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1、储集层保护技术 第一节第一节.油气层损害的油气层损害的定义及保护储集层的意义定义及保护储集层的意义 在钻井、完井、井下作业及油气田在钻井、完井、井下作业及油气田开采全过程中，造成油气层渗透率下降开采全过程中，造成油气层渗透率下降的现象通称为的现象通称为油气层损害。油气层损害。石油天然气勘探开发工作者，首先要石油天然气勘探开发工作者，首先要懂得保护储集层技术的重要性和必要性，懂得保护储集层技术的重要性和必要性，认识储集层被损坏的原因危害，明确保认识储集层被损坏的原因危害，明确保护储集层防止污染技术的基本概念。护储集层防止污染技术的基本概念。国内外大量的生产实践证明地层损害国内外大量的生产实践证明
2、地层损害 导致以下恶果：导致以下恶果：降降低低产产能能及及产产量量，影影响响试试井井与与测测井井资资料料解解释释的的正正确确性性，严严重重时时可可导导致致误误诊诊、漏漏掉掉油油气气层层甚甚至至“枪枪毙毙”油油气气层层，这这还还会会造造成成储储量量和和产产能能估估算算不不准准、影影响响合理制定开发方案等。合理制定开发方案等。增加试油、算化、压裂、解堵、修井等井下作业增加试油、算化、压裂、解堵、修井等井下作业的工作量因而提高油气生产成本；特别是在低油价的工作量因而提高油气生产成本；特别是在低油价时，如果井下作业费用过高就从经济上导致不能进时，如果井下作业费用过高就从经济上导致不能进行井下作业甚至被
3、迫停止油井生产。行井下作业甚至被迫停止油井生产。影响最终采收率，即损伤油气资源。任何一个国影响最终采收率，即损伤油气资源。任何一个国家，任何一个油气田，资源（即储量）总是有限的。家，任何一个油气田，资源（即储量）总是有限的。特别是任何一个油气田随着油气藏剩余储量的减少特别是任何一个油气田随着油气藏剩余储量的减少和勘探开发成本的增加，迟早要达到或接近临界盈和勘探开发成本的增加，迟早要达到或接近临界盈利状态，地层损害往往增加井下作业从而导致经济利状态，地层损害往往增加井下作业从而导致经济损失。损失。从理论上来说，储集层的损害有可能是无限的，从理论上来说，储集层的损害有可能是无限的，而增产措施的效果
4、只是有限的，且很难达到一口井而增产措施的效果只是有限的，且很难达到一口井原始的潜在产能。原始的潜在产能。第二节第二节.油气层损害的机理油气层损害的机理油气层损害的内因油气层损害的内因孔隙和喉道结构；孔隙和喉道结构；孔隙内表面性质；孔隙内表面性质；孔隙流体性质；孔隙流体性质；油气损害的外因油气损害的外因变温；变温；作业时间；作业时间；工作液液相性质；工作液液相性质；工作液中固相性质。工作液中固相性质。b油气损害的内外作用形式油气损害的内外作用形式外来流体与岩石矿物相互作用；外来流体与岩石矿物相互作用；外来流体与孔隙流体相互作用；外来流体与孔隙流体相互作用；岩石所存在的环境变化（温度压力变化）；岩
5、石所存在的环境变化（温度压力变化）；外来固相颗粒与岩石作用。外来固相颗粒与岩石作用。一一.油气层潜在损害因素油气层潜在损害因素1.敏感性矿物敏感性矿物对损害的影响对损害的影响敏感性矿物敏感性矿物在与外来流体接触过程中，容易发在与外来流体接触过程中，容易发在与外来流体接触过程中，容易发在与外来流体接触过程中，容易发生化学作用而降低渗透率的矿物。生化学作用而降低渗透率的矿物。生化学作用而降低渗透率的矿物。生化学作用而降低渗透率的矿物。分析方法分析方法矿物类型；矿物类型；矿物产状；矿物产状；矿物含量。矿物含量。矿物类型对油气层的损害矿物类型对油气层的损害水敏（盐敏）矿物水敏（盐敏）矿物水敏（盐敏）矿
6、物水敏（盐敏）矿物粘土矿物粘土矿物粘土矿物粘土矿物l l粘土矿物粘土矿物粘土矿物粘土矿物（按水化膨胀性大小排列）：（按水化膨胀性大小排列）：（按水化膨胀性大小排列）：（按水化膨胀性大小排列）：蒙脱石蒙脱石蒙脱石蒙脱石伊伊伊伊/蒙混层蒙混层蒙混层蒙混层伊利石伊利石伊利石伊利石 绿绿绿绿/蒙混层蒙混层蒙混层蒙混层l l粘土矿物损害机理粘土矿物损害机理粘土矿物损害机理粘土矿物损害机理 粘土矿物水化膨胀，使孔喉缩小；分散、微粒运移堵粘土矿物水化膨胀，使孔喉缩小；分散、微粒运移堵粘土矿物水化膨胀，使孔喉缩小；分散、微粒运移堵粘土矿物水化膨胀，使孔喉缩小；分散、微粒运移堵塞喉道，从而导致渗透率下降。塞喉道
7、，从而导致渗透率下降。塞喉道，从而导致渗透率下降。塞喉道，从而导致渗透率下降。h 粘土矿物含量越高，损害的可能性越大粘土矿物含量越高，损害的可能性越大粘土矿物含量越高，损害的可能性越大粘土矿物含量越高，损害的可能性越大碱敏矿物碱敏矿物 与高与高与高与高PHPH值外来液接触而导致损害的矿物值外来液接触而导致损害的矿物值外来液接触而导致损害的矿物值外来液接触而导致损害的矿物l l碱敏矿物类型碱敏矿物类型碱敏矿物类型碱敏矿物类型长石、微晶石英、蛋白石、粘土长石、微晶石英、蛋白石、粘土长石、微晶石英、蛋白石、粘土长石、微晶石英、蛋白石、粘土l l碱敏矿物损害机理碱敏矿物损害机理碱敏矿物损害机理碱敏矿物
8、损害机理 碱敏矿物与高碱敏矿物与高碱敏矿物与高碱敏矿物与高PHPH值外来液作用而溶解矿物而值外来液作用而溶解矿物而值外来液作用而溶解矿物而值外来液作用而溶解矿物而分散脱落形成微粒或生成硅酸盐沉淀和硅凝分散脱落形成微粒或生成硅酸盐沉淀和硅凝分散脱落形成微粒或生成硅酸盐沉淀和硅凝分散脱落形成微粒或生成硅酸盐沉淀和硅凝胶体胶体胶体胶体,堵塞喉道，导致渗透下降。堵塞喉道，导致渗透下降。堵塞喉道，导致渗透下降。堵塞喉道，导致渗透下降。酸敏矿物酸敏矿物 与外来酸液接触而导致地层损害的矿物与外来酸液接触而导致地层损害的矿物与外来酸液接触而导致地层损害的矿物与外来酸液接触而导致地层损害的矿物l l酸敏矿物类型
9、酸敏矿物类型酸敏矿物类型酸敏矿物类型含铁矿物含铁矿物含铁矿物含铁矿物对对对对HClHCl和高离子浓度液体敏感；和高离子浓度液体敏感；和高离子浓度液体敏感；和高离子浓度液体敏感；含钙矿物、含镁矿物含钙矿物、含镁矿物含钙矿物、含镁矿物含钙矿物、含镁矿物HFHF敏感。敏感。敏感。敏感。l l酸敏矿物损害机理酸敏矿物损害机理酸敏矿物损害机理酸敏矿物损害机理 酸敏矿物与外来酸液作用生成化学沉淀或释酸敏矿物与外来酸液作用生成化学沉淀或释酸敏矿物与外来酸液作用生成化学沉淀或释酸敏矿物与外来酸液作用生成化学沉淀或释放微粒，堵塞喉道，从而导致油气层损害。放微粒，堵塞喉道，从而导致油气层损害。放微粒，堵塞喉道，从
10、而导致油气层损害。放微粒，堵塞喉道，从而导致油气层损害。矿物产状对油气层的损害矿物产状对油气层的损害矿物产状对油气层的损害矿物产状对油气层的损害 矿物产状矿物产状矿物产状矿物产状矿物在岩石空间的分布位置和存在状态；矿物在岩石空间的分布位置和存在状态；矿物在岩石空间的分布位置和存在状态；矿物在岩石空间的分布位置和存在状态；薄壳型薄壳型薄壳型薄壳型伊利石伊利石伊利石伊利石和和和和蒙脱石蒙脱石蒙脱石蒙脱石平行排列于骨架颗粒表面，呈包覆平行排列于骨架颗粒表面，呈包覆平行排列于骨架颗粒表面，呈包覆平行排列于骨架颗粒表面，呈包覆状。状。状。状。粘土分布粘土分布骨架颗粒骨架颗粒mm损害影响损害影响损害影响损
11、害影响流道表面光滑，阻力小，不易速敏；流道表面光滑，阻力小，不易速敏；流道表面光滑，阻力小，不易速敏；流道表面光滑，阻力小，不易速敏；表面带负电，亲水性强，易水化膨胀表面带负电，亲水性强，易水化膨胀表面带负电，亲水性强，易水化膨胀表面带负电，亲水性强，易水化膨胀而减小流道，甚至导致严重水锁。而减小流道，甚至导致严重水锁。而减小流道，甚至导致严重水锁。而减小流道，甚至导致严重水锁。栉壳型栉壳型栉壳型栉壳型绿泥石绿泥石绿泥石绿泥石呈叶片状垂直分布于骨架颗粒表面呈叶片状垂直分布于骨架颗粒表面呈叶片状垂直分布于骨架颗粒表面呈叶片状垂直分布于骨架颗粒表面骨架颗粒骨架颗粒粘土分布粘土分布mm损害影响损害影
12、响损害影响损害影响流道表面粗糙，阻力大，绿泥石易流道表面粗糙，阻力大，绿泥石易流道表面粗糙，阻力大，绿泥石易流道表面粗糙，阻力大，绿泥石易被折断形成微粒，产生速敏；被折断形成微粒，产生速敏；被折断形成微粒，产生速敏；被折断形成微粒，产生速敏；酸蚀形成酸蚀形成酸蚀形成酸蚀形成Fe(OH)Fe(OH)3 3胶体，和胶体，和胶体，和胶体，和SiOSiO2 2凝凝凝凝 胶体，堵塞喉道。胶体，堵塞喉道。胶体，堵塞喉道。胶体，堵塞喉道。桥接型桥接型桥接型桥接型伊利石伊利石伊利石伊利石呈毛发状和纤维状搭接于骨架颗粒之间。呈毛发状和纤维状搭接于骨架颗粒之间。呈毛发状和纤维状搭接于骨架颗粒之间。呈毛发状和纤维状
13、搭接于骨架颗粒之间。骨架颗粒骨架颗粒粘土分布粘土分布mm损害影响损害影响损害影响损害影响表面积大，流动阻力大，易被冲断表面积大，流动阻力大，易被冲断表面积大，流动阻力大，易被冲断表面积大，流动阻力大，易被冲断形成微粒堵塞，产生速敏；形成微粒堵塞，产生速敏；形成微粒堵塞，产生速敏；形成微粒堵塞，产生速敏；易水化膨胀产生水敏。易水化膨胀产生水敏。易水化膨胀产生水敏。易水化膨胀产生水敏。填充型填充型填充型填充型高岭石高岭石高岭石高岭石和和和和绿泥石绿泥石绿泥石绿泥石呈松散状填充于骨架颗粒之间。呈松散状填充于骨架颗粒之间。呈松散状填充于骨架颗粒之间。呈松散状填充于骨架颗粒之间。骨架颗粒骨架颗粒粘土分布
14、粘土分布mm损害影响损害影响损害影响损害影响微粒易冲掉，发生速敏；微粒易冲掉，发生速敏；微粒易冲掉，发生速敏；微粒易冲掉，发生速敏；与液相接触面积大，易酸敏。与液相接触面积大，易酸敏。与液相接触面积大，易酸敏。与液相接触面积大，易酸敏。矿物含量对油气层的损害矿物含量对油气层的损害矿物含量对油气层的损害矿物含量对油气层的损害 矿物含量矿物含量矿物含量矿物含量粘土矿物总含量（泥质总含量）粘土矿粘土矿物总含量（泥质总含量）粘土矿粘土矿物总含量（泥质总含量）粘土矿粘土矿物总含量（泥质总含量）粘土矿物重量百分数物重量百分数物重量百分数物重量百分数 粘土矿物总含量粘土矿物总含量粘土矿物总含量粘土矿物总含量
15、5%10%10%容易损害。容易损害。容易损害。容易损害。粘土矿物总含量越高、与液相接触面积越大，损害的粘土矿物总含量越高、与液相接触面积越大，损害的粘土矿物总含量越高、与液相接触面积越大，损害的粘土矿物总含量越高、与液相接触面积越大，损害的可能性就越大。可能性就越大。可能性就越大。可能性就越大。2.2.孔隙和喉道结构孔隙和喉道结构孔隙和喉道结构孔隙和喉道结构对损害的影响对损害的影响对损害的影响对损害的影响 孔隙、喉道结构孔隙、喉道结构孔隙、喉道结构孔隙、喉道结构孔隙和喉道的几何形状、大小、孔隙和喉道的几何形状、大小、孔隙和喉道的几何形状、大小、孔隙和喉道的几何形状、大小、分布、连通性。分布、连
16、通性。分布、连通性。分布、连通性。喉道结构喉道结构与损害的关系与损害的关系缩径喉道：缩径喉道：孔隙和喉道尺寸相差不大，不易堵塞，外来孔隙和喉道尺寸相差不大，不易堵塞，外来孔隙和喉道尺寸相差不大，不易堵塞，外来孔隙和喉道尺寸相差不大，不易堵塞，外来固相易侵入；粒间胶结物少，固结松散，易出固相易侵入；粒间胶结物少，固结松散，易出固相易侵入；粒间胶结物少，固结松散，易出固相易侵入；粒间胶结物少，固结松散，易出砂和井壁坍塌，砂和井壁坍塌，砂和井壁坍塌，砂和井壁坍塌，点状喉道：点状喉道：孔隙与喉道差异大，喉道小，易出现微粒堵孔隙与喉道差异大，喉道小，易出现微粒堵孔隙与喉道差异大，喉道小，易出现微粒堵孔隙
17、与喉道差异大，喉道小，易出现微粒堵塞、水锁和贾敏损害塞、水锁和贾敏损害塞、水锁和贾敏损害塞、水锁和贾敏损害片状喉道：片状喉道：喉道长而细小、弯曲、粗糙，渗透率低，易喉道长而细小、弯曲、粗糙，渗透率低，易喉道长而细小、弯曲、粗糙，渗透率低，易喉道长而细小、弯曲、粗糙，渗透率低，易出现微粒堵塞、水锁和贾敏损害。出现微粒堵塞、水锁和贾敏损害。出现微粒堵塞、水锁和贾敏损害。出现微粒堵塞、水锁和贾敏损害。管束状喉道：管束状喉道：喉道细小、弯曲交叉，易导致紊流；微粒在喉道细小、弯曲交叉，易导致紊流；微粒在喉道细小、弯曲交叉，易导致紊流；微粒在喉道细小、弯曲交叉，易导致紊流；微粒在喉道交叉处易沉积堵塞；易水
18、锁、贾敏和乳喉道交叉处易沉积堵塞；易水锁、贾敏和乳喉道交叉处易沉积堵塞；易水锁、贾敏和乳喉道交叉处易沉积堵塞；易水锁、贾敏和乳化堵塞损害。化堵塞损害。化堵塞损害。化堵塞损害。孔隙结构参数孔隙结构参数与损害的关系与损害的关系孔隙结构参数：孔隙结构参数：孔喉大小分布孔喉大小分布孔喉大小分布孔喉大小分布孔喉弯曲程度孔喉弯曲程度孔喉弯曲程度孔喉弯曲程度孔隙连通性孔隙连通性孔隙连通性孔隙连通性孔喉大小分布孔喉大小分布孔喉大小主要参数：孔喉大小主要参数：孔喉大小主要参数：孔喉大小主要参数：主流主流主流主流喉喉喉喉道半径，道半径，道半径，道半径，R Rz z最大连通喉道半径，最大连通喉道半径，最大连通喉道半
19、径，最大连通喉道半径，R Rd d喉道平均半径喉道平均半径喉道平均半径喉道平均半径,R Rmm孔喉中值半径，孔喉中值半径，孔喉中值半径，孔喉中值半径，R R5050孔喉参数对损害的影响孔喉参数对损害的影响参数越大，孔喉就越大，外来固相颗粒侵入参数越大，孔喉就越大，外来固相颗粒侵入参数越大，孔喉就越大，外来固相颗粒侵入参数越大，孔喉就越大，外来固相颗粒侵入的可能性就越大，侵入深度越深，损害程度的可能性就越大，侵入深度越深，损害程度的可能性就越大，侵入深度越深，损害程度的可能性就越大，侵入深度越深，损害程度就越大。但水锁和贾敏的可能性就小。就越大。但水锁和贾敏的可能性就小。就越大。但水锁和贾敏的可
20、能性就小。就越大。但水锁和贾敏的可能性就小。孔喉弯曲程度对损害的影响孔喉弯曲程度对损害的影响弯曲程度越大，喉道越易被堵塞，损害的可能性就越大。孔喉连通性对损害的影响孔喉连通性对损害的影响孔隙连通程度用以下参数描述：孔隙连通程度用以下参数描述：孔隙连通程度用以下参数描述：孔隙连通程度用以下参数描述：l l最小未饱和孔隙体积百分数（最小未饱和孔隙体积百分数（最小未饱和孔隙体积百分数（最小未饱和孔隙体积百分数（S Sminmin）；）；）；）；S Sminmin 越小，连通性越好；越小，连通性越好；越小，连通性越好；越小，连通性越好；l l退汞率；退汞率越高，连通性越好。退汞率；退汞率越高，连通性越
21、好。退汞率；退汞率越高，连通性越好。退汞率；退汞率越高，连通性越好。l l孔隙配位数，即一个孔隙与喉道的连通孔隙配位数，即一个孔隙与喉道的连通孔隙配位数，即一个孔隙与喉道的连通孔隙配位数，即一个孔隙与喉道的连通数，配位数越小，喉道的连通性越差。数，配位数越小，喉道的连通性越差。数，配位数越小，喉道的连通性越差。数，配位数越小，喉道的连通性越差。孔隙连通性越差，越易受到损害。孔隙连通性越差，越易受到损害。孔隙连通性越差，越易受到损害。孔隙连通性越差，越易受到损害。孔隙结构孔隙结构、渗透率渗透率、损害程度损害程度之间的关系之间的关系孔隙度与渗透率间的关系孔隙度与渗透率间的关系 孔隙度与渗透率一般成
22、正相关关系，渗透率高的孔隙度与渗透率一般成正相关关系，渗透率高的孔隙度与渗透率一般成正相关关系，渗透率高的孔隙度与渗透率一般成正相关关系，渗透率高的岩石，其孔隙度也高。渗透率主要取决于喉道尺岩石，其孔隙度也高。渗透率主要取决于喉道尺岩石，其孔隙度也高。渗透率主要取决于喉道尺岩石，其孔隙度也高。渗透率主要取决于喉道尺寸、连通性和孔隙度。寸、连通性和孔隙度。寸、连通性和孔隙度。寸、连通性和孔隙度。孔喉与渗透率间的关系孔喉与渗透率间的关系 渗透率大小直接受孔喉大小、孔隙的均匀性和连渗透率大小直接受孔喉大小、孔隙的均匀性和连渗透率大小直接受孔喉大小、孔隙的均匀性和连渗透率大小直接受孔喉大小、孔隙的均匀
23、性和连通性控制。孔喉大、均匀、连通性好，渗透率就通性控制。孔喉大、均匀、连通性好，渗透率就通性控制。孔喉大、均匀、连通性好，渗透率就通性控制。孔喉大、均匀、连通性好，渗透率就高。高。高。高。胶结物与渗透率间的关系胶结物与渗透率间的关系 胶结物（泥质胶结、碳酸盐岩胶结）含量越高，胶结物（泥质胶结、碳酸盐岩胶结）含量越高，胶结物（泥质胶结、碳酸盐岩胶结）含量越高，胶结物（泥质胶结、碳酸盐岩胶结）含量越高，渗透率就越低。渗透率就越低。渗透率就越低。渗透率就越低。孔隙结构、渗透率、损害程度的关系孔隙结构、渗透率、损害程度的关系kk孔喉大、均匀性和连通性好，交结物含量低，渗孔喉大、均匀性和连通性好，交结
24、物含量低，渗孔喉大、均匀性和连通性好，交结物含量低，渗孔喉大、均匀性和连通性好，交结物含量低，渗透率就高，易出现外来固相堵塞损害。透率就高，易出现外来固相堵塞损害。透率就高，易出现外来固相堵塞损害。透率就高，易出现外来固相堵塞损害。kk孔喉小、连通性差，胶结物含量高，渗透率低，孔喉小、连通性差，胶结物含量高，渗透率低，孔喉小、连通性差，胶结物含量高，渗透率低，孔喉小、连通性差，胶结物含量高，渗透率低，易发生粘土矿物水化膨胀、分散、脱落、微粒运易发生粘土矿物水化膨胀、分散、脱落、微粒运易发生粘土矿物水化膨胀、分散、脱落、微粒运易发生粘土矿物水化膨胀、分散、脱落、微粒运移堵塞，以及水锁和贾敏损害。
25、移堵塞，以及水锁和贾敏损害。移堵塞，以及水锁和贾敏损害。移堵塞，以及水锁和贾敏损害。3.3.岩石表面性质岩石表面性质岩石表面性质岩石表面性质对损害的影响对损害的影响对损害的影响对损害的影响 岩石表面性质岩石表面性质孔隙和喉道内表面的性质孔隙和喉道内表面的性质孔隙和喉道内表面的性质孔隙和喉道内表面的性质岩石比表面岩石比表面岩石比表面岩石比表面岩石表面润湿性岩石表面润湿性岩石表面润湿性岩石表面润湿性表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度表面粗糙度岩石比表面积岩石比表面积与损害的关系与损害的关系 比表面积越大，流体接触面越大，接比表面积越大，流体接触面越大，接触越充分，损害的可能性就越大触越充分，损害的可能
26、性就越大岩石表面润湿性岩石表面润湿性与损害的关系与损害的关系润湿性与以下因素有关：润湿性与以下因素有关：润湿性与以下因素有关：润湿性与以下因素有关：岩石矿物组成，流体化学性质，表面粗岩石矿物组成，流体化学性质，表面粗岩石矿物组成，流体化学性质，表面粗岩石矿物组成，流体化学性质，表面粗糙度，环境温度、压力。糙度，环境温度、压力。糙度，环境温度、压力。糙度，环境温度、压力。润湿性决定着油气水的空间分布、毛管润湿性决定着油气水的空间分布、毛管润湿性决定着油气水的空间分布、毛管润湿性决定着油气水的空间分布、毛管力大小和方向、微粒的运移；力大小和方向、微粒的运移；力大小和方向、微粒的运移；力大小和方向、
27、微粒的运移；亲水岩石会降低油相渗透率，有利于微亲水岩石会降低油相渗透率，有利于微亲水岩石会降低油相渗透率，有利于微亲水岩石会降低油相渗透率，有利于微粒运移堵塞喉道，造成损害。粒运移堵塞喉道，造成损害。粒运移堵塞喉道，造成损害。粒运移堵塞喉道，造成损害。岩石表面粗糙度岩石表面粗糙度与损害的关系与损害的关系表面粗糙度取决于粘土矿物的产状。表面粗糙度取决于粘土矿物的产状。表面粗糙度取决于粘土矿物的产状。表面粗糙度取决于粘土矿物的产状。表面越粗糙，流动阻力越大，表面颗粒越表面越粗糙，流动阻力越大，表面颗粒越表面越粗糙，流动阻力越大，表面颗粒越表面越粗糙，流动阻力越大，表面颗粒越易脱落堵塞喉道，损害油气
28、层。易脱落堵塞喉道，损害油气层。易脱落堵塞喉道，损害油气层。易脱落堵塞喉道，损害油气层。4.4.孔隙流体孔隙流体孔隙流体孔隙流体对损害的影响对损害的影响对损害的影响对损害的影响 孔隙流体孔隙流体孔隙中的油气水。其中对损孔隙中的油气水。其中对损害关系密切的是害关系密切的是地层水性质地层水性质、原油性质原油性质、天然气性质天然气性质。地层水性质地层水性质与损害的关系与损害的关系地层水性质：地层水性质：地层水性质：地层水性质：矿化度含盐量的多少矿化度含盐量的多少矿化度含盐量的多少矿化度含盐量的多少类型类型类型类型CaClCaCl22型型型型、MgClMgCl2 2型、型、型、型、NaHCONaHCO
29、3 3型型型型、NaNa2 2SOSO4 4型型型型离子成分离子成分离子成分离子成分:l lNaNa、CaCa2 2、MgMg2 2、BaBa2 2、SrSr2 2 阳离子；阳离子；阳离子；阳离子；ClCl、SOSO4 42 2、HCOHCO3 3、F F 阴离子。阴离子。阴离子。阴离子。当外来液与地层水不配伍时或环境温当外来液与地层水不配伍时或环境温度和压力降低时，度和压力降低时，生成生成CaCO3、CaSO4、Ca(OH)2无机沉淀无机沉淀，堵塞孔喉，堵塞孔喉损害油气层；损害油气层；当含有高分子处理剂的外来液进入高当含有高分子处理剂的外来液进入高矿化度盐水层时，会产生矿化度盐水层时，会产生
30、盐析盐析，生成生成有机沉淀有机沉淀，堵塞孔喉，损害油气层。，堵塞孔喉，损害油气层。原油性质原油性质与损害的关系与损害的关系原油性质原油性质原油性质原油性质：含蜡量、胶质、沥青、含硫量、凝固点、：含蜡量、胶质、沥青、含硫量、凝固点、：含蜡量、胶质、沥青、含硫量、凝固点、：含蜡量、胶质、沥青、含硫量、凝固点、粘度。粘度。粘度。粘度。与油层损害的关系与油层损害的关系与油层损害的关系与油层损害的关系l l石蜡、胶质、沥青、可能形成有机沉淀堵塞；石蜡、胶质、沥青、可能形成有机沉淀堵塞；石蜡、胶质、沥青、可能形成有机沉淀堵塞；石蜡、胶质、沥青、可能形成有机沉淀堵塞；l l原油与不配伍的外来液作用，形成高粘
31、度乳状原油与不配伍的外来液作用，形成高粘度乳状原油与不配伍的外来液作用，形成高粘度乳状原油与不配伍的外来液作用，形成高粘度乳状液，阻碍渗流；液，阻碍渗流；液，阻碍渗流；液，阻碍渗流；l l原油还可与酸液反应生成酸渣，损害油气层。原油还可与酸液反应生成酸渣，损害油气层。原油还可与酸液反应生成酸渣，损害油气层。原油还可与酸液反应生成酸渣，损害油气层。天然气性质天然气性质与损害的关系与损害的关系与油气损害有关的性质：与油气损害有关的性质：H2S和和CO2含量含量与油层损害的关系与油层损害的关系腐蚀设备造成微粒（腐蚀设备造成微粒（FeS沉淀）堵塞。沉淀）堵塞。二二二二.外因作用下引起的油气层损害外因作
32、用下引起的油气层损害外因作用下引起的油气层损害外因作用下引起的油气层损害主要内容主要内容FF外来液固引起的损害外来液固引起的损害l l外来固相颗粒堵塞；外来固相颗粒堵塞；外来固相颗粒堵塞；外来固相颗粒堵塞；l l外来液与岩石不配伍；外来液与岩石不配伍；外来液与岩石不配伍；外来液与岩石不配伍；l l外来液与孔隙流体不配伍；外来液与孔隙流体不配伍；外来液与孔隙流体不配伍；外来液与孔隙流体不配伍；l l外来液引起的毛细管阻力。外来液引起的毛细管阻力。外来液引起的毛细管阻力。外来液引起的毛细管阻力。FF工程因素和环境条件改变导致的损害工程因素和环境条件改变导致的损害l l作业压差；作业压差；作业压差；
33、作业压差；l l温度变化；温度变化；温度变化；温度变化；l l作业时间。作业时间。作业时间。作业时间。1.外来液固导致的损害外来液固导致的损害外来固相颗粒导致的损害外来固相颗粒导致的损害l l固相颗粒损害机理固相颗粒损害机理/当工作液压力大于地层压力时，固相颗粒当工作液压力大于地层压力时，固相颗粒当工作液压力大于地层压力时，固相颗粒当工作液压力大于地层压力时，固相颗粒就会随液相一起进入地层，并在孔喉处被阻就会随液相一起进入地层，并在孔喉处被阻就会随液相一起进入地层，并在孔喉处被阻就会随液相一起进入地层，并在孔喉处被阻而沉积下来，形成堵塞，造成损害。而沉积下来，形成堵塞，造成损害。而沉积下来，形
34、成堵塞，造成损害。而沉积下来，形成堵塞，造成损害。l l影响固相侵入深度和损害程度的因素影响固相侵入深度和损害程度的因素固相颗粒与孔喉的尺寸匹配关系固相颗粒与孔喉的尺寸匹配关系固相颗粒与孔喉的尺寸匹配关系固相颗粒与孔喉的尺寸匹配关系固相含量和大小级配固相含量和大小级配固相含量和大小级配固相含量和大小级配压差压差压差压差作业时间作业时间作业时间作业时间外来液相与岩石不匹配导致的损害外来液相与岩石不匹配导致的损害l l损害机理损害机理/归结为水（盐）敏、碱敏、酸敏损害。归结为水（盐）敏、碱敏、酸敏损害。归结为水（盐）敏、碱敏、酸敏损害。归结为水（盐）敏、碱敏、酸敏损害。水（盐）敏损害水（盐）敏损害
35、l l损害机理损害机理损害机理损害机理外来液与地层粘土矿物不配伍时，导致粘土外来液与地层粘土矿物不配伍时，导致粘土外来液与地层粘土矿物不配伍时，导致粘土外来液与地层粘土矿物不配伍时，导致粘土矿物水化膨胀、分散脱落，损害油气层。矿物水化膨胀、分散脱落，损害油气层。矿物水化膨胀、分散脱落，损害油气层。矿物水化膨胀、分散脱落，损害油气层。l l损害规律损害规律损害规律损害规律粘土含量越高，水敏损害越严重；粘土含量越高，水敏损害越严重；粘土含量越高，水敏损害越严重；粘土含量越高，水敏损害越严重；粘土矿物种类不同，损害程度也不同粘土矿物种类不同，损害程度也不同粘土矿物种类不同，损害程度也不同粘土矿物种类
36、不同，损害程度也不同;孔喉尺寸越小，越易损害；孔喉尺寸越小，越易损害；孔喉尺寸越小，越易损害；孔喉尺寸越小，越易损害；外来液与地层的矿化度差别越大，水化膨胀越快，水外来液与地层的矿化度差别越大，水化膨胀越快，水外来液与地层的矿化度差别越大，水化膨胀越快，水外来液与地层的矿化度差别越大，水化膨胀越快，水敏损害越严重。敏损害越严重。敏损害越严重。敏损害越严重。外来液的高价和水化半径小的阳离子越多，引起水敏外来液的高价和水化半径小的阳离子越多，引起水敏外来液的高价和水化半径小的阳离子越多，引起水敏外来液的高价和水化半径小的阳离子越多，引起水敏损害越弱。损害越弱。损害越弱。损害越弱。碱敏损害碱敏损害l
37、 l损害机理损害机理损害机理损害机理高高高高PHPH值外来液与地层碱敏矿物反应，导致分值外来液与地层碱敏矿物反应，导致分值外来液与地层碱敏矿物反应，导致分值外来液与地层碱敏矿物反应，导致分散脱落，以及形成新的硅酸盐沉淀和硅凝胶散脱落，以及形成新的硅酸盐沉淀和硅凝胶散脱落，以及形成新的硅酸盐沉淀和硅凝胶散脱落，以及形成新的硅酸盐沉淀和硅凝胶体，堵塞喉道。体，堵塞喉道。体，堵塞喉道。体，堵塞喉道。l l损害规律损害规律损害规律损害规律 碱敏矿物含量越高，外来液碱敏矿物含量越高，外来液碱敏矿物含量越高，外来液碱敏矿物含量越高，外来液PHPH值越高，侵入值越高，侵入值越高，侵入值越高，侵入量越大，损害
38、程度就越严重。量越大，损害程度就越严重。量越大，损害程度就越严重。量越大，损害程度就越严重。酸敏损害酸敏损害l l损害机理损害机理损害机理损害机理地层中的某些酸敏矿物（碳酸盐矿物、粘土矿地层中的某些酸敏矿物（碳酸盐矿物、粘土矿地层中的某些酸敏矿物（碳酸盐矿物、粘土矿地层中的某些酸敏矿物（碳酸盐矿物、粘土矿物、含铁矿物、硅酸盐矿物）与酸液接触后，物、含铁矿物、硅酸盐矿物）与酸液接触后，物、含铁矿物、硅酸盐矿物）与酸液接触后，物、含铁矿物、硅酸盐矿物）与酸液接触后，会释放大量微粒和生成沉淀，堵塞喉道，导致会释放大量微粒和生成沉淀，堵塞喉道，导致会释放大量微粒和生成沉淀，堵塞喉道，导致会释放大量微粒
39、和生成沉淀，堵塞喉道，导致损害。损害。损害。损害。l l岩石与酸的溶解反应岩石与酸的溶解反应岩石与酸的溶解反应岩石与酸的溶解反应 与与与与HClHCl反应反应反应反应：HClHCl+碳酸盐矿物金属阳离子二氧化碳和水碳酸盐矿物金属阳离子二氧化碳和水碳酸盐矿物金属阳离子二氧化碳和水碳酸盐矿物金属阳离子二氧化碳和水HClHCl 硅酸盐矿物硅酸盐矿物硅酸盐矿物硅酸盐矿物(部分部分部分部分)金属阳离子硅酸；金属阳离子硅酸；金属阳离子硅酸；金属阳离子硅酸；HClHCl 含铁矿物氢氧化铁沉淀含铁矿物氢氧化铁沉淀含铁矿物氢氧化铁沉淀含铁矿物氢氧化铁沉淀与与与与HFHF反应反应反应反应：溶解不与溶解不与溶解不与
40、溶解不与CHlCHl反应的反应的反应的反应的硅质矿物硅质矿物硅质矿物硅质矿物(石英、长石、粘土石英、长石、粘土石英、长石、粘土石英、长石、粘土)l l沉淀形式沉淀形式沉淀形式沉淀形式 Fe(OH)Fe(OH)2 2：FeFe3+3+3OH+3OH=Fe(OH)=Fe(OH)3 3(沉淀沉淀沉淀沉淀)FeFe2+2+2OH+2OH=Fe(OH)=Fe(OH)2 2(沉淀沉淀沉淀沉淀)Fe(OH)Fe(OH)3 3(沉淀沉淀沉淀沉淀)胶体在流动过程中由小变大。胶体在流动过程中由小变大。胶体在流动过程中由小变大。胶体在流动过程中由小变大。Al(OH)Al(OH)3 3：粘土及一些含硅酸盐的矿物与酸反
41、应释放出粘土及一些含硅酸盐的矿物与酸反应释放出粘土及一些含硅酸盐的矿物与酸反应释放出粘土及一些含硅酸盐的矿物与酸反应释放出 AlAl3+3+离子，当残酸离子，当残酸离子，当残酸离子，当残酸PHPH3 34 4时，形成时，形成时，形成时，形成 Al(OH)Al(OH)3 3 沉沉沉沉淀。淀。淀。淀。氟化物沉淀氟化物沉淀氟化物沉淀氟化物沉淀：CaCa2+2+2F+2F=CaF=CaF2 2(沉淀沉淀沉淀沉淀),),MgMg2+2+2F+2F=MgF=MgF2 2(沉淀沉淀沉淀沉淀)氟硅酸盐、氟硅酸铝盐氟硅酸盐、氟硅酸铝盐氟硅酸盐、氟硅酸铝盐氟硅酸盐、氟硅酸铝盐：粘土、石英、长石粘土、石英、长石粘土
42、、石英、长石粘土、石英、长石HF=HHF=H2 2SiFSiF6 6(或或或或HH3 3AlFAlF6 6)HH2 2SiFSiF6 6+2Na+2Na+=Na=Na2 2SiFSiF6 6(沉淀沉淀沉淀沉淀)+2H)+2H+HH2 2SiFSiF6 6+2K+2K+=K=K2 2SiFSiF6 6(沉淀沉淀沉淀沉淀)+2H)+2H+HH2 2SiFSiF6 6+Ba+Ba2+2+=BaSiF=BaSiF6 6(沉淀沉淀沉淀沉淀)+2H)+2H+HH3 3AlFAlF6 6+3Na+3Na+=Na=Na3 3AlFAlF6 6(沉淀沉淀沉淀沉淀)+3H)+3H+HH3 3AlFAlF6 6+2
43、K+2K+=K=K3 3AlFAlF6 6(沉淀沉淀沉淀沉淀)+3H)+3H+以上沉淀吸附在孔隙表面上，堵塞喉道。以上沉淀吸附在孔隙表面上，堵塞喉道。以上沉淀吸附在孔隙表面上，堵塞喉道。以上沉淀吸附在孔隙表面上，堵塞喉道。硅酸凝胶：硅酸凝胶：硅酸凝胶：硅酸凝胶：硅酸盐矿物、氧化硅矿物硅酸盐矿物、氧化硅矿物硅酸盐矿物、氧化硅矿物硅酸盐矿物、氧化硅矿物HF=HHF=H2 2SiFSiF6 6 HH2 2SiFSiF66SiFSiF4 42HF2HF3SiF3SiF4 4+4H+4H2 2OHOH4 4SiOSiO4 4+4H+4H+2SiF+2SiF6 62 2 开始形成的正硅酸可溶于水，当单分子
44、逐渐聚集开始形成的正硅酸可溶于水，当单分子逐渐聚集开始形成的正硅酸可溶于水，当单分子逐渐聚集开始形成的正硅酸可溶于水，当单分子逐渐聚集成多聚硅酸时成多聚硅酸时成多聚硅酸时成多聚硅酸时,形成含水量和体积较大的硅酸凝胶形成含水量和体积较大的硅酸凝胶形成含水量和体积较大的硅酸凝胶形成含水量和体积较大的硅酸凝胶.分解水解酸化微粒：酸化微粒：酸化微粒：酸化微粒：酸化释放微粒及剩余残渣，堵塞孔喉。酸化释放微粒及剩余残渣，堵塞孔喉。酸化释放微粒及剩余残渣，堵塞孔喉。酸化释放微粒及剩余残渣，堵塞孔喉。润湿反转损害润湿反转损害l l损害机理损害机理损害机理损害机理 由于某些矿物（石英、长石）表面带负电，容易吸由
45、于某些矿物（石英、长石）表面带负电，容易吸由于某些矿物（石英、长石）表面带负电，容易吸由于某些矿物（石英、长石）表面带负电，容易吸收阳离子表面活性剂，破坏岩石表面水化膜，使亲收阳离子表面活性剂，破坏岩石表面水化膜，使亲收阳离子表面活性剂，破坏岩石表面水化膜，使亲收阳离子表面活性剂，破坏岩石表面水化膜，使亲水端吸附在矿物表面，亲油端朝向孔隙流体端，在水端吸附在矿物表面，亲油端朝向孔隙流体端，在水端吸附在矿物表面，亲油端朝向孔隙流体端，在水端吸附在矿物表面，亲油端朝向孔隙流体端，在岩石表面形成单分子层，将亲水变为亲油，从而改岩石表面形成单分子层，将亲水变为亲油，从而改岩石表面形成单分子层，将亲水变
46、为亲油，从而改岩石表面形成单分子层，将亲水变为亲油，从而改变油相渗透率，损害油气层。变油相渗透率，损害油气层。变油相渗透率，损害油气层。变油相渗透率，损害油气层。渗透率越低，润湿反转导致的损害越严重。渗透率越低，润湿反转导致的损害越严重。渗透率越低，润湿反转导致的损害越严重。渗透率越低，润湿反转导致的损害越严重。l l影响润湿反转性的因素有影响润湿反转性的因素有影响润湿反转性的因素有影响润湿反转性的因素有 PHPH值值值值改变表面电荷性质；改变表面电荷性质；改变表面电荷性质；改变表面电荷性质；阳离子阳离子阳离子阳离子增强亲油性增强亲油性增强亲油性增强亲油性（活性剂溶解性降低、（活性剂溶解性降低
47、、（活性剂溶解性降低、（活性剂溶解性降低、活性增活性增活性增活性增强、络合反应）；强、络合反应）；强、络合反应）；强、络合反应）；温度温度温度温度温度升高，水润湿增强，油润湿减温度升高，水润湿增强，油润湿减温度升高，水润湿增强，油润湿减温度升高，水润湿增强，油润湿减弱。弱。弱。弱。外来液相与孔隙流体不配伍导致的损害外来液相与孔隙流体不配伍导致的损害l l损害机理损害机理发生化学反应，生成化学沉淀（发生化学反应，生成化学沉淀（发生化学反应，生成化学沉淀（发生化学反应，生成化学沉淀（无机沉淀无机沉淀无机沉淀无机沉淀，有机有机有机有机沉淀沉淀沉淀沉淀，乳化物乳化物乳化物乳化物，细菌细菌细菌细菌），沉
48、淀吸附在孔喉表面，），沉淀吸附在孔喉表面，），沉淀吸附在孔喉表面，），沉淀吸附在孔喉表面，使流道缩小，或堵塞喉道、以及增大液流粘度，使流道缩小，或堵塞喉道、以及增大液流粘度，使流道缩小，或堵塞喉道、以及增大液流粘度，使流道缩小，或堵塞喉道、以及增大液流粘度，降低渗透率。降低渗透率。降低渗透率。降低渗透率。无机沉淀无机沉淀l l主要有：主要有：主要有：主要有：CaCOCaCO3 3、SrCOSrCO3 3、FeCOFeCO3 3、BaSOBaSO4 4、CaSOCaSO44、SrSOSrSO4 4沉淀；沉淀；沉淀；沉淀；无机沉淀的生成：无机沉淀的生成：无机沉淀的生成：无机沉淀的生成：HCOHCO
49、3 3*HHCOCO3 32 2 CaCa2 2COCO3 32 2CaCOCaCO3 3(沉淀沉淀沉淀沉淀)SrSr2 2COCO3 32 2=SrCO=SrCO3 3(沉淀沉淀沉淀沉淀)?S)?SFeFe2 2COCO3 32 2=FeCO=FeCO3 3(沉淀沉淀沉淀沉淀)CaCa2 2SOSO4 42 2CaSOCaSO44(沉淀沉淀沉淀沉淀)SrSr2 2SOSO4 42 2=SrSO=SrSO4 4(沉淀沉淀沉淀沉淀)BaBa2 2SOSO4 42 2BaSOBaSO4 4(沉淀沉淀沉淀沉淀)吸热吸热吸热吸热放热放热影响无机沉淀生成的因素：影响无机沉淀生成的因素：影响无机沉淀生成的
50、因素：影响无机沉淀生成的因素：PHPH值值值值高高高高PHPH值促使值促使值促使值促使HCOHCO3 3*HHCOCO3 32 2，使，使，使，使COCO3 32 2离子浓度增加，有利于碳酸盐和氢氧化离子浓度增加，有利于碳酸盐和氢氧化离子浓度增加，有利于碳酸盐和氢氧化离子浓度增加，有利于碳酸盐和氢氧化钙沉淀生成钙沉淀生成钙沉淀生成钙沉淀生成温度温度温度温度温度升高有利于吸热沉淀反应温度升高有利于吸热沉淀反应温度升高有利于吸热沉淀反应温度升高有利于吸热沉淀反应,温度降低温度降低温度降低温度降低,有利于放热沉淀反应，沉淀增加。有利于放热沉淀反应，沉淀增加。有利于放热沉淀反应，沉淀增加。有利于放热沉