【精品】保护储层技术（可编辑.ppt

《【精品】保护储层技术（可编辑.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《【精品】保护储层技术（可编辑.ppt（86页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、保护储层技术联系方式联系方式 保护储层技术保护储层技术l保护储层技术是一项多专业、多学科的保护储层技术是一项多专业、多学科的综合配套技术，简单地讲就是在油气层综合配套技术，简单地讲就是在油气层勘探开发中防止储层伤害，低成本高效勘探开发中防止储层伤害，低成本高效率地勘探开发油气层的系列技术率地勘探开发油气层的系列技术。l特点：新技术、专业综合课特点：新技术、专业综合课保护油气层技术保护油气层技术 徐同台徐同台 等编著等编著 石油工业出版社石油工业出版社2010年年主要教学参考书主要教学参考书1 1、保护储集层技术保护储集层技术，张绍槐、罗平亚编著，张绍槐、罗平亚编著，石油工业出版社出版，石油工业

2、出版社出版，19931993年年5 5月月2 2、油气田地质特征与钻井液技术油气田地质特征与钻井液技术，徐同台，徐同台主编，石油工业出版社出版，主编，石油工业出版社出版，19981998年年7 7月月 1、了解保护储层技术在石油天然气勘探开发中的、了解保护储层技术在石油天然气勘探开发中的重要性、必要性和紧迫性；重要性、必要性和紧迫性；2、掌握保护储层技术的主要技术思路、分析研究、掌握保护储层技术的主要技术思路、分析研究及应用方法；及应用方法；3、掌握保护储层技术的基本原理、主要技术内容、掌握保护储层技术的基本原理、主要技术内容、主要实验内容；主要实验内容；4、将保护储层技术和所学的专业知识有机

3、融合，、将保护储层技术和所学的专业知识有机融合，并在实践中应用。并在实践中应用。1、作业：、作业：2-4次；次；2、课堂教学：、课堂教学：28-30学时；学时；3、实验教学：、实验教学：2-4学时，认识实验；学时，认识实验；4、考试资格：、考试资格：作业作业：大部分完成（无抄袭）：大部分完成（无抄袭）实验：参加并完成实验报告实验：参加并完成实验报告 课堂教学：课堂教学：24学时以上学时以上 一、保护储层技术的概念与基本内容一、保护储层技术的概念与基本内容二、保护储层技术发展概况二、保护储层技术发展概况三、保护储层技术现场应用及效益三、保护储层技术现场应用及效益四、几个基本概念四、几个基本概念

4、一、保护储层技术概述一、保护储层技术概述l保护储层技术是一项多专业、多学科的保护储层技术是一项多专业、多学科的综合配套技术，简单地讲就是在油气层综合配套技术，简单地讲就是在油气层勘探开发中防止储层伤害，低成本高效勘探开发中防止储层伤害，低成本高效率地勘探开发油气层的系列技术率地勘探开发油气层的系列技术。几个重要的概念几个重要的概念l储层、储集层、油层、油气层储层、储集层、油层、油气层凡是能够储集石油和天然气等，并在其中流凡是能够储集石油和天然气等，并在其中流动的岩层称为储集层。动的岩层称为储集层。（reservoir,gas or oil bearing reservoir）l地层损害、地层污

5、染、油气层污染、地层损害、地层污染、油气层污染、油油(气气)层伤害层伤害（formation damage)当钻井、完井、采油、增产、修井等当钻井、完井、采油、增产、修井等各种作业时，在储集层近井壁带造成各种作业时，在储集层近井壁带造成流体产出或注入自然能力下降的现象流体产出或注入自然能力下降的现象 l保护油气层技术、保护储保护油气层技术、保护储(集集)层技术、层技术、防止地层污染技术防止地层污染技术保护储层技术是一项多因素多学科的综保护储层技术是一项多因素多学科的综合配套技术，简单地讲就是在油气层勘合配套技术，简单地讲就是在油气层勘探开发中防止储层伤害，低成本高效率探开发中防止储层伤害，低成

6、本高效率地勘探开发油气层的系列技术地勘探开发油气层的系列技术。地层损害导致的危害地层损害导致的危害降低产能与产量，影响试油与测井资料解释降低产能与产量，影响试油与测井资料解释的正确性，严重时导致误诊、漏掉油气层，的正确性，严重时导致误诊、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。理制定开发方案。增加试油、酸化、压裂、解堵、修井等井下增加试油、酸化、压裂、解堵、修井等井下作业的工作量，增加油气生产成本。作业的工作量，增加油气生产成本。影响最终采收率。影响最终采收率。消除地层损害的技术措施成本高、作用效果消除地层损害的技术措施成本高、作

7、用效果有限。有限。例例：用有效井眼半径表示地层损害程度：用有效井眼半径表示地层损害程度假设试井参数的有效井眼半径为假设试井参数的有效井眼半径为rw，井眼半径为，井眼半径为rw,则则 rw=rw*e-s，进一步假设，进一步假设，rw=15.24cm，s=19.78则有则有 rw=39.01 10-9cm 用有效半径表示地层损害程度 对比对比项目情况Kd/K0表皮系数井眼半径rw有效井眼半径rw分析对比地层损害1/1019.7815.2439.01*10-9有效半径只有原来的近亿分之一，可见产油气相当困难酸化改造1/10-1.9815.24110有效半径比原来最大7.2倍，虽有所最大，但改善的程度

8、有限例例：江汉油田王平一井：江汉油田王平一井 该该井井目目的的层层为为江江汉汉特特有有的的盐盐间间非非砂砂岩岩地地层层。储储层层裂裂隙隙发发育育、岩岩石石矿矿物物成成份份复复杂杂，钻钻井井过过程程中中泥泥浆浆伤伤害害油油气气层层严严重重，该该井井投投产产后后日日产产3-303-30吨吨，但但产产量量迅迅速速下下降降，通通过过土土酸酸酸酸化化、冲冲检检作作业业产产量量才才有有所所恢恢复复，酸酸化化冲冲洗洗作作业业过过程程中中返返出出了了大大量量的的泥泥浆浆、重重晶晶石石，表表明明钻钻井井完完井井过过程程中中储储层层受受到到了了严严重的污染损害。重的污染损害。保护储层的重要性保护储层的重要性勘勘探

9、探过过程程中中，保保护护油油气气层层工工作作的的好好坏坏直直接接关关系系到到能能否否及及时时发发现现新新的的油油气气层层，油油气田和对储量的正确评价。气田和对储量的正确评价。保保护护油油气气层层有有利利于于油油气气井井产产量量及及油油气气田田开发经济效益的提高。开发经济效益的提高。油油田田开开发发生生产产各各项项作作业业中中，搞搞好好保保护护油油气层有利于油气井的稳产和增产。气层有利于油气井的稳产和增产。保护储层技术的特点保护储层技术的特点1、系统性、系统性保保护护油油气气层层技技术术是是一一项项涉涉及及多多学学科科、多多部部门门的的系系统统工工程程技术。技术。认认识识储储集集层层和和保保护护

10、储储集集层层和和开开发发（含含改改造造）储储集集层层要要注注意以下四个方面：意以下四个方面：认识储集层、保护储集层和开发改造储集层都是一项系统工程认识储集层、保护储集层和开发改造储集层都是一项系统工程各各个个作作业业环环节节都都存存在在地地层层损损害害，因因此此保保护护油油气气层层技技术术要要互互相相配配合合，按系统工程进行整体优化；按系统工程进行整体优化；储集层损害的诊断、预防和处理、改造也是一项系统工程；储集层损害的诊断、预防和处理、改造也是一项系统工程；保护油气层的技术和经济效益也是一项系统工程。保护油气层的技术和经济效益也是一项系统工程。2、针对性、针对性保护油气层技术的针对性很强保护

11、油气层技术的针对性很强。储储层层特特征征不不同同（储储层层岩岩石石、矿矿物物组组成成、物物性性特征、流体性质等）特征、流体性质等）作业特征及其开发方式不同作业特征及其开发方式不同储层产能不同储层产能不同3、高效性、高效性保护油气层技术是一项少投入、多产出的新技术。保护油气层技术是一项少投入、多产出的新技术。保护储层单井投入相对较低保护储层单井投入相对较低实实施施保保护护技技术术后后对对于于一一个个高高产产井井每每提提高高的的产产量量就意味着巨大的经济效益；就意味着巨大的经济效益；降低生产井改造成本；降低生产井改造成本；延长油气井生产寿命；延长油气井生产寿命；提高油气田最终采收率；提高油气田最终

12、采收率；提高注水井注水效益，降低其成本。提高注水井注水效益，降低其成本。l岩心分析和储层特征研究岩心分析和储层特征研究l油气层损害的室内评价油气层损害的室内评价l损害机理诊断（潜在或已经发生）损害机理诊断（潜在或已经发生）l保护油气层钻井技术保护油气层钻井技术l保护油气层固井技术保护油气层固井技术l保护油气层完井、投产技术保护油气层完井、投产技术l油气田开发生产中的保护技术油气田开发生产中的保护技术l油气层损害的矿场评价技术油气层损害的矿场评价技术l油气层损害诊断与控制的软件系统油气层损害诊断与控制的软件系统主要研究内容主要研究内容主要研究内容主要研究内容n岩心分析和储层特征研究技术岩心分析和

13、储层特征研究技术 常常规规岩岩心心分分析析技技术术：常常规规岩岩心心分分析析、X-X-衍衍射射分分析析、扫描电镜分析、薄片分析、毛管压力分析扫描电镜分析、薄片分析、毛管压力分析油气水分析油气水分析特特 殊殊 岩岩 心心 分分 析析 技技 术术：微微 模模 型型 可可 见见 技技 术术、CT(Computerized CT(Computerized Tomograph)Tomograph)、核核磁磁共共振振扫扫描描成成象象技术技术NMRI(Nuclear Magnetic Resonance Imaging)NMRI(Nuclear Magnetic Resonance Imaging)分分析析

14、手手段段资料收集、岩心观察资料收集、岩心观察宏观描述，裂缝宏观描述，裂缝普通岩心分析普通岩心分析孔隙度、渗透率、饱和度、薄片分孔隙度、渗透率、饱和度、薄片分析、析、SEM、XRD、化学分析、能谱、化学分析、能谱/电子探针、压汞毛电子探针、压汞毛管压力曲线测定管压力曲线测定特殊岩心分析特殊岩心分析流体性质流体性质目的目的物性、孔喉、结构和矿物物性、孔喉、结构和矿物内部环境和外部环境内部环境和外部环境潜在损害问题分析和预测潜在损害问题分析和预测n岩心分析和储层特征研究技术岩心分析和储层特征研究技术n岩心分析和储层特征研究技术岩心分析和储层特征研究技术研究储层特征及研究储层特征及其潜在地层损害其潜在

15、地层损害因素因素储层岩性储层岩性储层物性储层物性储层孔隙孔喉储层孔隙孔喉储层流体储层流体储层温度压力储层温度压力储层特征分析研究技术储层特征分析研究技术n油气层损害的室内评价油气层损害的室内评价静态、动态敏感性实验静态、动态敏感性实验油（水）油（水）速敏、速敏、水敏、盐水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力敏感敏、碱敏、酸敏、应力敏感正反向流动实验正反向流动实验体积流量评价体积流量评价系列流体渗透率评价系列流体渗透率评价酸液评价酸液评价润湿性评价润湿性评价相对渗透率相对渗透率离心机法毛管压力曲线快速评价离心机法毛管压力曲线快速评价n 损损 害害 机机 理理 诊诊 断断 （潜在或已经发生）（潜在或已经发生

16、）岩心组成、结构、物性分析、潜在问题岩心组成、结构、物性分析、潜在问题作业环节、施工条件、工作流体性质调查作业环节、施工条件、工作流体性质调查中途测试、测井、完井测试（试油）分析中途测试、测井、完井测试（试油）分析模拟实际工况下流体模拟实际工况下流体岩石相互作用岩石相互作用实验岩心的代表性实验岩心的代表性损害机理损害机理n 钻井过程中的损害钻井过程中的损害损害类型损害类型固相颗粒侵入固相颗粒侵入粘土矿物水化、去水化粘土矿物水化、去水化水敏、盐敏、碱敏水敏、盐敏、碱敏毛细管作用毛细管作用水锁、乳水锁、乳化堵塞、润湿反转化堵塞、润湿反转化学沉淀化学沉淀微粒运移微粒运移处理剂吸附处理剂吸附井喷、井漏

17、、井塌井喷、井漏、井塌影响损害的工艺因素影响损害的工艺因素压差压差P浸泡时间浸泡时间环空流速和流态环空流速和流态泥浆体系及性能泥浆体系及性能 固相含量固相含量 粒子级配粒子级配 液相与地层流体配伍性液相与地层流体配伍性 液相与储层岩石配伍性液相与储层岩石配伍性 处理剂性质处理剂性质n保护油气层钻井技术保护油气层钻井技术选用与油气层相配伍的钻完井液选用与油气层相配伍的钻完井液 水基、油基、气体类水基、油基、气体类降低压差，实现近平衡钻井降低压差，实现近平衡钻井 孔隙、破裂、坍塌压力和地应力剖面孔隙、破裂、坍塌压力和地应力剖面 合理井身结构，裸眼段处于同一压力系统合理井身结构，裸眼段处于同一压力系

18、统缩短浸泡时间缩短浸泡时间搞好中途测试搞好中途测试防止井喷、井漏、井塌等复杂情况防止井喷、井漏、井塌等复杂情况n 固井作业中的损害固井作业中的损害固井质量问题固井质量问题 油气水层相互干扰和窜流油气水层相互干扰和窜流 注入流体在各层中窜流注入流体在各层中窜流 油气窜入非产层油气窜入非产层固相侵入固相侵入液相侵入液相侵入水泥浆过早固结，井漏水泥浆过早固结，井漏n保护油气层固井技术保护油气层固井技术提高固井质量改善水泥浆性能选用合理密度，控制压差，防油气侵和井漏提高顶替效率防水泥浆失重引起环空窜流推广应用注水泥设计软件降低水泥浆滤失量小于250ml钻井采用屏蔽暂堵技术n保护油气层完井技术保护油气层

19、完井技术完井方式射孔完井裸眼完成割缝衬管砾石充填油气藏地质特性工程措施及开发要求n保护油气层的射孔完井技术保护油气层的射孔完井技术损 害 因 素成孔过程损害固相堵塞射孔参数不合理射孔压差不当压持效应射孔液损害 保 护 技 术负压差射孔，确定合理负压值配伍的优质射孔液射孔参数优化设计与屏蔽暂堵技术配套实施n保护油气层试油技术保护油气层试油技术 损害表现频繁起下管柱，增加压井机会工序配合不紧凑，延长压井时间压井液性能不良 保护技术采用多功能管柱射孔和测试联作射孔和有杆泵生产联作各工序配合紧凑，缩短压井等候时间采用优质压井液n保护油气层酸化技术保护油气层酸化技术 损 害 方 式酸渣生成水敏溶解胶结物

20、，出砂微粒运移液锁Fe(OH)3,CaF2沉淀二次沉淀前置液损害外加剂损害固相侵入 保 护 措 施抗酸渣剂、前置液控制滤失，加粘土稳定剂优选配方控制注入排量和反排速度防乳化预处理，铁螯合剂预处理配伍性，加互溶剂筛选处理剂工作液严格过滤n保护油气层压裂技术保护油气层压裂技术损害方式液锁压裂液残渣水敏乳化固相侵入 保 护 措 施降低油水界面张力，注气，热处理优选压裂液加粘土稳定剂防乳化剂严格过滤n 开发生产中的损害特点开发生产中的损害特点l油气藏动态性油气藏动态性流体、物性、岩性、应力流体、物性、岩性、应力l损害周期长损害周期长可达油气田整个生命期可达油气田整个生命期l损害范围大损害范围大井间任何

21、部位井间任何部位l损害复杂性损害复杂性设备多、工艺流程长设备多、工艺流程长l损害叠加性损害叠加性系列过程损害叠加系列过程损害叠加l损害累积性损害累积性使某些微弱的损害强化使某些微弱的损害强化n开发生产中的保护技术开发生产中的保护技术l注水过程中的保护技术注水过程中的保护技术l混相驱过程中的保护技术混相驱过程中的保护技术l注蒸汽过程中的保护技术注蒸汽过程中的保护技术l聚合物驱过程中的保护技术聚合物驱过程中的保护技术lASP复合驱过程中的保护技术复合驱过程中的保护技术l采气过程中的保护技术采气过程中的保护技术n油气层损害的矿场评价技术油气层损害的矿场评价技术l目目 的的l评价损害程度评价损害程度l

22、求取有效渗透率求取有效渗透率l应应 用用 方方 面面l及时发现及时发现l正确评价正确评价l判定损害原因和作业环节判定损害原因和作业环节l为解除损害提供依据为解除损害提供依据n油气层损害的矿场评价技术油气层损害的矿场评价技术试井评价试井评价l试井资料分析试井资料分析l常规试井常规试井l现代试井现代试井l产量递减分析产量递减分析l注入能力递减分析注入能力递减分析l表皮系数表皮系数测井评价测井评价l时间推移测井时间推移测井l深浅双测向测井和微深浅双测向测井和微球形聚焦测井球形聚焦测井l统计回归分析统计回归分析n表皮系数（表皮系数（S）油气藏类型油气藏类型 损损 害害 自然状态自然状态 强强 化化孔隙

23、性均质孔隙性均质 0 0 0裂缝性非均质裂缝性非均质 -3 -3 -3对于均质油气藏对于均质油气藏 S=02 210 10 轻微轻微 较严重较严重 严重严重n油气层损害诊断油气层损害诊断 与控制的软件系统与控制的软件系统l保护油气层技术数据库保护油气层技术数据库l敏感性预测软件敏感性预测软件l实验结果处理软件实验结果处理软件l损害模拟软件损害模拟软件l伤害源分析系统伤害源分析系统l工作液设计软件工作液设计软件l试井分析集成软件试井分析集成软件l优化射孔软件优化射孔软件l直井、水平井产能预直井、水平井产能预测软件测软件l欠平衡钻井设计软件欠平衡钻井设计软件保护储层技术的研究方法保护储层技术的研究

24、方法（技术思路）（技术思路）1、分分析析所所研研究究储储层层的的岩岩石石和和流流体体特特性性，以以此此为为依依据据来来研研究究该该油油气气层层的的潜潜在在损损害害因因素素与机理。（与机理。（潜在损害因素分析潜在损害因素分析）2、收收集集现现场场资资料料，开开展展室室内内试试验验，分分析析研研究究每每组组油油气气层层在在各各项项作作业业过过程程中中潜潜在在损损害害因素被诱发的原因、过程及防治措施因素被诱发的原因、过程及防治措施。（损害机理分析、防护措施研究损害机理分析、防护措施研究）3、按按照照系系统统工工程程研研究究各各项项作作业业中中所所选选择择的的保保护护油油气气层层技技术术措措施施的的可

25、可行行性性与与经经济济上上的的合合理理性性，通通过过综综合合研研究究配配套套形形成成系系列列，纳纳入入钻钻井井、完完井井与与开开发发方方案案设设计计及及每每一一项项作作业的具体设计中。业的具体设计中。（实施技术研究、方案设计、现场试验实施技术研究、方案设计、现场试验）4、各各项项作作业业结结束束后后进进行行诊诊断断与与测测试试，获获取取油油气气层层损损害害程程度度并并评评价价保保护护油油气气层层的的效效果果和和经经济济效效益益。然然后后反反馈馈给给有有关关部部门门，视视情情况况决决定定是是否否继继续续研研究究改改进进措措施施或或补补救救措措施施。（效果检测与评价、推广应用效果检测与评价、推广应

26、用）5、计算机预测、诊断、评价和动态模拟。、计算机预测、诊断、评价和动态模拟。储层特征储层特征储层潜在储层潜在损害因素损害因素诱发因素诱发因素 地层损害机理、原因及程度地层损害机理、原因及程度 保护油气层技术保护油气层技术 现场试验现场试验 推广应用推广应用基本原则基本原则1、以预防为主，解堵为辅。、以预防为主，解堵为辅。地层损害常常是不可逆的地层损害常常是不可逆的解堵排污困难、成本高、效果差解堵排污困难、成本高、效果差2、尽尽可可能能不不让让入入井井流流体体进进入入或或少少进进入入油油气气层。层。入入井井流流体体进进入入后后可可能能造造成成地地层层岩岩石石或或流流体体复复杂杂的的物物理化学变

27、化，理化学变化，入井流体返排常常困难入井流体返排常常困难3、进入的流体应与储层岩石或流体配伍。、进入的流体应与储层岩石或流体配伍。4、系统实施保护油气层技术。系统实施保护油气层技术。防止保护油气层的效果因后期作业而前功尽弃防止保护油气层的效果因后期作业而前功尽弃5、优优选选各各项项保保护护油油气气层层技技术术时时，注注意意技技术术的的先先进进性性、有有效效性性、经经济济性性和和可可行行性。性。二、保护储层技术的发展概况二、保护储层技术的发展概况四个阶段：四个阶段：第一阶段第一阶段1960年前年前-概念形成阶段概念形成阶段 国国外外已已开开展展防防止止地地层层损损害害技技术术和和研研究究，并并在

28、在生产中有所应用。生产中有所应用。50年代川中会战年代川中会战,60年代大庆会战年代大庆会战国外研究历程国外研究历程Fancher(1933)Fancher(1933)实验发现实验发现K K空气与空气与K K水不一致水不一致Johnson and Beeson(1945)Johnson and Beeson(1945)发现发现K K淡水与淡水与K K盐水也不一样，受粘盐水也不一样，受粘土含量和蒙脱石含量控制土含量和蒙脱石含量控制Monagan et al(1959)Monagan et al(1959)提出地层损害的概念，如何恢复淡水损提出地层损害的概念，如何恢复淡水损害的渗透性，防止淡水与粘

29、土作用害的渗透性，防止淡水与粘土作用Jonnes(1964)Jonnes(1964)发现高矿化度变化为淡水产生土锁发现高矿化度变化为淡水产生土锁(clay(clay blocking)blocking)Land and Baptist(1965)Land and Baptist(1965)数百块岩心实验未能建立蒙脱石与水数百块岩心实验未能建立蒙脱石与水敏损害程度的关系，敏损害程度的关系，表明粘土膨胀不是产生水敏的主要原因表明粘土膨胀不是产生水敏的主要原因Mungan(1965)Mungan(1965)揭示不含膨胀性粘土的地层也照样会发生损害，揭示不含膨胀性粘土的地层也照样会发生损害，且还会由且

30、还会由p pH H值的变化引起值的变化引起提出诊断水敏性的配套分析技术，包括流动实提出诊断水敏性的配套分析技术，包括流动实验、验、XRDXRD、膨胀实验、显微镜观察粘土矿物分布、膨胀实验、显微镜观察粘土矿物分布国内研究历程国内研究历程l50年代川中会战，提出钻井液密度不宜过高年代川中会战，提出钻井液密度不宜过高l60年代大庆会战，严格要求打开油气层钻井液的年代大庆会战，严格要求打开油气层钻井液的密度和滤失量密度和滤失量 二、储层保护技术的发展概况二、储层保护技术的发展概况第二阶段第二阶段1960-1980年年-初步研究阶段初步研究阶段 我我国国石石油油业业开开始始注注意意地地层层损损害害问问题

31、题，并并有有所所应用。长庆油田岩心分析与储层敏感性分析应用。长庆油田岩心分析与储层敏感性分析l扫描电镜的应用，研究粘土矿物的产状扫描电镜的应用，研究粘土矿物的产状l进一步明确微粒分散进一步明确微粒分散/运移的普遍性运移的普遍性l实验直观显示微粒移位（脱落）、运移、沉实验直观显示微粒移位（脱落）、运移、沉积、堵塞过程，理论阐明机理积、堵塞过程，理论阐明机理l如何控制微粒运移发生是有商业前景的技术：如何控制微粒运移发生是有商业前景的技术：研制粘土稳定剂研制粘土稳定剂l19741974年始，年始，SPESPE召开专题会议召开专题会议l观念更新：损害后补救观念更新：损害后补救预防损害预防损害 二、储层

32、保护技术的发展概况二、储层保护技术的发展概况第三阶段第三阶段1980-1990年年-国内系统研究阶段国内系统研究阶段 我国开始全面系统研究地层损害机理及防止污染我国开始全面系统研究地层损害机理及防止污染技术。技术。两个重要标志：两个重要标志：-国家国家75重点科研项目的建立与攻关：重点科研项目的建立与攻关：保护油气层防止污染的钻井、完井技术研究保护油气层防止污染的钻井、完井技术研究 -1989年，联合国计划开发署（年，联合国计划开发署（UNDP)援建的援建的油气井完井技术中心（油气井完井技术中心（CWCT/SWPI)正式成立。正式成立。油井完井技术中心油井完井技术中心l国内外著名的唯一的专门从

33、事保护油气层和完井国内外著名的唯一的专门从事保护油气层和完井技术科学研究、技术培训、技术服务的中心，国技术科学研究、技术培训、技术服务的中心，国内外著名的一流的保护油气层技术权威机构和技内外著名的一流的保护油气层技术权威机构和技术原创性科技研究中心。术原创性科技研究中心。l先后承担了国内外各种重大保护油气层项目先后承担了国内外各种重大保护油气层项目100多项，先后获得国家级、省部级及校局级成果多项，先后获得国家级、省部级及校局级成果500多项，专著、论文计几百篇部。多项，专著、论文计几百篇部。l在国内外在国内外20多个油田或公司进行过技术合作和和多个油田或公司进行过技术合作和和技术服务，培养国

34、内外保护油气层技术专门人才技术服务，培养国内外保护油气层技术专门人才20000名以上。名以上。电镜电镜电镜电镜/能谱能谱能谱能谱岩矿定性组份、微观结构、液体作用动态变化岩矿定性组份、微观结构、液体作用动态变化岩矿定性组份、微观结构、液体作用动态变化岩矿定性组份、微观结构、液体作用动态变化完井中心部分实验设备完井中心部分实验设备图像分析仪图像分析仪图像分析仪图像分析仪岩矿组份、结构、孔喉结构、成岩作用岩矿组份、结构、孔喉结构、成岩作用岩矿组份、结构、孔喉结构、成岩作用岩矿组份、结构、孔喉结构、成岩作用完井中心部分实验设备完井中心部分实验设备X X射线衍射射线衍射射线衍射射线衍射岩矿组份、粘土矿物

35、、晶体结构变化岩矿组份、粘土矿物、晶体结构变化岩矿组份、粘土矿物、晶体结构变化岩矿组份、粘土矿物、晶体结构变化完井中心部分实验设备完井中心部分实验设备完井中心部分实验设备完井中心部分实验设备裂缝扫描仪（自制）裂缝扫描仪（自制）裂缝扫描仪（自制）裂缝扫描仪（自制）开度、导流能力、应力敏感性、渗透率贡献开度、导流能力、应力敏感性、渗透率贡献开度、导流能力、应力敏感性、渗透率贡献开度、导流能力、应力敏感性、渗透率贡献激光粒度仪激光粒度仪激光粒度仪激光粒度仪分析有害固相、设计合理固分析有害固相、设计合理固分析有害固相、设计合理固分析有害固相、设计合理固相粒度级配与浓度相粒度级配与浓度相粒度级配与浓度相

36、粒度级配与浓度液相组份与性质液相组份与性质液相组份与性质液相组份与性质分析有害组份与不合理性分析有害组份与不合理性分析有害组份与不合理性分析有害组份与不合理性质，优化工作液质，优化工作液质，优化工作液质，优化工作液完井中心部分实验设备完井中心部分实验设备HTHPHTHP动态损害仪（自制）动态损害仪（自制）动态损害仪（自制）动态损害仪（自制）模拟工况下评价完井液损害的模拟工况下评价完井液损害的模拟工况下评价完井液损害的模拟工况下评价完井液损害的岩心动态流动实验岩心动态流动实验岩心动态流动实验岩心动态流动实验固相损害实验固相损害实验固相损害实验固相损害实验(自配自配自配自配)可视性分析固相颗粒的损

37、害可视性分析固相颗粒的损害可视性分析固相颗粒的损害可视性分析固相颗粒的损害程度，优化工作液程度，优化工作液程度，优化工作液程度，优化工作液完井中心部分实验设备完井中心部分实验设备低密度压井液（修井液）低密度压井液（修井液）低密度压井液（修井液）低密度压井液（修井液）试验装置（自制）试验装置（自制）试验装置（自制）试验装置（自制）裂缝损害评价装置（自制）裂缝损害评价装置（自制）裂缝损害评价装置（自制）裂缝损害评价装置（自制）完井中心部分实验设备完井中心部分实验设备HTHPHTHP酸化解堵评价仪（自制）酸化解堵评价仪（自制）酸化解堵评价仪（自制）酸化解堵评价仪（自制）HTHPHTHP完井液损害评价

38、仪（自制）完井液损害评价仪（自制）完井液损害评价仪（自制）完井液损害评价仪（自制）完井中心部分实验设备完井中心部分实验设备国外研究：国外研究：l实验技术：薄片分析、实验技术：薄片分析、X-X-射线衍射、射线衍射、XRDXRD小角散小角散射、扫描电镜、背散射技术（射、扫描电镜、背散射技术（BSDBSD）、高分辨率透）、高分辨率透射电镜射电镜CT-CT-扫描、扫描、NMRNMR、环境扫描电镜、原子力显、环境扫描电镜、原子力显微镜（微镜（AFMAFM）l损害机理：分散损害机理：分散/运移、结构膨胀、云母蚀变、运移、结构膨胀、云母蚀变、差异溶解、微结构破坏差异溶解、微结构破坏l诊断与控制技术：暂堵概念

39、和技术、粘土稳定剂、诊断与控制技术：暂堵概念和技术、粘土稳定剂、欠平衡钻井、人造油基泥浆、欠平衡钻井、人造油基泥浆、MMHMMHl技术观点：井壁稳定与油气层保护统一，保护与技术观点：井壁稳定与油气层保护统一，保护与改造相统一，多学科合作改造相统一，多学科合作l19981998年欧洲地层损害专题会议年欧洲地层损害专题会议 第四个阶段第四个阶段1990年以来年以来-推广应用及新技术研究阶段推广应用及新技术研究阶段 全面推广应用保护储集层技术，并取得明显全面推广应用保护储集层技术，并取得明显的经济效益。的经济效益。1、保护储集层技术保护储集层技术的正式出版；的正式出版；2、吐哈三间房保护油气层技术系

40、统应用技、吐哈三间房保护油气层技术系统应用技术研究；术研究；3、河南油田下二门保护油气层技术研究。、河南油田下二门保护油气层技术研究。三、保护储层技术三、保护储层技术 的现场应用及效益的现场应用及效益l应用范围应用范围：已应用于石油勘探开发的各个技术环节，尤已应用于石油勘探开发的各个技术环节，尤其是保护油气层的各种钻井完井液技术。其是保护油气层的各种钻井完井液技术。钻井钻井 以屏蔽暂堵钻井完井液为特色，以相应的钻井以屏蔽暂堵钻井完井液为特色，以相应的钻井完井工艺措施为辅助完井工艺措施为辅助完井完井 优化射孔技术、试油射孔液、完井液技术，优化射孔技术、试油射孔液、完井液技术，修井、洗井液技术、酸

41、化、压裂修井、洗井液技术、酸化、压裂 过程中的保护油气过程中的保护油气层技术层技术 采油采油 采油生产过程中的保护油气层技术、采油生产过程中的保护油气层技术、提高采收率（蒸汽驱、表面活性剂驱）作业提高采收率（蒸汽驱、表面活性剂驱）作业中的保护油气层技术、修井洗井过程中的保中的保护油气层技术、修井洗井过程中的保护油气层技术护油气层技术 注水注水 注水井预处理技术、配伍性注水技术、注水井预处理技术、配伍性注水技术、梯度注水技术、水质控制与水质保证体系梯度注水技术、水质控制与水质保证体系l应用井数应用井数1992-2001年年 10000口口 （应用井）（应用井）1992-2003年年 西南石油大学

42、试验井西南石油大学试验井 1500口口熊汉桥参与的试验井：熊汉桥参与的试验井：300口口l88-91 20 口（华北、土哈）口（华北、土哈）l91-93 30口口 (南阳、辽河、渤海、中原）南阳、辽河、渤海、中原）l94-98 100口（塔里木、南阳、四川、滇黔贵、中原等）口（塔里木、南阳、四川、滇黔贵、中原等）l99-03 150 口口 （中石化华北、土哈、塔里木、江汉、南阳、（中石化华北、土哈、塔里木、江汉、南阳、塔里木、中原、四川等）塔里木、中原、四川等）l 效益效益 平均增产原油平均增产原油10-20%，直接经济效益直接经济效益 2亿元亿元/年年 成功应用实例成功应用实例成功应用实例成

43、功应用实例l吐哈油田（中低渗砂岩储层）吐哈油田（中低渗砂岩储层）l塔里木宝浪油田（中低、特低渗砂岩储层）塔里木宝浪油田（中低、特低渗砂岩储层）l塔里木依南油田（低渗特低渗裂缝性高压气藏）塔里木依南油田（低渗特低渗裂缝性高压气藏）l江汉建南气矿（特低渗裂缝低压气藏水平井）江汉建南气矿（特低渗裂缝低压气藏水平井）l长庆油田长庆油田l河南下二门油田深层系（低渗砂岩油气储层）河南下二门油田深层系（低渗砂岩油气储层）吐哈油田吐哈油田吐哈油田吐哈油田l试验形式：合作研究项目l时间：91-94l试验井：189口l效益：平均增产原油30.4%l获集团公司科技进步成果一等奖 宝浪油田宝浪油田宝浪油田宝浪油田试验

44、形式：合作研究项目试验形式：合作研究项目时间：时间：95-9895-98试验井：试验井：1212口口表皮系数表皮系数 5.17 -1.94采油指数平均提高采油指数平均提高106.4%建平井的成功应用建平井的成功应用l建平井建平井碳酸盐岩地层水平井（裂缝性地层）碳酸盐岩地层水平井（裂缝性地层）l创水平井段长度国内记录创水平井段长度国内记录水水平平井井井井段段长长度度1044.30m，创创国国内内最最长长记记录录l全井钻井完井液性能良好全井钻井完井液性能良好钻钻井井完完井井液液性性能能良良好好，钻钻进进顺顺利利，泥泥浆浆基基本无漏失，无卡钻等本无漏失，无卡钻等l油气显示正常油气显示正常钻开气层时显

45、示强，随后迅速变弱钻开气层时显示强，随后迅速变弱l油井产量喜人油井产量喜人无无阻阻流流量量46万万方方，稳稳定定产产量量21万万方方，是是邻邻井产量的井产量的10倍以上倍以上大牛地气田的成功应用大牛地气田的成功应用2000-2003年，鄂尔多斯大牛地气田研究、年，鄂尔多斯大牛地气田研究、推广应用了低孔特低渗储层保护技术，并推广应用了低孔特低渗储层保护技术，并取得了巨大的经济效益和勘探成果。受到取得了巨大的经济效益和勘探成果。受到了中石化高层的充分肯定和赞扬。了中石化高层的充分肯定和赞扬。大大15、16井等取得了无阻流量井等取得了无阻流量20万方的测万方的测试成果，是没有实施保护气层技术的试成果

46、，是没有实施保护气层技术的10倍倍以上。以上。四、几个基本概念回顾四、几个基本概念回顾1.1.孔隙度孔隙度孔隙度孔隙度 Porosity Porosity 定义:岩石孔隙体积与岩石视体积之比孔隙体积骨架颗粒2.2.岩石比表面积（岩石比表面积（岩石比表面积（岩石比表面积（Specific Surface Specific Surface Area of Rock Area of Rock）定义:单位体积岩石内孔隙的内表面积单位体积岩石内孔隙的内表面积孔隙内表面孔隙内表面骨架颗粒3.3.孔喉孔喉孔喉孔喉 Pore ThroatPore Throat定义定义:孔隙空间的狭窄部位或两个较大颗粒间的收缩

47、部分孔隙空间的狭窄部位或两个较大颗粒间的收缩部分孔隙空间的狭窄部位或两个较大颗粒间的收缩部分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隙孔喉4.4.饱和度饱和度饱和度饱和度 SaturationSaturation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。所占孔隙空间的份数来度量。所占孔隙空间的份数来度量。5 5.渗透率渗透率渗透率渗透率 PermeabilityPermeability定义定义:在一定压差

48、作用下，孔隙岩石允许流体通过的能力在一定压差作用下，孔隙岩石允许流体通过的能力在一定压差作用下，孔隙岩石允许流体通过的能力在一定压差作用下，孔隙岩石允许流体通过的能力 大小度量。大小度量。大小度量。大小度量。根据达西渗流定律根据达西渗流定律L LA AQ PQ P1 1Q PQ P2 2s sP P 6 6、绝对渗透率、绝对渗透率、绝对渗透率、绝对渗透率 Absolute PermeabilityAbsolute Permeability定义定义:单项流体在不与岩石发生任何物理和化学作用下的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渗透率?(Example Gas,Water,Oil)

49、?(Example Gas,Water,Oil)L LA AQ PQ P1 1Q PQ P2 2For GasFor Gas 气体状态方程气体状态方程 7 7、克氏渗透率、克氏渗透率、克氏渗透率、克氏渗透率(等效液体渗透率等效液体渗透率等效液体渗透率等效液体渗透率)Klinkenberg PermeabilityKlinkenberg Permeability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，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

50、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。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3 31 12 2K K不同气体不同压力下的渗透率GasGasFlow paternFlow paternLiquidLiquidFlow paternFlow paternb-b-克氏系数克氏系数 8 8、有效渗透率（相、有效渗透率（相、有效渗透率（相、有效渗透率（相 渗透率渗透率渗透率渗透率)Effective Effective PermeabilityPermeability定义定义:岩石中有多相流体共存时，允许其中单项流体通过岩石中有多相流体共存时，允许其中