第四章 油气层损害机理——【保护油层气技术】
采油过程中油气层损害及保护技术
采油过程中油气层损害及保护技术摘要：采油过程中的损害相对比较多，会对油气层造成较大的伤害，从而导致其机理出现问题。
为此相关人员应该做好预防措施和解决措施，由于各个油田的地理条件和环境条件有所不同，所以在针对采油的过程中所使用的方法也有所不同，在具体开展中需要结合实际情况做好相应的预防措施，这样能够防止一些其他问题的出现，从而保证我国该行业的长远发展。
本文主要分析采油过程中油气层损害及保护技术。
关键词：油气层；损害机理；保护技术引言当油气勘探工作完成后，需要经历钻井、完井、修井等环节，这些环节的开展将会对地质环境带来影响，从而破坏油气层自身的物理以及化学平衡，导致油气层受到较大的影响。
根据当前相关人员的研究可以明确当前气田勘探和开发是一个完整的工程，如果在开展相关工作的过程中某个环节出现问题，则会造成油气层自身受损，这也很可能导致其他工作受到影响。
因此，相关人员在具体的开展中需要明确当前油气层自身受损机理，并采取有效的方法做好相应的改善。
不过目前来看，由于多方面因素影响，油气层的保护方法还不够理想，需要进一步采取有效的方法做好改善。
1、油气层损害机理油气层损伤发生在油品检验加工过程中，其性质是各种工艺造成的油气层污染和损伤。
如果不能有效地预防和保护，会直接影响油气层的发展效率，增加发展难度。
以低渗透油藏为例，结合大量的研究实践，发现油气储层受损的主要原因有两个，一个是发育层孔隙和柱状中液体和固体颗粒的堵塞和迁移，另一个是液固和液液固之间的相应化学反应和热力学效应。
一些学者认为，低渗透油藏损伤属于非常复杂的系统工程，是内外损伤源和复合损伤源综合作用的结果。
具体的损伤形式包括外来液体与地层岩石和地层液体不相容，如碱敏损伤、水敏损伤和有机石灰块。
固体颗粒迁移和堵塞造成的损害；微生物等造成的损害。
石油检验加工过程中，油气层损坏的原因有几个。
第一，碎石包装，如b .不正确的碎石尺寸，导致储罐砂充填碎石层或聚合物残留物、锈蚀、螺丝钉涂层等油气层污染和损伤。
采油过程中油气层损害及保护技术
采油过程中油气层损害及保护技术摘要：油气勘探完成后，需要经过钻井、完井、修井等环节。
这些环节的开发将对地质环境产生影响，从而破坏油气藏的物理化学平衡，对油气藏产生巨大影响。
根据有关人员的研究，可以清楚地看出，目前的气田勘探开发是一个完整的项目。
如果在开展相关工作的过程中，某个环节出现问题，会对油气藏本身造成损害，可能会影响其他工作。
因此，在具体开发中，相关人员需要明确目前油气藏本身的损害机理，并采取有效的方法进行相应的改进。
然而，目前由于各种因素的影响，油气藏的保护方法并不理想，需要采取进一步有效的方法加以改进。
关键词：采油过程；油气层损害；保护技术1采油过程中油气受损机理1.1外因作用下油气层造成的损害在不同生产过程中因为外界因素作用造成的损害会有较多种类，其中一种叫做外界流体和储层岩石矿物流体不匹配造成损害，其形成原因可以体现在以下几点：(1）流体中固相颗粒堵塞油气层造成的损害，入境一般会有两种固相的颗粒，一种是加入有用的颗粒，当前比较常见的有加重剂，另一种则是有害固体，其自身包含岩屑等污染物，损害油气的原理是井眼中流体的液体压力过大造成空隙进入油气层从而造成堵塞。
(2）压漏油气造成油气层损害，地质自身的性质发生变化，这也使得相关人员在作业的时候很容易形成这种损害，特别是作业的液压过大时会造成液漏进入油气层，从而使得油气层受到损害。
(3）出砂和底层坍塌造成油气层损害，在具体采油的过程中随着采油的深入油气层的变化，会造成出现较大的压差，这也很容易造成油气层出现大量的砂，导致气层出现坍塌从而造成较大的影响。
(4）加深油气层损害深度，在具体开展作业的过程中由于造成较大的差距，在高压差的作用下，油气层的固量和滤液量形成较大的差距，这也使得自身的损害和液相受到影响，从而造成油气层受到较大的影响。
1.2压裂损害在分析不同程度的损害时，压裂可能会产生负面影响。
在压裂过程中，残渣对压裂效果有很大影响。
如果相对较小的颗粒进入油气层，可能会出现堵塞。
油气层损害的机理
一、油气层损害的基本概念油气层损害：任何阻碍流体从井眼周围流入井底的现象。
油气层损害的主要表现形式：油气层渗透率的降低，包括油藏岩石绝对渗透率和油气相对渗透率的降低。
发生油气层损害的主要作业环节：在钻井、完并、修井、实施增产措施和油气开采等发生油气层损害的机理：工作流体与储层之间物理的、化学的或生物的相互作用。
二、保护油气层的重要性①在油气勘探过程中，直接关系到能否及时发现油气层和对储量的正确估算。
②保护油气层有利于提高油气井产量和油气田开发经济效益。
可以大大减少试油、酸化、压裂和修井等井下作业的工作量，降低生产成本。
③有利于油气井的增产和稳产。
三、保护油气层涉及的技术范围八方面内容：①岩心分析、油气水分析和测试技术；②油气层敏感性和工作液损害室内评价技术；③油气层损害机理研究和保护油气层技术系统方案设计；④钻井过程中的油气层损害因素分析和保护油气层技术；⑤完井过程中的油气层损害因素分析和保护油气层技术；⑥开发生产中的油气层损害因素分析和保护油气层技术；⑦油气层损害现场诊断和矿场评价技术；⑧保护油气层总体效果评价和经济效益综合分折技术。
四、油气层损害机理1油气目的潜在损害因素1）油气层储渗空间孔喉类型和孔隙结构参数与油气层损害关系很大2）油气层的敏感性矿物速敏、水敏、盐敏、酸敏、碱敏3）油藏岩石的润湿性4）油气层流体性质2固体颗粒堵塞造成的损害1）流体中固体颗粒堵塞油气层造成的损害2）地层中微粒运移造成的损害3工作液与油气层岩石不配伍造成的损害1）水敏性损害2）碱敏性损害3）酸敏性损害4）油气层岩石润湿反转造成的损害4工作液与油气层流体不配伍造成的损害1）无机垢堵塞2）有机垢堵塞3）乳化堵塞4）细菌堵塞5油气层岩石毛细管阻力造成的损害评价油气层损害的实验方法评价实验是指在研究油层损害问题时，在实验室内进行的定性或定量分析测定的实验。
该评价实验由一系列综合性的岩心分析实验组成。
一、评价实验的目的：保护油气层。
保护油气层技术
保护油层技术的主要内容： 目前，国内已经形成以下成熟的系列技术： 1、岩心分析技术； 2、储层敏感性评价； 3、地层损害机理研究； 4、保护油层的工艺技术（核心是工作液技术）； 5、保护油层的评价技术：室内评价方法与评价标准、 矿场评价技术； 6、保护油层技术的配套和系列化； 7、保护油层技术的经济评价； 8、保护油层的计算机模拟技术。
特点： 1、将无法消除的造成油层损害的不利因素转化为保护 油层的必要条件，从根本上解决了正压差问题，大大 解放了钻井技术：对正压差大小、固相要求、浸泡时 间……都可不作要求。 2、只与油藏孔喉结构与泥浆中固相粒子级配有关，因 此适合于各类泥浆，多种油藏。 3、不必虑察固井的损害。 4、成本低，操作十分简单：对泥浆性能无大的影响， 且有利。 5、可完全解决钻井、完井过程中油层损害问题。
4、润湿性、毛管现象引起的地层损害 （1）水锁 （2）润湿反转 （3）乳状液堵塞 （4）气泡堵塞 …… 5、地层温度、压力变化引起的地层损害。
由于油层损害机理是油层保护技术的关键，而不同 油层及不同工艺的损害机理都不相同，因此在进行油 层保护技术研究时，必须作针对性的研究实验。
储层损害的评价技术： 室内评价： 模拟工作液体系及工况（地层岩心、温度、压 力……）对具体作业进行损害和保护评价，为现场实 用提供依据。 矿场评价： 试井评价：如表皮系数、损害系数、完善指 数…… 产量递减分析： 测井评价：
1、不该进入油层的工作液的液相、固相组分尽量不进入油层； 2、必须进入油层的工作液，必须与油层组成结构相配伍； 3、有可能则采用暂堵技术； 4、预防为主，但相应的解堵技术还是必要的； 5、必须让保护油层的各种技术措施与原作业环节的技术要求 协调一致； 6、各项保护油层技术应系统优化形成系列； 7、避免井下事故。 工作液是造成油层损害的普遍而主要的原因，但油层保护 又必须通过工作液来实施完成。
浅谈采油过程中油气层损害及保护技术
内 因制 和外 因制 ， 现在 介绍不 同成因下的油 气层损害机理 。
中保 护技术 ， 对 油气层做到保 护的 同时提 高采收 率。 关键词 ： 采油； 油气层 ； 保 护技 术
１ ． ３生产或作业时间对油气层损害的影响
生产或作业时 间对油气层的损害可产生如下两方面的影响 ：
从油 气 田勘 探之后 ， 经 历钻 井 、 完井、 修井、 注 水和 增产 等 生产 过 程会 改 变之 前 的地 质环 境 条件 ， 破 坏 油 气层 原有 的 物
根据不 同成 因又 可以分为以 下四种 ： 矿场的评价 ， 最终确定应采 用的工作 制度 。
２ ． ２保持 油气 层压 力 开采 入 井通 常有 两种 固相 的颗 粒 ： 一 种是 加 入的 有用 颗粒 ， 比 如 果能保 持油 气层在饱 和压 力以上 开发 ， 可 以达到 油井维 如 我们 常见 的加 重剂 ； ； 另外 一种 则是有 害固体 ， 包 含有岩 屑等 持 较高 的井 底压 力 ， 延长 自喷期 ， 从 而 降低 其生 成成 本 。保持 固相 的污染物 。损 害油气 的原理就 是 ， 当井 眼 中流 体的液 注压 地 层压 力还 可以 延缓原 油中溶解 在采 油生产 中的逸 出时 间 ， 达
层潜 在 损害 而产生 的 损害 ， 但 是 损害 仍然 是存 在 ， 并 且也 威胁 度对油 气 层的 损害 有这 以下 四个 方面 ： ① 应 力敏 感效 应 ； ② 生 到油 气的正 常生产 。通过 研究发 现 ， 采油生 产过 程的油 气层 损 产压差 ； ⑧ 结垢 ； ④脱 气。
石油开采-保护油气层技术
适用于油井，对设备无腐蚀。对井筒套管及近井地带地层形成的蜡堵，胶质沥 青堵塞有较强的溶解作用。根据堵塞物程度和类型的不同，适当调整配方，可以 提高解堵效果。
⑧定向爆破技术 ⑨循环脉冲解堵技术 3、解堵技术的选择方法
①根据储层损害的类型和程度来选择
对于初期产量较好，后因压井、洗井、检泵或其它措施引起近井地带损害程 度较轻的井，可采用水力振荡、土酸加3～5%互溶剂的办法来处理。
Q Qmax
式中， A=dh*SPE*SE 表示射孔单位射开厚度的流动面积，cm2
Qc 实验岩心临界流量，m3/d Qmax 最高采油量，m3/d Dc 岩心直径，cm H 射开层段厚度 Q 油层孔隙度 h 射孔孔眼长度 Qc 岩心孔隙度 d 射孔孔眼直径 SPE 孔密，孔/米 SE 发射率
2、保持地层压力下开采
当然，要科学地治理已停产的井，我们必须搞清这些井停产的原因是什么？ 然后才能针对该原因采取相应的治理措施，如果是因为储层损害而导致的油气流 动通道堵塞，我们必须进行解堵措施处理。同样，要延长生产井的使用寿命，应 该在预测储层损害的基础上采取相应的保护措施。
目前，我国已发展了解除不同储层堵塞的处理措施，但在具体选择这些措施 时却存在较大的盲目性，给施工效果带来较大的影响，因此，为提高施工效果和 增加油田产量，也必须进行储层损害诊断。
如果原油中的轻质馏分愈多，则蜡的结晶温度就愈低，就愈不易 析蜡。
沥青质沉积后很难解除，一般酸化无效果，而且会加剧沥青质沉 积。
一般注CO2混相驱、酸化解堵、注入不适宜的有机化合物如乙醇等 都将引起严重的沥青质沉积，堵塞近井地层。引起沥青质沉积的主 要因素是压力、其次为温度。
4、润湿反转/乳化堵塞
随着地层压力的下降，水驱油藏的井含水 率上升，进而引起储层润湿反转或乳化堵塞地 层现象。
油田开发生产过程中的保护油气层技术
油田开发生产过程中的保护油气层技术引言油藏的开发和生产是油田经济运营的重要环节。
在油田的开发生产过程中，采用适当的保护油气层技术能够减少对油气层的损害，确保油气层的持续产能和长期开发利用。
本文将介绍油田开发生产过程中常用的保护油气层技术，并分析其原理和应用。
1. 油田开发生产中的油气层保护概述在油田开发和生产过程中，为了最大限度地提取油气资源，需要进行各种作业活动，如钻井、压裂、注水等。
这些作业活动有时可能会对油气层造成损害，降低油气层的产能和可开发性。
因此，采用适当的保护油气层技术是非常重要的。
2. 油田开发生产中的保护油气层技术2.1 钻井技术钻井是开发油气资源的重要环节。
在钻井过程中，通过合理的钻井设计和操作可以最大限度地减少对油气层的损害。
一些常用的保护油气层技术有： - 合理选用钻井液，避免对油气层造成不可逆的损害； - 控制钻井液密度，避免造成井底超压；- 选择合适的钻井液体系，减少油气层渗透率的损害； - 合理控制钻井液的循环速度，避免形成“过快、过慢”循环，造成油气层损害。
2.2 压裂技术压裂是一种常用的增产技术，但如果不加以保护，可能对油气层造成损害。
在进行压裂作业时，应注意以下事项以保护油气层： - 合理设计压裂方案，避免过度破坏油气层； - 控制注入液体的压力，避免超过油气层承压能力； - 选择合适的压裂液体系，减少对油气层渗透率的损害； - 控制压裂液体的体积和浓度，避免超过油气层的容限，以防止破裂带扩展。
2.3 注水技术注水是一种常用的提高油田采收率的方法，但在注水过程中也要注意保护油气层，避免意外损害。
以下是一些常见的注水技术： - 在选择注水井位时，要避免与含油层太过接近，以防止渗透压的改变； - 控制注水压力和流量，避免超过油气层的承压能力； - 选用适当的注水液体系，减少对油气层渗透率的影响； - 定期修井检查，及时排除可能的故障和损害。
3. 保护油气层技术的应用案例在实际的油田开发生产中，保护油气层技术已经得到广泛应用。
油气层损害及保护技术
2、针对性
油气层保护技术的针对性很强。
•储层特征不同（储层岩石、矿物组成、物性 特征、流体性质等） •作业特征及其开发方式不同 •储层产能不同
3、高效性
油气层保护技术是一项少投入、多产出的新技术。 •保护储层单井投入相对较低 •实施保护技术后对于一个高产井每提高１％的产量 就意味着巨大的经济效益； •降低生产井改造成本； •延长油气井生产寿命； •提高油气田最终采收率； •提高注水井注水效益，降低其成本。
保护油气层钻井技术
➢ 选用与油气层相配伍的钻井液 ➢ ——水基、油基、气体类 ➢ 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 ➢ ——合理井身结构，裸眼段处于同一压力系统 ➢ 缩短浸泡时间 ➢ 搞好中途测试 ➢ 防止井喷、井漏、井塌等复杂情况
（二）保护油气层的重要性
各个作业过程都可能损害储层:
➢ 静态、动态敏感性实验—油（水）速敏、 水敏、盐 敏、碱敏、酸敏、应力敏感
➢ 正反向流动实验 ➢ 体积流量评价 ➢ 系列流体渗透率评价 ➢ 酸液评价 ➢ 润湿性评价 ➢ 相对渗透率 ➢ 离心机法毛管压力曲线快速评价 ➢ 钻井完井液体系评价实验（模拟损害实验）
损害机理诊断 （潜在或已经发生）
➢ 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 ➢ 中途测试、测井、完井测试（试油）分析 ➢ 模拟实际工况下流体——岩石相互作用 ➢ 实验岩心的代表性 ➢ 损害机理
油气层损害 及保护技术
讲授内容提纲
一、油气层损害概念、油气层保护重要性及原则 二、油气层损害机理 三、保护油气层技术 四、小 结
一、油气层保护技术概述
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 勘探开发中防止储层伤害，低成本高效 率地勘害概念、保护油气层重要性及原则
油气层损害及保护技术
(一)油气层损害实质及类型
油气层损害类型
1.缩小或堵塞渗流空间的损害 1.缩小或堵塞渗流空间的损害
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
外界固相颗粒侵入堵塞(固相损害) 外界固相颗粒侵入堵塞(固相损害) 储层微粒水化膨胀/分散(水敏损害) 储层微粒水化膨胀/分散(水敏损害) 微粒运移(速敏损害) 微粒运移(速敏损害) 出砂 无机沉淀(包括二次沉淀) 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
（二）保护油气层的重要性
各个作业过程都可能损害储层:
钻井、完井、试油等油井作业过程中，固相/滤 液进入储层发生作用，不适当工艺，引起有效渗透率降 低,损害储层
储层损害的危害性:
降低产出或注入能力及采收率，损失宝贵的油气 资源，增加勘探开发成本
保护储层的作用与意义：
是加快勘探速度、提高油气采收率和增储上产的 重要技术组成部份，是保护油气资源的重要战略措施， 对促进石油工业、少投入、多产出、和贯彻股份公司以 效益为中心的方针都具有十分重要的作用
2)地层水性质与油气层损害的关系 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 1)与油气层损害有关的性质 含蜡量，粘度，胶质、 含蜡量，粘度，胶质、沥 青质和硫含量，析蜡点， 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
胶结物 骨架颗粒
2、油气层渗流空间-损害关系
1) 孔喉大小与油气层损害的关系 孔喉越大， 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 孔喉越小， 2) 孔喉弯曲度和孔隙连通性与油气损害的关系 孔喉弯曲度越大，孔隙连通性越差,储层孔喉越易受到损害 孔喉弯曲度越大，孔隙连通性越差, 3)渗透性与油气层损害的关系 3)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、 渗透性差的储层，易受到水敏、水锁和微粒堵塞损害
油气层保护第四章
物理作用损害
固相侵入
有用固相：钻井完井液中的粘土、加重剂和桥堵剂等。
有害固相：钻屑和注入流体中的固相杂质。
当井眼中液柱压力大于油气层孔隙压力时，固相颗粒 就会随流体一起进入油气层，在井眼周围或井间的某些 部位沉积下来，从而缩小油气层流道尺寸，甚至完全堵 死油气层。
物理作用损害
固相损害的特点 颗粒一般在近井地带造成较严重的损害；
第一节 油气层损害类型
概述
物理作用
化学作用
生物作用 热力作用
时间的影响
概述
油气层损害(Formation Damage): 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的现象通称为油气层损害。
实质：储层孔隙结构变化引起渗透率下降。渗透
率下降包括绝对渗透率的下降（渗流空间改变，
集层骨架结构和胶结物之间的胶结方式以及胶接强度 、应力状态和油气井生产的作业环境、条件有关。 实质：流体流经砂体之间的孔隙时产生了摩擦和压降 ，当压力 降很大摩擦力很大且超过胶接强度 时，单
个砂粒开始移动进入井筒。
化学作用损害-岩石与流体不配伍
细菌堵塞 外来流体（主要是注水）以及下入管柱作业时，
应用屏蔽暂堵原理设计无损害的钻井完井液。
欠平衡作业 严格过滤压井液、射孔液、修井液、酸液、压裂液等 流体中的固相，避免固相侵入。
物理作用损害
相圈闭损害
相圈闭与不利的毛管压力和相对渗透率效应有密切关系 相圈闭的基本表现：由于某一相流体（气、油、水）饱 和度暂时或永久性地增加，产出或注入流体相对渗透率 的下降。
物理作用损害
应力损害
油气层岩石在地下受到垂向应力（SV）、侧应力（SH ，Sh）和孔隙流体压力（即地层压力pR）的共同作用。 上覆岩石产生的垂向应力仅与埋藏深度和岩石的 密度有关，对于某点岩石，上覆岩石压力认为是恒定 的。 井眼形成后，岩石变形和应力重新分布，井壁岩 石的压缩和剪切膨胀产生应力损害。损害程度取决于 井眼轨迹取向、岩石力学性质和原地应力场参数。 • 影响因素：压差、油气层自身的能量和油气藏类型。
保护油气层技术
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。
(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。
(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
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
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
第四章 油气层损害机理
第一节 油气层损害机理的研究方法
一、油气层损害的内外因 内因：凡是受外界条件影响而导致油气层渗透
率降低的油气层内在因素，均属油气层潜在损害 因素，即内因。它是油气层本身固有的特性，主 要包括：岩石的岩性、物性及流体性质。
2021/6/12
第一节 油气层损害机理的研究方法
外因：在施工作业时，任何能够引起油气层微观结构 或流体原始状态发生改变，并使油气井产能降低的外部 作业条件，均为油气层损害外因，主要指入井流体性质、 作业压差、温度、和作用时间等可控因素。
Expressed as a percent.
Shales and sands are porous. The pore spaces in sands & shales are the space 2021/6/12occupied by “in-situ” formation fluids.
Fluid flow (rate)
（3）孔隙连通程度：可用以下三个参数表示。 ① 最小未饱和孔隙体积百分数Smin：Smin越小连通程度
越好，Smin可从毛管压力曲线获得。 ② 褪汞效率We：We越大，连通程度越好。 ③ 孔喉配位数：孔喉配位数即与一个孔隙连通的喉道数，
可由孔隙铸体薄片统计计算求得。配位数越小，孔隙间连通 程度越差。
欢迎大家光临
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第四章 油气层损害机理
第一节 油气层损害机理的研究方法 第二节 油气层潜在损害因素 第三节 外来流体与油气层岩石的作用 第四节 外来流体与油气层流体的作用 第五节 工程因素和油气层环境条件变化 造成的损害 第六节 碳酸盐岩油气层损害机理
2021/6/12
第一节 油气层损害机理的研究方法
内因是油气层被损害的客观条件，称为油气层的潜在 损害因素。这些潜在损害因素只有在一定外因作用下才 产生油气层损害，所以，为了弄清油气层损害机理，不 但要弄清油气层损害的内因和外因，而且还要研究内因 在外因作用下产生损害的过程。
《保护油气层技术》PPT课件
2006年天然气主要生产国剩余探明可采储量
我国油气储量及开发形势
我国石油储量
21亿吨，占世界的1.3%，排名第13位； 世界人均石油25.6吨，我们只有1.6吨，占世界 人均的6%；
我国天然气储量
3.5万亿m3，占世界的2.5%，排名第20位； 世界人均天然气23200m3，我们只有1080m3，占 世界人均的4.6%。
油气储量分布
世界石油储量及分布
截至2007年，全球石油估算探明储量 为1686亿吨(1.2万亿桶)，欧佩克成员国的 石油储量占全球的78.2% ,沙特阿拉伯位列 世界石油储量之首。
储量换算: 1桶=0.1370吨。 产量换算: 1桶/日=50吨/年。
世界各地石油蕴藏比例（2008）
中国行业研究报告网,2008.6.24
预计2020年全国石油年产量为（1.8～2）×108t； 预计2020年石油消耗量力求控制在（4.3～4.5）×108t。
效益良好、供不应求、形势严峻、原油进口国
中国石油的发展战略
上个世纪末以来，中国石油安全问题 已经跃入国际层面，并逐渐成为我国经济 社会可持续发展的“瓶颈”之一，不论从 国内资源储量，还是生产潜力，都不能满 足国内强劲的石油需求增长的需要。
（损害机理分析、防护措施研究）
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 保护油气层技术的研究方法（思路）
• 3）系统研究各项作业中所选择的保护油气层 技术措施的可行性与经济合理性，通过综合 研究配套形成系列，纳入钻井、完井与开发 方案设计及每一项作业的具体设计中。（实 施技术研究、方案设计、现场试验）
第一章 绪论
• 相对渗透率 (Relative Permeability
油气层损害机理
第四章油气层损害机理油气层损害机理：就是油气层损害的产生原因和伴随损害发生的物理、化学变化过程。
目的：认识和诊断油气层损害原因及损害过程，以便为推荐和制定各项保护油气层和解除油气层损害的技术措施提供科学依据。
相对渗透率下降包括:水锁、贾敏、润湿反转和乳化堵塞第一节概述渗透空间的改变包括：外来固相侵入、水敏性损害、酸敏性损害、碱敏性损害、微粒运移、结垢、细菌堵塞和应力敏感损害；内因（潜在损害因素）：凡是受外界条件影响而导致油气层渗透性降低的油气层内在因素，包括孔隙结构、敏感性矿物、岩石表面性质和地层流体性质，是储集层本身固有的特性。
外因：在施工作业时，任何能够引起油气层微观结构或流体原始状态发生改变，并使油气井产能降低的外部作业条件，均为油气层损害外因，主要指入井流体（固相和液相）性质、压差、温度和作业时间等可控因素。
外来流体与储集层岩石的相互作用造成：①外来固相颗粒的堵塞与侵入；②滤液侵入及不配伍的注入流体造成的敏感性损害；③ 储集层内部微粒运移造成的地层损害；④出砂；⑤细菌堵塞。
外来流体与地层流体间的不配伍造成：⑥乳化堵塞；⑦无机结垢堵塞；⑧有机结垢堵塞；⑨铁锈与腐蚀产物的堵塞；⑩地层内固相沉淀的堵塞；其它损害包括：射孔造成的压实和不完善等损害；固井和修井作业的注水泥和水泥浆造成的特殊损害等；机理研究除了要准确诊断和判别各种损害因素和各种可能原因外，还必须把各种因素对每个产层的危害性大小按序排列，分出主次，并找出主要因素。
第二节油气层潜在损害因素储集层的主要特征：包括储层岩石骨架颗粒和填隙物等矿物的结构、成分、含量和分 布状态，储集层孔隙结构和喉道特征；储集层中流体类型、成分、含量和流体压力等。
它 们都是影响和决定储集层损害的内在因素。
一、油气层孔隙结构特征与储集层损害的关系1 .储层岩石物质组分碎屑颗粒、杂基（或基质）、胶结物和空隙。
杂基和胶结物统称为填隙物。
他们决定了储成分是石英、长石、岩屑和少量云 母和重矿物，占整个岩石的50%以填充在骨架颗粒之间的细小物质， 它包括了杂基和胶结物两部分。
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Shales and sands are porous. The pore spaces in sands & shales are the space
occupied by “in-situ” formation fluids.
Fluid flow (rate)
第二节 油气层潜在损害因素
喉道的大小、分布，以及它们的几何形态是影响 油气层储集能力、渗透特性的主要因素。
孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其连通关
系，称为油气层的孔隙结构。孔隙结构是从微观角度
来描述油气层的储渗特性，而孔隙度和渗透率则是从
宏观角度来描述油气层的储渗特性。
第二节 油气层潜在损害因素
第四章 油气层损害机理
第一节 油气层损害机理的研究方法 第二节 油气层潜在损害因素 第三节 外来流体与油气层岩石的作用 第四节 外来流体与油气层流体的作用 第五节 工程因素和油气层环境条件变化造 成的损害 第六节 碳酸盐岩油气层损害机理
第一节 油气层损害机理的研究方法
油气层损害机理：油气层损害的产生原因和伴随损害发生的物理、化学变 化过程。
1、油气层的储渗空间的类型和孔隙结构 （1）砂岩储层的孔隙类型和孔隙结构
① 四种基本孔隙类型：粒间孔、溶蚀孔、微孔隙 及裂隙。储层中常以前三种为主，裂隙可与其它任 何孔隙共生。
第二节 油气层潜在损害因素
A. 粒间孔：颗粒相互支撑，胶结物含量少，孔隙位 于颗粒及胶结物之间。以这类孔隙为主的砂岩储集 层孔隙大、喉道粗、连通性好。一般都具有较大的 孔隙度(>20%)与渗透率(>100×10-3 m2)。因此，这 类储层具有较好的储集性与渗透性。
Porosity & Permeabilty of Shale and
Sand
Importance of minimising filtrate invasion
Rock (volume)
POROSITY
Pore space (volume)
PERMEABILITY
Porosity is the ratio of pore volume to the total rock volume.
第一节 油气层损害机理的研究方法
三、油气层损害机理的研究方法 1. 研究油气藏类型和油气层剖面，在岩相学、
岩类学方面搞清油气层潜在损害因素； 2. 用岩心做岩矿分析测定、油气层敏感性实验
，岩心静态和动态流动实验和一些模拟实验、单项 实验，以及对比评价实验；
第一节 油气层损害机理的研究方法
3. 通过对各种生产作业的现场资料进行调查研 究、综合统计和分类整理得出经验性、规律性的认 识；
第一节 油气层损害机理的研究方法
外因：在施工作业时，任何能够引起油气层微观结构或流体原始状态发生 改变，并使油气井产能降低的外部作业条件，均为油气层损害外因，主要 指入井流体性质、作业压差、温度、和作用时间等可控因素。
内因是油气层被损害的客观条件，称为油气层的潜在损害因素。这些潜在 损害因素只有在一定外因作用下才产生油气层损害，所以，为了弄清油气 层损害机理，不但要弄清油气层损害的内因和外因，而且还要研究内因在 外因作用下产生损害的过程。
渗流空间的改变包括：外来固相侵入、水敏性 损害、酸敏性损害、碱敏性损害、微粒运移、结垢 、细菌堵塞和应力敏感性损害。
相对渗透率的下降包括：水锁、贾敏损害、润 湿反转和乳化堵塞。
第一节 油气层损害机理的研究方法
一、油气层损害的内外因 内因：凡是受外界条件影响而导致油气层渗透
率降低的油气层内在因素，均属油气层潜在损害 因素，即内因。它是油气层本身固有的特性，主 要包括：岩石的岩性、物性及流体性质。
B. 溶蚀孔：由于碳酸盐岩、长石、硫酸盐岩或其它 易溶矿物溶解而成。具有这类溶孔的砂岩储层的储 渗性质变化很大，取决于溶蚀孔隙的大小及孔隙间 的连通性。如果溶蚀孔隙孤立不连通，则渗透性差 。如果溶蚀孔隙彼此连通性很好，则渗透性较好。
第二节 油气层潜在损害因素
C. 微孔隙：孔隙直径小于0.5m，多出现在含较 多粘土矿物的砂岩中，其特征常常是高比表面积、 小孔径、低渗透率、高束缚水饱和度。
Permeability is the rate at which the fluid moves through the inter-connected pore
spaces or fractures in the rock. Measured in darcies
Sand permeability is generally high, dependant upon cementation, grain size & compaction. Shale permeability is generally minimal.
4. 通过物理模型和数值模拟等理论研究和应用 人工智能专家系统的方法对油气层损害机理进行深 入的研究、诊断和处理。
第二节 油气层潜在损害因素
油气层的潜在损害与其储渗空间、敏感性矿物、 岩石表面性质有关。 一、油气层的储渗空间
油气层的储集空间主要是孔隙，渗流通道主要是 喉道。孔隙是骨架颗粒包围着的较大的空间，而喉道 仅仅是两个颗粒间连通的狭窄部分或两个较大空间之 间的收缩部分。
（1）要求：机理研究工作必须建立在岩心分析技术和室内岩心流动评价 实验结果，以及有关现场资料分析的基础上。
（2）目的：在于认识和诊断油气层损害原因及损害过程，以便为推荐和 制定各项保护油气层和解除油气层损害的技术措施提供科学依据。
第一节 油气层损害机理的研究方法
油气层损害的实质就是有效渗透率的下降，包 括绝对渗透率的下降（即渗流空间的改变）和相对 渗透率的下降。
第一节 油气层损害机理的研究方法
二、油气层损害的分类 1. 外来固相颗粒的堵塞与侵入； 2. 工作液滤液侵入及不配伍的注入流体造 出砂；
第一节 油气层损害机理的研究方法
5. 细菌堵塞； 6. 乳化堵塞； 7. 无机垢堵塞； 8. 有机垢堵塞； 9. 铁锈及腐蚀产物的堵塞； 10. 地层内固相沉淀的堵塞。