损害的室内评价1、室内损害评价目的(1)搞清油气层潜在损害因素和程度(2)为损害机理诊断提供实验依据(3)为保护油气层方案的制订提供依据(4)优化施工作业2、敏感性评价(1)速敏分析(2)水敏分析(3)盐敏分析(4)酸敏分析(5)碱敏分析(6)应力敏感分析3、速敏性概念钻井、测试、试油、采油、增产作业、注水作业或其它注入作业过程中，当流体在储层中流动时，引起微粒运移并堵塞喉道，造成储层渗透率下降的现象。4、速敏评价实验目的确定临界流速和速敏损害程度为其它敏感性实验和损害评价实验确定合理的流速（0.8倍临界流速）提供依据确定合理的注采速度5、水敏原理油气层中的粘土矿物在原始的地层条件下与地层水处于一种稳定的平衡状态。当淡水进入地层时，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移，从而减小或堵塞地层孔道，造成渗透率的降低。油气层遇淡水后渗透率降低的现象，称为水敏。6、盐敏原理(1)当高于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，将可能引起粘土的收缩、失稳、脱落。(2)当低于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，则可能引起粘土膨胀和分散。这些都将导致油气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油气层。7、酸敏概念指储层岩心与酸作用后渗透率降低的现象8、应力敏感性：在施加一定的有效应力时，岩样的物性参数随应力变化面改变的性质。9、工作液损害评价：(1)工作液滤液评价(2)工作液的静态损害评价(3)系列流体损害评价(4)工作液动态损害评价10、损害程度计算：Dk1=Kw1Dk1:速敏引起的渗透率损害率Kw1：临界流速前岩样渗透率的算术平均值，10-3um2Knim:临界流速后岩样渗透率的最小值，10第四章油气层损害机理1、油气层损害的定义：在油气钻井、完井、生产、增产、EOR等全过程中的每一个作业环节，发生流体产出或注入能力显著下降的现象或作用2、油气井生产或注入井注入能力下降现象的原因及其作用的物理、化学、生物变化过程称为油气层损害机理3、油气层损害类型(1)物理损害(2)化学损害(3)生物损害(4)热力损害4、物理损害：(1)微粒运移(2)固相侵入(3)相圈闭损害(4)机械损害(5)射孔损害(6)应力损害5、化学损害：(1)岩石—外来流体反应(2)地层流体—外来流体反应(3)润湿性反转6、生物损害：(1)分泌聚合物、(2)腐蚀损害、(3)流体酸性化7、热力损害：(1)矿物溶解、(2)矿物转化、(3)润湿性变化8、物理作用损害指钻井、完井、压井、增产措施中设备和工作液直接与地层发生物理变化造成的渗透率下降第五章钻井完井保护油气层技术1、钻井过程油气层损害原因(1)钻井液固相颗粒堵塞油气层(2)钻井液滤液与油气层岩石不配伍(3)钻井液滤液与油气层流体不配伍(4)界面现象和相渗透率损害(5)负压剧烈变化造成的损害2、控制损害的钻井工程因素(1)压差：滤失、漏失(2)浸泡时间(3)环空返速高，滤失量增大，损害加剧(4)钻井液体系与性能3、完井液从钻开油气层到正式投产前用于井眼流体。一般把井上作业期间任何接触生产层的流体都叫完井液4、对钻井完井液的要求(1)控制储层流体压力，保持正常钻进(2)满足工程要求的流变性(3)稳定井壁，改善滤饼，防止各种复杂问题(4)具有保护油层性质(5)其它性质包括在对完井液要求的范围内5、保护油气层钻井技术措施(1)建立四个压力剖面，为井身结构和钻井液密度设计提供科学根据(2)确定合理的井身结构是实现近平衡压力钻井的基本保证(3)实现近平衡钻井，控制油气层的压差处于安全的最低值(4)近平衡压力钻井，井内钻井液静液柱压力略高于孔隙压力(5)降低浸泡时间(6)搞好中途测试(7)搞好井控，防止井喷井漏6、屏蔽暂堵技术在钻井完井液中添加适当数量与大小的固相颗粒，以便在钻开油气层后能快速有效地在油气井近井壁带形成致密的桥堵带，从而防止钻井完井液固相颗粒与滤液继续侵入地层，然后通过射孔等完井方式打开屏蔽环。这种保护油气层的技术称屏蔽暂堵钻井完井液技术。7、水泥浆对油气层的损害(1)水泥浆固相颗粒损害(2)水泥浆滤液进入地层导致的损害8、保护油气层的固井技术(1)提高固井质量改善水泥浆性能(2)合理压差固井(3)提高顶替效率(4)防止水泥浆失重引起环空窜流。(5)推广应用注水泥计算机辅助设计软件。(6)降低水泥浆失水量(7)采用屏蔽暂堵钻井液技术第六章完井过程中的保护油气层技术1、目前国内外主要采用的完井方式有：射孔完井、裸眼完井、砾石充填完井等，2、射孔完井方式能有效地封隔含水夹层，易塌夹层、气顶和底水；能完全分隔和选择性地射开不同压力、不同物性的油气层，避免层间干扰；具备实施分层注、采及选择性增产措施的条件，此外也可防止井壁垮塌3、裸眼完井最主要的特点是油气层完全裸露，因而具有最大的渗流而积，油气井的产能较高，但这种完井方式不能阻挡油层出砂、不能避免层间干扰、也不能有效地实施分层注水和分层措施等作业。因此，主要是在岩性坚硬、井壁稳定、无气顶或底水、无含水夹层的块状碳酸盐岩或硬质砂岩油藏，以及层问差异不大的层状油藏中使用4、砾石充填完井是最有效的早期防砂完井方式，主要用于胶结疏松、易出砂的砂岩油藏，特别是稠油砂岩油藏。砾石充填完井有裸眼砾石充填完井和套管砾石充填完井之分，它们各自的适用条件除了岩性胶结疏松以外，分别与裸眼完井和射孔完井相同5、选择完井方式时，应考虑油气藏类型、油气层特性和工程技术及措施要求三方面的因素6、射孔作业储层损害(1)钻井过程遗留的地层损害(2)汇流产生的附加阻力(3)射孔孔眼部位的压实损害(4)部分孔眼的堵塞(5)射孔液的损害7、射孔液损害机理(1)射孔液固相损害：外部固相(在ΔP影响下)及储层微粒损害(2)滤液的损害：粘土水化膨胀、剥落及运移，化学沉淀及结垢(3)水锁损害、乳状液堵塞、润湿性反转、聚合物吸附及滞留8、负压差射孔可以使射孔孔眼得到“瞬时”冲洗，形成完全清洁畅通的孔道；可以避免射孔液对油气层的损害。负压差射孔可以免去诱导油流工序，甚至也可以免去解堵酸化投产工序。因此，负压差射孔是一种保护油气层、提高产能、降低成本的完井方式8、保护油气层的射孔完井技术(1)正压差射孔的保护油气层技术(2)负压差射孔的保护油气层杖术(3)保护油气层的射孔液(4)射孔参数优化设计第七章开发生产油气层保护技术1、开发生产油气层损害特点(1)损害周期长——可达油气田整个生命期(2)损害范围大——井间任何部位(3)损害复杂性——设备多、工艺流程长(4)损害叠加性——系列过程损害叠加(5)损害累积性——使某些微弱的损害强化3、注水损害机理(1)注入水与地层岩石不配伍(2)注入水与地层流体不配伍(3)注入水水质太差4、严格控制注入水水质(1)控制悬浮固体浓度与粒径(2)控制腐蚀性介质(3)控制含油量(4)控制细菌含量(5)控制水垢的形成第八章油气层损害的矿产评价技术1、原油从油层流人井筒时，在这里会产生一个附加压降，这种现象叫做表皮效应。2、把反映表皮效应的这个附加压ΔP无因次化，得到无因次附加压降，称为表皮系数，用S表示。3、产能比(PR)：油层损害后与损害前的产量比4、产率比(PRJ)：油层损害后与损害前的产率（采油指数）比。采油指数：单位生产压差下的产量5、完善系数(PF)：当井的产量恒定时，理想井的生产压差与实际井地生产压差之比。6、条件比(CR)：同一生产井由稳定试井和不稳定试井求出的渗透率之比。7、堵塞比(DR)：理想采油指数Jt与实际采油指数Ja之比。8油气层损害的矿产评价与室内评价的区别矿场评价的目的是确定油气层技术措施现场应用后是否损害油气层以及油气层损害程度；