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1、第3章 油气层损害的室内评价3.1 3.1 概述 概述 3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价 3.3 3.3 工作液对储层损害评价 工作液对储层损害评价 3.4 3.4 储层敏感性预测技术 储层敏感性预测技术 速敏、水敏 速敏、水敏、盐敏、盐敏、碱敏、碱敏、酸敏、酸敏、应力敏感 应力敏感、温度敏感、温度敏感 静态损害、动态损害 静态损害、动态损害、用多点渗透率、用多点渗透率仪测量损害程度 仪测量损害程度、其它评价实验、其它评价实验 基本原理、能确定的储层敏感性和所需 基本原理、能确定的储层敏感性和所需资料、应用情况、预测软件介绍 资料、应用情况、预测软件介绍 油气层损害室内评价的
2、定义、目的和 油气层损害室内评价的定义、目的和主要内容 主要内容3.1 3.1 概述 概述第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价是借助于各种仪器设备测定油气层岩石与外 是借助于各种仪器设备测定油气层岩石与外来工作液作用前后渗透率的变化，或者测定油气层物理化学环境发生变 来工作液作用前后渗透率的变化，或者测定油气层物理化学环境发生变化前后渗透率的改变，来认识和评价油气层损害的一种重要手段 化前后渗透率的改变，来认识和评价油气层损害的一种重要手段岩心分析是油气层损害评价的一部分，其目的 岩心分析是油气层损害评价的一部分，其目的是弄清
3、油气层潜在的 是弄清油气层潜在的损害因素和损害程度，并为损害机理分析提供依据。或者在施工之前比 损害因素和损害程度，并为损害机理分析提供依据。或者在施工之前比较准确地评价工作液对油气层的损害，这对于优化后续的各类作业措施 较准确地评价工作液对油气层的损害，这对于优化后续的各类作业措施和设计保护油气层系统工程技术方案，具有非常重要的意义 和设计保护油气层系统工程技术方案，具有非常重要的意义油气层损害的室内评价主要包括两个方面内容：在岩心分析基础上，油气层损害的室内评价主要包括两个方面内容：在岩心分析基础上，油气层敏感性评价、工作液对油气层的损害评价 油气层敏感性评价、工作液对油气层的损害评价油气
4、层损害的室内评价实验流程框图 油气层损害的室内评价实验流程框图3.1 3.1 概述 概述第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价油气层敏感性评价通常包括 油气层敏感性评价通常包括速敏 速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏等五 等五敏实验。随着技术的不断发展，增加应力敏感实验和温度敏感实验，敏实验。随着技术的不断发展，增加应力敏感实验和温度敏感实验，因此，油气层敏感性评价包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、因此，油气层敏感性评价包括速敏、水敏、盐敏、
5、碱敏、酸敏、应力 应力敏感、温度敏感 敏感、温度敏感等七敏实验，其目的在于找出油气层发生敏感的条件 等七敏实验，其目的在于找出油气层发生敏感的条件和由敏感引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计、油气层损害 和由敏感引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计、油气层损害机理分析和制定系统的油气层保护技术方案提供科学依据 机理分析和制定系统的油气层保护技术方案提供科学依据3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价3.2.1 3.2.1 速敏 速敏 概念及目的 概念及目的油气层的速敏性是指在钻井、油气层的速敏性是指在钻井、测试 测
6、试、试油、采油、增产作业、注、试油、采油、增产作业、注水等作业或生产过程中，当流体在油气层中流动时，引起油气层中微 水等作业或生产过程中，当流体在油气层中流动时，引起油气层中微粒运移并堵塞喉道造成油气层渗透率下降的现象 粒运移并堵塞喉道造成油气层渗透率下降的现象 对于特定的油气层，微粒运移造成的损害主要与油气层中流体的 对于特定的油气层，微粒运移造成的损害主要与油气层中流体的流动速度 流动速度有关，因此速敏评价实验之 有关，因此速敏评价实验之目的 目的在于 在于（1 1）找出由于流速作用导致微粒运移从而发生损害的）找出由于流速作用导致微粒运移从而发生损害的临界流速 临界流速，以及找，以及找出由
7、速度敏感引起的油气层 出由速度敏感引起的油气层损害程度 损害程度（2 2）为其它敏感实验及其它的各种损害评价实验，确定合理的实验流速）为其它敏感实验及其它的各种损害评价实验，确定合理的实验流速提供依据。一般来说，由速敏实验求出临界流速后，可将其它各类评价实验的 提供依据。一般来说，由速敏实验求出临界流速后，可将其它各类评价实验的实验流速定为 实验流速定为0.8 0.8倍临界流速，因此速敏评价实验必须要先于其它实验 倍临界流速，因此速敏评价实验必须要先于其它实验（3 3）为确定合理的注采速度提供科学依据）为确定合理的注采速度提供科学依据3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3
8、3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价3.2.1 3.2.1 速敏 速敏 原理及实验方法 原理及实验方法以不同的注入速度向岩心中注入实验流体，水速敏岩心用地层水，油速敏 以不同的注入速度向岩心中注入实验流体，水速敏岩心用地层水，油速敏岩心用煤油或实际地层原油，并测定各个注入速度下岩心的渗透率，从注入速 岩心用煤油或实际地层原油，并测定各个注入速度下岩心的渗透率，从注入速度与渗透率的变化关系上，判断油气层岩心对流速的敏感性，并找出渗透率明 度与渗透率的变化关系上，判断油气层岩心对流速的敏感性，并找出渗透率明显下降的临界流速。显下降的临界流速。如果流量 如果流量Qi-1 Qi-1对应
9、的渗透率 对应的渗透率Ki-1 Ki-1，与流量，与流量Qi Qi对应的渗透率 对应的渗透率Ki Ki满足 满足A A式，说明已发生速度敏感，流量 式，说明已发生速度敏感，流量Qi-1 Qi-1即为临界流量 即为临界流量。而损害程度则用B B式来计算 式来计算损 损 害程度 害程度 30 30%30 30%70 70%70 70%敏感程度 敏感程度 弱 弱 中等 中等 强 强实验中要注意的是：对于采油井，要用煤油作为实验流体，并要求将煤油先 实验中要注意的是：对于采油井，要用煤油作为实验流体，并要求将煤油先经过干燥，再用白土除去其中的极性物质，然后用 经过干燥，再用白土除去其中的极性物质，然后
10、用G5 G5砂心漏斗过滤。对于注水 砂心漏斗过滤。对于注水井，应使用经过过滤处理的地层水（或模拟地层水）作为实验流体 井，应使用经过过滤处理的地层水（或模拟地层水）作为实验流体3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价3.2.2 3.2.2 水敏 水敏 概念及目的 概念及目的油气层中的粘土矿物在原始的地层条件下处在一定矿化度的环境 油气层中的粘土矿物在原始的地层条件下处在一定矿化度的环境中，当淡水进入地层时，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移，中，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
11、隙和喉道，造成渗透率的降低。油气层的这种 从而减小或堵塞地层孔隙和喉道，造成渗透率的降低。油气层的这种遇淡水后渗透率降低的现象，称为 遇淡水后渗透率降低的现象，称为水敏 水敏水敏实验的目的 水敏实验的目的是了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过 是了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过程，找出发生水敏的条件及水敏引起的油气层损害程度，为各类工作 程，找出发生水敏的条件及水敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据 液的设计提供依据 3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价3.2.2 3.2.2 水敏 水敏 原理
12、及评价指标 原理及评价指标首先用地层水测定岩心的渗透率 首先用地层水测定岩心的渗透率K Kf f然后再用次地层水测定岩心的渗透率 然后再用次地层水测定岩心的渗透率K Kw w最后用淡水测定岩心的渗透率 最后用淡水测定岩心的渗透率从而用来确定淡水引起岩心中粘土矿物的水化膨胀及造成的损害程度 从而用来确定淡水引起岩心中粘土矿物的水化膨胀及造成的损害程度（K Kf f-K Kw w）/K Kf f 0.3 0.3 0.3 0.3 0.7 0.7 0.7 0.7水敏程度 水敏程度 弱 弱 中等 中等 强 强3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气
13、层损害的室内评价在钻井、完井及其它作业中，各种工作液具有不同的矿化度，有的 在钻井、完井及其它作业中，各种工作液具有不同的矿化度，有的低于地层水矿化度，有的高于地层水矿化度 低于地层水矿化度，有的高于地层水矿化度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 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 的收缩、失稳、脱落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 当低于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，则可能引起粘土的膨胀和分散。这些都将导致油气层孔隙空间和喉道的缩小及堵塞，引 的膨胀和分散。这些都将导致油气层孔隙空间和喉道的缩
14、小及堵塞，引起渗透率的下降从而损害油气层。这种由于矿化度变化引起渗透率下降 起渗透率的下降从而损害油气层。这种由于矿化度变化引起渗透率下降的现象，称为 的现象，称为盐敏 盐敏盐敏评价实验的目的 盐敏评价实验的目的是找出盐敏发生的条件，以及由盐敏引起的油 是找出盐敏发生的条件，以及由盐敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据 气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据3.2.3 3.2.3 盐敏 盐敏 概念及目的 概念及目的3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价通过向岩心注入不同矿化度等级的盐水（按地层水的化学组成
15、配制），并测定各矿化 通过向岩心注入不同矿化度等级的盐水（按地层水的化学组成配制），并测定各矿化度下岩心对盐水的渗透率，根据渗透率随矿化度的变化来评价盐敏损害程度，找出盐敏损 度下岩心对盐水的渗透率，根据渗透率随矿化度的变化来评价盐敏损害程度，找出盐敏损害发生的条件。根据实际情况，一般要作 害发生的条件。根据实际情况，一般要作升高矿化度和降低矿化度 升高矿化度和降低矿化度两种盐敏评价实验。两种盐敏评价实验。（1 1）对于升高矿化度的盐敏评价实验，第一级盐水为地层水，将盐水按一定的浓度差）对于升高矿化度的盐敏评价实验，第一级盐水为地层水，将盐水按一定的浓度差逐级升高矿化度，直至找出临界矿化度或达
16、到工作液的最高矿化度为止。如果矿化度 逐级升高矿化度，直至找出临界矿化度或达到工作液的最高矿化度为止。如果矿化度Ci-1 Ci-1对应的渗透率 对应的渗透率Ki-1 Ki-1，与矿化度，与矿化度Ci Ci对应的渗透率 对应的渗透率Ki Ki满足 满足A A式 式，说明已发生盐敏，说明已发生盐敏，Ci-1 Ci-1即为临界 即为临界矿化度 矿化度。而损害程度则用B B式 式来计算 来计算损 损 害程度 害程度 30 30%30 30%70 70%70 70%敏感程度 敏感程度 弱 弱 中等 中等 强 强3.2.3 3.2.3 盐敏 盐敏 原理及评价指标 原理及评价指标3.2 3.2 油气层敏感性
17、评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价（2 2）对于降低矿化度的盐敏评价试验，第一级盐水仍为地层水，将盐水按一定的浓度）对于降低矿化度的盐敏评价试验，第一级盐水仍为地层水，将盐水按一定的浓度差逐级降低矿化度，直至注入液的矿化度接近零为止，求出的临界矿化度。如果矿化度 差逐级降低矿化度，直至注入液的矿化度接近零为止，求出的临界矿化度。如果矿化度C Ci-1 i-1对应的渗透率 对应的渗透率K Ki-1 i-1，与矿化度，与矿化度Ci Ci对应的渗透率 对应的渗透率Ki Ki满足 满足A A式 式，说明已发生速度敏感，说明已发生速度敏感，C Ci-1
18、i-1即为 即为临界流量 临界流量，而损害程度则用B B式 式来计算 来计算损 损 害程度 害程度 30 30%30 30%70 70%70 70%敏感程度 敏感程度 弱 弱 中等 中等 强 强3.2.3 3.2.3 盐敏 盐敏 原理及评价指标 原理及评价指标与部颁标准相比，该评价方法增加了升高矿化度的盐敏评价过程，但对地层水矿化度较高的油气层，由于工作液的矿化度一般不会超过地层水的矿化度，因此可以不评价矿化度升高产生的盐敏问题 3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价地层水 地层水pH pH值一般呈中性或弱碱性，而大多数
19、工作液的 值一般呈中性或弱碱性，而大多数工作液的pH pH值在 值在8 8 12 12之间，之间，二次采油中的碱水驱也有较高的 二次采油中的碱水驱也有较高的pH pH值。当高 值。当高pH pH值流体进入油气层后，将造成 值流体进入油气层后，将造成油气层中粘土矿物和硅质胶结的结构破坏（主要是粘土矿物解理和胶结物溶 油气层中粘土矿物和硅质胶结的结构破坏（主要是粘土矿物解理和胶结物溶解后释放微粒），从而造成油气层的堵塞损害；此外，大量的氢氧根与某些 解后释放微粒），从而造成油气层的堵塞损害；此外，大量的氢氧根与某些二价阳离于结合会生成不溶物，造成油气层的堵塞损害，称为 二价阳离于结合会生成不溶物，
20、造成油气层的堵塞损害，称为碱敏性 碱敏性碱敏评价实验之 碱敏评价实验之目的 目的是找出碱敏发生的条件，主要是临界 是找出碱敏发生的条件，主要是临界pH pH值，以及由 值，以及由碱敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据 碱敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据3.2.4 3.2.4 碱敏 碱敏 概念及目的 概念及目的3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价损 损 害程度 害程度 30 30%30 30%70 70%70 70%敏感程度 敏感程度 弱 弱 中等 中等 强 强3.2.4 3.2.4 碱敏
21、 碱敏 原理及评价指标 原理及评价指标过注入不同 过注入不同pH pH值的地层水并测定其渗透率，根据渗透率的变化来评价碱敏损害程度，找 值的地层水并测定其渗透率，根据渗透率的变化来评价碱敏损害程度，找出碱敏损害发生的条件 出碱敏损害发生的条件（1 1）不同）不同pH pH值盐水的制备。根据实际情况，一般要从地层水的 值盐水的制备。根据实际情况，一般要从地层水的pH pH值开始，逐级升高 值开始，逐级升高pH pH值，最后一级盐水的 值，最后一级盐水的pH pH值可定为 值可定为12 12（2 2）将选好的岩心抽真空饱和第一级盐水，并浸泡）将选好的岩心抽真空饱和第一级盐水，并浸泡20 20 24
22、h 24h，在低于临界流速的条件下，在低于临界流速的条件下，用第一级盐水测出岩心稳定的渗透率 用第一级盐水测出岩心稳定的渗透率（3 3）注入第二级盐水，浸泡）注入第二级盐水，浸泡20 20 24h 24h，在低于临界流速的条件下，用第二级盐水测出岩，在低于临界流速的条件下，用第二级盐水测出岩心稳定的渗透率 心稳定的渗透率（4 4）改变注入盐水的级别，重复第（）改变注入盐水的级别，重复第（3 3）步，直至测出最后一级盐水处理后的岩心的稳）步，直至测出最后一级盐水处理后的岩心的稳定渗透率 定渗透率如果 如果pH pHi-1 i-1盐水的渗透率 盐水的渗透率K Ki-1 i-1与盐水 与盐水pH p
23、Hi i的渗透率 的渗透率K Ki i之间满足 之间满足式 式A A的条件，说明已发生碱敏，的条件，说明已发生碱敏，即为临界 即为临界pH pH值。损害程度的计算方法见 值。损害程度的计算方法见式 式B B 3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价酸化是油田广泛采用的解堵和增产措施。酸液进入油气层后，一 酸化是油田广泛采用的解堵和增产措施。酸液进入油气层后，一方面可改善油气层的渗透率，另一方面又与油气层中的矿物及地层流 方面可改善油气层的渗透率，另一方面又与油气层中的矿物及地层流体反应产生沉淀并堵塞油气层的孔喉。油气层的
24、体反应产生沉淀并堵塞油气层的孔喉。油气层的酸敏性 酸敏性是指油气层与 是指油气层与酸作用后引起渗透率降低的现象 酸作用后引起渗透率降低的现象酸敏实验的 酸敏实验的目的 目的是研究各种酸液的酸敏程度，其本质是研究酸液 是研究各种酸液的酸敏程度，其本质是研究酸液与油气层的配伍性，为油气层基质酸化和酸化解堵设计提供依据 与油气层的配伍性，为油气层基质酸化和酸化解堵设计提供依据 3.2.5 3.2.5 酸敏 酸敏 概念及目的 概念及目的3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价现行部颁标准的具体作法 现行部颁标准的具体作法（1 1）
25、用地层水）用地层水正向 正向测基础渗透率 测基础渗透率K K1 1（2 2）反向 反向注入 注入0.5 0.5 1.0 1.0倍孔隙体积的酸 倍孔隙体积的酸液，关闭阀门反应 液，关闭阀门反应1 1 3h 3h（3 3）用地层水）用地层水正向 正向测出恢复渗透率 测出恢复渗透率K K2 2K K2 2/K/K1 1 0.3 0.3 0.3 0.3 0.7 0.7 0.7 0.7酸敏程度 酸敏程度 强 强 中等 中等 弱 弱3.2.5 3.2.5 酸敏 酸敏 原理及评价指标 原理及评价指标建议将这种作法改为 建议将这种作法改为（1 1）用地层水）用地层水正向 正向测基础渗透率，再用 测基础渗透率，
26、再用煤油测出酸作用前的渗透率 煤油测出酸作用前的渗透率K K1 1（2 2）反向 反向注入 注入0.5 0.5 1.0 1.0倍孔隙体积的酸液 倍孔隙体积的酸液（3 3）用煤油）用煤油正向 正向测出恢复渗透率 测出恢复渗透率K K2 2酸敏实验包括鲜酸（一定浓度的盐酸、氢氟酸、土酸）和残酸（可用 酸敏实验包括鲜酸（一定浓度的盐酸、氢氟酸、土酸）和残酸（可用鲜酸与另一块岩心反应后制备）的敏感实验。用实验所测的两个渗透率和 鲜酸与另一块岩心反应后制备）的敏感实验。用实验所测的两个渗透率和计算的比值来评价酸敏程度 计算的比值来评价酸敏程度3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3
27、章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价项 项 目 目 在保 在保 护 护 油气 油气 层 层 技 技 术 术 方面的 方面的 应 应 用 用速敏实验（油速敏和水速敏）1.确定水敏、盐敏、酸敏、碱敏实验的实验流速2.确定油井不发生速敏损害的临界流量3.确定注水后不发生速敏损害的临界注入速率，如果临界注入速率太小，不能满足配注要求，应考虑增注措施水敏实验1.如无水敏，进入地层的工作液的矿化度只要小于地层水矿化度即可，不作严格要求2.如果有水敏，则必须控制工作液的矿化度大于低临界矿化度3.如果水敏性较强，在工作液中要考虑使用粘土稳定剂盐敏实验（升高矿化度和降低矿化度）1.对于进入地层的各
28、类工作液都必须控制其矿化度在两个临界矿化度之间，即低临界矿化度工作液矿化度高临界矿化度2.对于注水开发油田，当注入水的矿化度比低临界矿化度要小时，为了 避免发生水敏损害，要在注入水中加入合适的粘土稳定剂，或对注水井用粘土稳定剂进行周期性处理碱敏实验1对于进入地层的各类工作液都必须控制其pH 值在临界pH 值以下2.如果是强碱敏地层，由于无法控制工作的pH 值在临界pH 值之下，可采用屏蔽式暂堵技术防止油气层损害3.对存在碱敏性的地层，三次采油作业中，要避免使用强碱性驱油流体（如碱水驱油）酸敏实验1.为基质酸化设计提供科学依据2.为确定合理的解堵方法和增产措施提供依据五敏实验结果的应用 五敏实验
29、结果的应用3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价3.2.6 3.2.6 应力敏感 应力敏感 概念及目的 概念及目的应力敏感性 应力敏感性是考察在施加一定的有效应力时，岩样的物性参数随应力变化 是考察在施加一定的有效应力时，岩样的物性参数随应力变化而改变的性质。它反映了岩石孔隙几何学及裂缝壁面形态对应力变化的响应 而改变的性质。它反映了岩石孔隙几何学及裂缝壁面形态对应力变化的响应应力敏感性评价的目的 应力敏感性评价的目的（1 1）准确地评价储层，通过模拟围压条件测定孔隙度可以将常规孔隙度）准确地评价储层，通过模拟围压条件测
30、定孔隙度可以将常规孔隙度值转换成原地应力条件，有助于储量评价 值转换成原地应力条件，有助于储量评价（2 2）求出岩心在原地条件下的渗透率，便于建立岩心渗透率与测试渗透）求出岩心在原地条件下的渗透率，便于建立岩心渗透率与测试渗透率间的关系，对认识测试渗透率和地层电阻率也有帮助 率间的关系，对认识测试渗透率和地层电阻率也有帮助（3 3）为确定合理的生产压差提供依据）为确定合理的生产压差提供依据3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价应力敏感性评价的具体方法 应力敏感性评价的具体方法（1 1）选择实验岩心，测量长度、直径等）选择
31、实验岩心，测量长度、直径等（2 2）选择有效应力实验点分别为）选择有效应力实验点分别为800 psi 800 psi、1000 psi 1000 psi、2000 psi 2000 psi、3000 psi 3000 psi、4000psi 4000psi、5000psi 5000psi、6000psi 6000psi、7000psi 7000psi（3 3）用氮气测出各实验应力）用氮气测出各实验应力 i i值下的渗透率 值下的渗透率K Ki i和孔隙度 和孔隙度3.2.6 3.2.6 应力敏感 应力敏感 原理及评价指标 原理及评价指标3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3
32、 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价Ss0.3 0.30.7 0.71.0 1.0应力敏感程度 弱 中等 强 极强3.2.6 3.2.6 应力敏感 应力敏感 原理及评价指标 原理及评价指标为 为 了清晰地反映 了清晰地反映 应 应 力敏感性的不同，用无量 力敏感性的不同，用无量 纲 纲 渗透率（渗透率（K K i i/K/K 1000 1000)的立 的立方根与应力 方根与应力(i i/1000 1000)的对数作图，可得与的线性关系 的对数作图，可得与的线性关系Ss Ss 值 值 的增加，意味着有效 的增加，意味着有效 应 应 力的影响增大，即岩心的 力的影响增大，即岩心的
33、 应 应 力敏感性 力敏感性 变 变强 强，通，通 过 过 Ss Ss 值 值 可以 可以 较 较 直 直 观 观 地 地 说 说 明岩心的 明岩心的 应 应 力敏感性 力敏感性 强 强 弱。指 弱。指 标 标 可参 可参照下表 照下表3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价在钻井、完井过程中，由于外来流体进入油气层，可使近井筒附近的 在钻井、完井过程中，由于外来流体进入油气层，可使近井筒附近的地层温度下降，从而对地层产生一定的影响，主要体现在以下几个方面 地层温度下降，从而对地层产生一定的影响，主要体现在以下几个方面（1
34、 1）由于地层温度下降，导致有机结垢）由于地层温度下降，导致有机结垢（2 2）由于地层温度下降，导致无机结垢）由于地层温度下降，导致无机结垢（3 3）由于地层温度下降，导致地层中的某些矿物发生变化）由于地层温度下降，导致地层中的某些矿物发生变化温度敏感 温度敏感就是指由于外来流体进入地层引起温度下降从而导致地层渗 就是指由于外来流体进入地层引起温度下降从而导致地层渗透率发生变化的现象 透率发生变化的现象实验的目的 实验的目的就在于研究这种温度敏感引起的地层损害程度，外来流体 就在于研究这种温度敏感引起的地层损害程度，外来流体对地层的 对地层的“冷却效应 冷却效应”3.2.7 3.2.7 温度敏
35、感 温度敏感 概念及目的 概念及目的3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价3.2.7 3.2.7 温度敏感 温度敏感 原理 原理温度敏感性 温度敏感性 评 评 价比 价比 较 较 复 复 杂 杂，整个，整个 实验 实验 装置都必 装置都必 须 须 在恒温箱内完成。在恒温箱内完成。实验 实验 流 流体有两 体有两 类 类，一，一 类 类 是用地 是用地 层 层 水来 水来 进 进 行 行 实验 实验，另一，另一 类 类 是用地 是用地 层 层 原油来 原油来 进 进 行 行 实验 实验（1 1）选择实验岩心，测量长度、直径
36、等）选择实验岩心，测量长度、直径等（2 2）选择实验温度点分别为）选择实验温度点分别为 T T1 1（地层温度）、（地层温度）、T T2 2、T T3 3、T T4 4、T T5 5、T T6 6（地面温度）。每点之间的温差（地面温度）。每点之间的温差为（为（T T6 6-T-T1 1）/5/5（3 3）在实验温度点）在实验温度点T T1 1时，在低于临界流速的条 时，在低于临界流速的条件下，用地层水测出岩心稳定的渗透率 件下，用地层水测出岩心稳定的渗透率K K1 1（4 4）改变实验温度（必须保持恒温）改变实验温度（必须保持恒温2h 2h以上），以上），重复第（重复第（3 3）步，直至测出最
37、后一个实验温度点）步，直至测出最后一个实验温度点T T6 6所 所对应的岩心稳定渗透率 对应的岩心稳定渗透率K K6 6（1 1）选择实验岩心，测量长度、直径等）选择实验岩心，测量长度、直径等（2 2）选择实验温度点分别为）选择实验温度点分别为 T T1 1（地层温度）（地层温度）、T T2 2、T T3 3、T T4 4、T T5 5、T T6 6（地面温度）。每点之间（地面温度）。每点之间的温差为（的温差为（T T6 6-T-T1 1）/5/5（3 3）岩心抽真空饱和地层水）岩心抽真空饱和地层水（4 4）在实验温度点）在实验温度点T T1 1时，在低于临界流速 时，在低于临界流速的条件下，
38、用地层原油测出岩心稳定的渗透率 的条件下，用地层原油测出岩心稳定的渗透率K K1 1（5 5）改变实验温度（必须保持恒温）改变实验温度（必须保持恒温2h 2h以上）以上），重复第（，重复第（4 4）步，直至测出最后一个实验温度）步，直至测出最后一个实验温度点 点T T6 6所对应的原油稳定的有效渗透率 所对应的原油稳定的有效渗透率K K6 6地层原油 地层原油 地层水 地层水3.2 3.2 油气层敏感性评价 油气层敏感性评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价损 损 害程度 害程度 30 30%30 30%70 70%70 70%敏感程度 敏感程度 弱 弱 中等 中等
39、 强 强3.2.7 3.2.7 温度敏感 温度敏感 评价指标 评价指标如果 如果T Ti-1 i-1对应的渗透率 对应的渗透率K Ki-1 i-1与 与T Ti i对应的渗透率 对应的渗透率K Ki i之间满足 之间满足式 式A A的条 的条件，说明已发生温度敏感，件，说明已发生温度敏感，T Ti-1 i-1即为临界温度值。损害程度的计算方 即为临界温度值。损害程度的计算方法见 法见式 式B B。指标可参照下表 指标可参照下表3.3 3.3 工作液对油气层的损害评价 工作液对油气层的损害评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价工作液对油气层的损害评价 工作液对油气层的
40、损害评价主要是借助于各种仪器设备，主要是借助于各种仪器设备，预先在室内评价工作液对油气层的损害程度，达到优选工作液 预先在室内评价工作液对油气层的损害程度，达到优选工作液配方和施工工艺参数的目的。它主要包括两个方面，即工作液 配方和施工工艺参数的目的。它主要包括两个方面，即工作液的静态损害评价和工作液的动态损害评价 的静态损害评价和工作液的动态损害评价本节所述的工作液包括钻井液、水泥浆、完井液、压井液、本节所述的工作液包括钻井液、水泥浆、完井液、压井液、洗井液、修井液、射孔液和压裂液等 洗井液、修井液、射孔液和压裂液等“七敏 七敏”实验的概念、目的、原理、评价指标 实验的概念、目的、原理、评价
41、指标 内因 内因工作液对油气层的损害评价 工作液对油气层的损害评价 外因 外因3.3 3.3 工作液对油气层的损害评价 工作液对油气层的损害评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价3.3.1 3.3.1 工作液的静态损害评价 工作液的静态损害评价工作液的静态损害评价 工作液的静态损害评价主要利用各种静滤失实验装置测定 主要利用各种静滤失实验装置测定工作液滤入岩心前后渗透率的变化，来评价工作液对油气层的 工作液滤入岩心前后渗透率的变化，来评价工作液对油气层的损害程度并优选工作液配方。实验时，要尽可能模拟地层的温 损害程度并优选工作液配方。实验时，要尽可能模拟地层的温度和
42、压力条件 度和压力条件。用下式来计算工作液的损害程度 用下式来计算工作液的损害程度 损 损 害程度 害程度 30 30%30 30%70 70%70 70%敏感程度 敏感程度 弱 弱 中等 中等 强 强3.3 3.3工作液对油气层的损害评价 工作液对油气层的损害评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价3.3.2 3.3.2 工作液的动态损害评价 工作液的动态损害评价工作液的动态损害评价 工作液的动态损害评价在尽量模拟地层实际工况条件下，评价工作液对 在尽量模拟地层实际工况条件下，评价工作液对油气层的综合损害（包括液相和固相及添加剂对油气层的损害），为优选损 油气层的综
43、合损害（包括液相和固相及添加剂对油气层的损害），为优选损害最小的工作液和最优施工工艺参数提供科学的依据 害最小的工作液和最优施工工艺参数提供科学的依据动态损害评价与静态损害评价相比能更真实地模拟井下实际工况条件下 动态损害评价与静态损害评价相比能更真实地模拟井下实际工况条件下工作液对油气层的损害过程，工作液对油气层的损害过程，两者的最大差别在于工作液损害岩心时状态不 两者的最大差别在于工作液损害岩心时状态不同，静态评价时，工作液为静止的，而动态评价时，工作液处于循环或搅动 同，静态评价时，工作液为静止的，而动态评价时，工作液处于循环或搅动的运动状态 的运动状态显然工作液的动态损害评价过程更接近
44、现场实际，其实验结果对现场更 显然工作液的动态损害评价过程更接近现场实际，其实验结果对现场更具有指导意义。动态情况下，计算损害程度仍然用下式，评价指标见下表 具有指导意义。动态情况下，计算损害程度仍然用下式，评价指标见下表损 损 害程度 害程度 30 30%30 30%70 70%70 70%敏感程度 敏感程度 弱 弱 中等 中等 强 强3.3 3.3工作液对油气层的损害评价 工作液对油气层的损害评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价3.3.3 3.3.3 用多点渗透率仪测量损害深度和损害程度 用多点渗透率仪测量损害深度和损害程度工作液的静态损害评价和工作 工作液的
45、静态损害评价和工作液的动态损害评价反映了沿整个岩 液的动态损害评价反映了沿整个岩心长度上的平均损害程度，但渗透 心长度上的平均损害程度，但渗透率的降低并不一定在整个岩心长度 率的降低并不一定在整个岩心长度上，也许只在前面某一段。因此，上，也许只在前面某一段。因此，准确地测出工作液侵入岩心的真实 准确地测出工作液侵入岩心的真实损害深度，对于指导今后的生产具 损害深度，对于指导今后的生产具有非常重要的意义。目前，国外广 有非常重要的意义。目前，国外广泛采用多点渗透率仪来测量工作液 泛采用多点渗透率仪来测量工作液侵入岩心的损害深度和损害程度，侵入岩心的损害深度和损害程度，它的工作原理如右图 它的工作
46、原理如右图 3.3 3.3工作液对油气层的损害评价 工作液对油气层的损害评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价3.3.3 3.3.3 用多点渗透率仪测量损害深度和损害程度 用多点渗透率仪测量损害深度和损害程度损 损 害程度 害程度 30 30%30 30 70 70%70 70%敏感程度 敏感程度 弱 弱 中等 中等 强 强将数块岩心装入多点渗透率仪 将数块岩心装入多点渗透率仪的夹持器内组成长岩心，测量损害 的夹持器内组成长岩心，测量损害前的基线渗透率曲线，然后用工作 前的基线渗透率曲线，然后用工作液损害岩心，再测损害后的恢复渗 液损害岩心，再测损害后的恢复渗透率曲
47、线，利用损害前后渗透率曲 透率曲线，利用损害前后渗透率曲线对比求损害深度和分段损害程度 线对比求损害深度和分段损害程度 3.3 3.3工作液对油气层的损害评价 工作液对油气层的损害评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价3.3.3 3.3.3 用多点渗透率仪测量损害深度和损害程度 用多点渗透率仪测量损害深度和损害程度利用此实验结果与试井数据对比，可以更准确地确定油气 利用此实验结果与试井数据对比，可以更准确地确定油气层损害深度和损害程度 层损害深度和损害程度3.3 3.3工作液对油气层的损害评价 工作液对油气层的损害评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层
48、损害的室内评价3.3.4 3.3.4 其它评价实验简介 其它评价实验简介简单介绍 简单介绍正反向流动实验 正反向流动实验、体积流量评价实验 体积流量评价实验、系列流体 系列流体评价实验 评价实验、酸液评价实验 酸液评价实验、润湿性评价实验 润湿性评价实验、相对渗透率曲线 相对渗透率曲线评价实验 评价实验、膨胀率评价实验 膨胀率评价实验、离心法测毛管压力快速评价实验 离心法测毛管压力快速评价实验等 等的实验目的及其用途 的实验目的及其用途3.3 3.3工作液对油气层的损害评价 工作液对油气层的损害评价第 第3 3章 章 油气层损害的室内评价 油气层损害的室内评价3.3.4 3.3.4 其 其它
49、它评 评价 价实 实验 验简 简介 介实验项目 实验项目 实验目的及用途 实验目的及用途正反向流动实验 观察岩心中微粒受流体流动方向的影响及运移产生的渗透率损害情况体积流量评价实验在低于临界流速的情况下，用大量的工作液流过岩心，考察岩心胶结的稳定性；用注入水作实验可评价油气层岩心对注入水量的敏感性系列流体评价实验了解油气层岩心按实际工程施工顺序与各种外来工作液接触后所造成的总的损害及其程度酸液评价实验按酸化施工注液工序向岩心注入酸液，在室内预先评价和筛选保护油气层的酸液配方润湿性评价实验通过测定注入工作液前后油气层岩石的润湿性，观察工作液对油气层岩石润湿性的改变情况相对渗透率曲线评价实验测定油
50、气层岩石的相对渗透率曲线，观察水锁损害的程度；测定注入工作液前后油气层岩石的相对渗透率曲线，观察工作液对油气层岩石相对渗透率的改变及由此发生的损害程度膨胀率评价实验测定工作液进入岩心后的膨胀率，评价工作液与油气层岩石（特别是粘土矿物）的配伍性离心法测毛管压力快速评价实验用离心法测定工作液进入油气层岩心前后毛管压力的变化情况，快速评价油气层的损害从两五敏实验和其它评价实验两个表中可看到，油气层损害的室内评价结果可以为 从两五敏实验和其它评价实验两个表中可看到，油气层损害的室内评价结果可以为各个作业环节保护油气层技术方案的制定提供依据。也就是说，从打开油气层开始 各个作业环节保护油气层技术方案的制