保护储层技术总论
9.4 钻完井储层保护的主要措施
本节主要内容
储层环境井筒环境
（储层流体、岩石、孔隙压力、温度等）（井筒流体、流体压力、温度）
钻完井作业导致储层原有系统平衡的破坏，地层流
固相侵入堵塞（含固相液基工作液、压裂残渣）工作液不配伍损害（水敏、盐敏、碱敏、酸敏）固井（P w >P p ）
固井液
固井水泥浆
固井胶塞
压井液
钻井
（P w >P p 或P w <P p ）
钻杆
套管泥浆
水泥环
本节主要内容
1.基本要求
工作液密度可调，满足不同孔隙压力储层井筒
工作液的组分与性能能满足保护储层的其它需
2.配伍性要求
盐敏性储层：控制工作液的矿化度在临界矿
，最好不用烧碱；
2.配伍性要求
2.润湿性要求
油藏岩石颗粒表面有亲油或亲水的特性，气藏岩石
免流体进入储层。
3.其他要求
☐减轻或避免固相颗粒对储层的损害
亲油岩石流体作用示意图
本节主要内容
地层
架桥粒子
孔隙性储层屏蔽暂堵示意图
P w P p 工作液混合流体（工作液、地层流体）
液体欠平衡钻完井示意图
纯气体雾化充气泡沫
气体钻井主要循环介质示意图。
储层保护
（一）保护油气层的重要性-总论
各个作业过程都可能损害储层:
钻井、完井、试油等，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、油气层渗流空间-影响因素 影响因素
1)碎屑成分 影响岩石的强度、表面性质和孔隙类型 2)骨架颗粒的大小、形状和分选 大小： 大小：颗粒大，粒间孔隙大，渗透率大 形状：表面粗糙、颗粒圆度和球度较低， 形状 则孔隙度较小，渗透性较差 分选：分选越好，孔隙度越大，渗透性越好 分选 3)填隙物的含量和成分 成分： 成分：影响胶结的紧密程度 含量：填隙物含量越高，孔隙度越低， 含量 渗透性越差
2、油气层渗流空间-表征 表征
不同类型孔喉的主要特征
孔喉类型 缩颈喉道 点状喉道 片状或弯片状喉道 管束状喉道
孔喉主要特征 孔 隙 大， 喉 道 粗 ， 孔 隙 与 喉 道 直 径 比接 近 于 1 孔 隙 大 （ 或 较 大） 喉 道 细 ， 孔 隙 与 喉 道 直 径比 大 ， 孔 隙 小 ， 喉 道细 而 长 ， 孔 隙 与 喉 道 直 径 比 中 到大 孔 隙与 喉 道 成 为 一 体 ， 且 细 小
工作液的性质Βιβλιοθήκη 生产或作业压差 温度 生产或作业时间 环空返速
有效渗透率下降： 有效渗透率下降：
渗流空间缩小 流动阻力增加 绝对渗透率降低 相对渗透率降低
4、油气层损害类型
浅析修井作业中的储层保护
浅析修井作业中的储层保护储层保护技术是贯穿于石油开采和开发过程之中一直得到重视，油田在开采过程中各种各样的因素都有可能对储层造成一系列的损坏，我们可以通过保护储层、防止污染的方法，来使储层伤害减少到最低。
对于井下作业公司来说如何更好的在修井作业中减少储层伤害是修井工作中必须要解决的问题。
二、修井液对储层的影响所谓的储层伤害就是指在井下的各种作业中，在储层近井壁带造成流体（包括液流、气流和多相流，也可能是流体中还含有固体颗粒）产出或注入自然能力的任何障碍。
在修井作业中修井液性能是关系到是否能实现储层保护的关键。
它的性质对储层的损坏影响较大。
其中影响的因素较多：（1）修井液与储层岩石矿物等不配伍引起的伤害，因为地层中都含有一定比例的粘土矿物，粘土矿物具有比表面积大和易分散等特点。
特别是一些极容易发生水敏反应的粘土，会产生水化膨胀。
还有就是一些岩石矿物与外界流体接触易发生物理和化学作用并导致渗透率大幅度下降，对储层造成严重的伤害；（2）固体颗粒堵塞引起的储层伤害，固体颗粒来源于各种修井液中所携带的颗粒，还有就是地层本身的颗粒。
对于储层来说固体颗粒本身就是污染物。
由于修井液中有可能含有大量的固体颗粒，有可能侵入到地层，进入孔隙和喉道之中，影响地层的孔隙度；（3）外来液体与地层流体不配伍一起的伤害。
当外来的修井液的矿化度低于地层水的矿化度时，则可能引起粘土矿物的膨胀和分散，也有可能两种液体发生物理化学作用产生结垢和化学沉淀造成储层伤害；（4）毛细现象引起的伤害。
地层中的孔道可以看作是无数个大小不等，形状各异的，彼此相通的毛细管。
当外来水相流体侵入亲水的油藏孔道后，会形成一种毛细管阻力，如果储层无法克服，油将无法流向井筒，最终导致油相渗透率降低，对储层造成严重的伤害；（5）由于钻井残余的污物，氧化物，沥青等的有机物，细菌分解物等，在修井作业中可能堵塞射孔孔眼，地层孔隙，孔洞和裂缝等。
由于各种各样的储层伤害最终导致的结果就是降低了储层的渗透率（包括绝对渗透率以及油、气层的有效渗透率）。
如何针对某储层进行储层保护技术研究
如何针对某储层进行储层保护技术研究如何针对某储层进行储层保护研究随着研究的深入，人们深刻地认识到保护储层在油气勘探开发中的重要性。
研究损害机理、储层保护技术也成为石油勘探开发过程中的重要措施之一。
储层损害是由于内外因共同作用的结果。
内因主要是储层内部存在敏感性物质如粘土矿物等, 外因主要是由于外界流体的侵入导致储层内部的平衡受到破坏。
1. 钻井过程中的储层损害1.1 钻井液中分散相颗粒堵塞油气层钻井液中不可避免地存在各类固相粒子，如膨润土、加重剂、堵漏剂、暂堵剂等，它们侵入储层后必然会在储层的喉道造成堵塞。
损害的严重的程度随钻井液中固相含量的增加而加剧，其损害程度还与固相颗粒尺寸大小、级配及固相类型有关。
此外钻井液中如果存在细菌，这些细菌可能会在地层孔隙中进行繁殖，繁殖的产物将会堵塞储层渗流通道。
1.2 钻井液滤液与储层岩石和流体不配伍引起的损害钻井液与储层岩石不配伍时常见的损害包括以下“五敏”:水敏、盐敏、碱敏、盐敏和速敏损害等。
不配伍的滤液侵入储层后产生粘土水化膨胀、粘土颗粒及矿物颗粒的分散运移及微粒运移，导致储层有效渗透率下降而损害储层。
此外钻井液与油气层流体不配伍时可诱发以下潜在伤害因素：产生无机盐沉淀、形成处理剂不溶物、发生水锁效应、形成乳化堵塞等。
1.3 相渗透率变化引起的损害钻井液进入油气层，改变了井壁附近地带油气水分布，导致油相渗透率下降，增加油流阻力。
1.4 负压差急剧变化造成的油气层损害中途测试或负压差钻井时，如选用的负压差过大，可诱发油气层速敏，引起油气层出砂及微粒运移。
1.5 压差对储层的损害为了确保钻井安全，一般采用过平衡钻井，在钻井过程中钻井液液柱压力通常高于地层压力，钻井过程中可以通过调整钻井液的密度来调整钻井液液柱压力，从而配制与地层压力匹配的钻井液，高的钻井液密度虽然保证了钻井安全，但也易导致钻井液侵入地层。
1.6 钻井液返速和钻具摩擦对储层的损害在钻井过程中循环钻井液对井壁的冲蚀和切削作用，会妨碍并破坏泥饼的形成，从而使钻井液大量侵入地层；当钻井液环空返速过大时，会冲蚀井壁造成井眼扩大，甚至脱落、坍塌，影响固井及后期射孔质量；同一钻井液，反速越大，钻井液对井底的压力越大；此外若井身或钻具弯曲，钻具与井壁的摩擦也会破坏井壁已形成的泥饼。
采油中保护储集层技术
油嘴过大或生产压差过大会造成速敏效应严重，造成微粒运移沉积 堵塞。在泥质地层中，砂和黏土的运移使油井出砂，砂堵产量下降，尤 其在稠油油田容易出现这种情况。
b、地层压力的下降。
压力下降可导致盐类沉淀和结垢，生产中容易沉淀和结垢的盐类有 CaCO3 CaSO4 BaSO4 Fe2（SO4）3。压力下降还可导致速敏效应发生，加 剧微粒运移和出砂。如果是水驱油藏，压力降低会使含水率上升引起润 湿反转或乳化堵塞地层。
a、酸液与储集层流体的配伍性。 b、酸液与储集层岩石的配伍性。 c、酸液与储集层矿物反应产生二次沉淀的损害。 d、酸液滤失的损害。 e、施工参中如何保护储集层 2、酸化作业中对储集层的保护措施。
a、针对不同储集层特性选择砂岩酸化工艺。 b、加强施工质量控制。 c、选好酸液及添加剂。 d、进行酸化优化设计，选择最佳施工参数。
d、其他杂质引起的地层损害。
油田地下水回注油层时常因水中有粘土、烃类等杂质堵塞地层。 同时细菌分解的产物也能引起地层的堵塞。在注水过程中经常会出现 地层粘土膨胀、分散、运移和出砂也将导致地层的堵塞。
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二、注水作业中如何保护储集层 2、注水作业中对储集层的保护措施。
a、控制注水与采油速度。
控制注水、注采平衡，可以防止或减缓指进、水锥的形成、水堵的 形成和相对渗透率的变坏，而且还能够防止盐类沉淀和出砂以及颗粒的 运移，从而达到保护储集层的目的。
如果地层渗透率差距比较大，就会出现不均匀的水侵现象。因为水 在高渗透层运动较快，首先侵入油井。这种水侵现象对开采速度是敏感 的，损害主要机理是降低油的相对渗透率。 水锥是水在生产层中跨越层理面作垂直向上运动而形成的。高速采 油可以加重水锥的形成。最终导致地层损坏影响注水量。
学习资料2
保护储集层技术重要性一.保护储集层技术重要性：1.及时发现油气层2.准确评价油气层3.提高初始产量4.提高增产措施成功率5.提高原油最终采收率6.最大限度利用油气资源7.少投入，多产出，显著提高经济效益.二.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(多在井壁附近，也可以在井间,渗流通道——孔隙和/或裂缝,油气或注入的驱替流体)三.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，室内与现场四.十项原则--:（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，否则前功尽弃五.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六.岩心分析的内容:1.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2.岩心是地下岩石（层）的一部分，所以岩心分析是获取地下岩石信息的十分重要的手段3.应用中要根据具体的油气层特点进行选择分析，做到既能抓住主要矛盾，解决实际问题，又要经济实用，注意发挥不同技术的优点，配套实施七.岩石物理性质:1.常规物性：孔隙度、渗透率、比表面、相对渗透率、润湿性2.孔隙结构：孔隙和喉道的类型、大小、形态、分布、连通性；孔喉大小及分布八.岩石结构与矿物:1.骨架颗粒：石英、长石、岩屑、云母2.填隙物：粘土矿物、非粘土矿物3.岩石结构：层理、接触关系、粒度大小及分布九.敏感性评价：速敏分析、水敏分析、盐敏分析、酸敏分析、碱敏分析、应力敏感分析十.速敏评价实验目的:1.确定临界流速和速敏损害程度2.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3.确定合理的注采速度原理和实验程序4.以不同的注入速度向岩心注入实验流体5.测定各个注入速度下岩心的渗透率6.绘制注入速度~渗透率关系曲线7.确定临界流8.计算速敏程度. 速敏程度评价指标:弱损害Dk≤0.3 中等损害0.3＜Dk≤0.7 强损害Dk＞0.7 十一.油气层损害机理:1.润湿性改变2.水锁3.凝析液锁4.液相圈闭（水，油）5.气锥或水锥6.毛管压力的改变7.乳状液堵塞8.粘土膨胀9.微粒运移10.云母解体11.无机垢12.注ＣＯ２导致的无机垢13.酸化引起的二次沉淀14.碳酸盐溶解—沉淀15.酸渣16.有机垢—石蜡，沥青沉积17.外来固相的堵塞18.油气层固相物堵塞，出砂19.细菌损害20.应力损害十二.屏蔽式暂堵技术原理,技术实施方案:（1）准确掌握油层孔喉和固相颗粒的尺寸及其分布（2）确定架桥、填充和变形粒子的种类、尺寸和加量（3）专用暂堵剂调整钻井液中固相颗粒尺寸及含量（4）评价屏蔽环的有效性、强度、深度和反排效果（5）选择合理的正压差和上返速度（6）必须采用优化射孔技术与之配套十三.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.射孔液的损害十四.采油损害分析：（1）生产压差过大：采油工作制度不合理或选用过大的油嘴，或生产压差过大，会导致一系列的危害（地层微粒运移，形成速敏损害，降低地层有效渗透率；严重时会造成地层出砂，这种情况在低渗、低压稠油油藏最容易出现）（2）应力敏感损害：由于生产压差过大，有效应力增加，使储层孔喉压缩、裂缝闭合，从而使渗透率下降；对于低孔低渗储层、低孔特低渗储层、致密气层、裂缝性储层尤为重要（3）结垢损害：出现地层压力下降和地温下降（无机垢，压力下降将可能导致盐类沉淀和结垢CaCO3 ，CaSO4，BaSO4；有机垢，原油中的石蜡和沥青质会从液相中分离出来，沉积在井壁附近地层中或井筒里，造成地层堵塞）（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（5）脱气：当油气层压力降低到低于饱和压力时，气体不断地从油中析出，流体在储层中的渗流由单相流变成多相流，油的相对渗透率下降，油井总产液量和产油量均下降十五.注水损害类型及原因：损害类型原因损害程度外来颗粒堵塞悬浮物含量过高****次生颗粒堵塞腐蚀产物、有机垢、无机垢**细菌堵塞细菌及其代谢产物***粘土膨胀注入水与地层岩石不配伍（如淡水）****微粒运移注水压力波动、流速过高***胶结颗粒扩散、溶解乳化堵塞/水锁表面活性剂、粘性流体侵入***润湿反转表面活性剂**出砂*十六.注水水质要求：1.悬浮物含量及粒度分布不堵塞油层孔喉2.溶解氧、细菌的腐蚀产物、沉淀不堵塞油层3.与地层水配伍，结垢问题不影响正常注入4.与油层矿物配伍5.与原油配伍6.含油量低深井高温井油气层的损害。
大情字井地区储层损害机理及保护储层技术
大情字井地区储层损害机理及保护储层技术
大情字井地区储层损害机理及保护储层技术是一个重要课题，由于大情字井地区油气资源储集系统特点复杂，渗流物料丰富，地质环境复杂，加之钻井作业过程中的操作失误、启停不当等因素，使得油气生产过程中损害成为不可避免的。
因此，对大情字井地区油气储层损害机理及保护储层技术的研究显得尤为重要。
首先，大情字井地区油气储层损害的主要原因有以下几类：①油气开采过程中由于钻井作业时的操作失误、启停不当等原因，造成井壁损坏，完井砂滤被破坏等，分布型渗流环境交替变化，造成井口压力、油气回采率、油层压力下降、地层破裂等情况；
②活性孔渗透率变大，易引发整体渗流反应，使油层渗水，降低油气回采率；③新油层被采出过早，影响节流；④井筒和地层受到其他不良影响，如水淹、侵蚀、井壁破坏等也会在一定程度上导致储层损害。
其次，保护大情字井地区油气储层损害的技术主要包括以下方面：①井斜定向技术。
针对不同段岩心渗流特性，结合井斜定向技术，控制井斜采油成果最佳，减少渗流损耗；②规范作业。
把控作业规范，采用正确有效的完井技术，尽量避免损坏井壁；
③多层数据融合。
采用三维地震资料、地层分析、地测测深资料等各种数据进行融合，能有效的发现和识别油气藏；④完井基位监测技术。
采用基位监测技术，了解完井状态，分析技术水平，确定控制措施，及时调整完井工艺，拯救损坏的储层；⑤提高节流量。
实施理论节流，提高油气回采率，减少损失。
综上所述，大情字井地区油气储层损害机理及保护储层技术具有多种因素，必须做好井斜定向技术、规范作业、多层数据融合、完井基位监测技术和提高节流量的工作，以期确保大情字井地区油气储层的安全开发和有效利用。
储层保护技术
以不同的注入速度向岩心中注入实验流体（煤油或地层水），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 储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。如果流 量Qi-1对应的渗透率Ki-1与流量Qi对应的渗透率Ki满足式9-1：
K i 1 K i 100% 5% K i 1
第一节 储层损害的室内评价技术
储层损害室内评价：是借助于各种仪器设备测 定储层岩石与外来工作液作用前后渗透率的变 化，或者测定储层物化环境发生变化前后渗透 率的改变，来认识和评价储层损害的一种重要 手段。它是储层岩心分析的一部分，其目的是 弄清储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，或者在施工之前比较准 确地评价工作液对储层的损害。 储层损害的室内评价包括：（ 1）储层敏感性评 价；（2）工作液对储层的损害评价。
1．储层敏感性评价
（2）水敏评价实验 水敏概念：储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，从而减小或堵塞地层孔 隙和喉道，造成渗透率的降低的现象，称为水敏。 水敏实验目的：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储层损害 程度，为各类工作液的设计提供依据。
1．储层敏感性评价
（2）水敏评价实验 原理及评价指标：首先用地层水测定岩心的渗透率Kf，然后再用 次地层水测定岩心的渗透率，最后用淡水测定岩心的渗透率 Kw， 从而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。 评价指标见表9-2。
表 9-2 水敏程度评价指标 Kw/Kf 水敏程度 0.3 强 0.3~0.7 中等 0.7 弱
《储集层保护技术》课件
contents
目录
• 储集层保护技术概述 • 储集层损害机理 • 储集层保护技术应用 • 储集层保护技术发展趋势 • 储集层保护技术案例分析
01
储集层保护技术概述
储集层保护的重要性
储集层是油气的主要储存场所，其质 量和完整性对油气勘探和开发至关重 要。
储集层保护可避免资源浪费、提高采 收率、降低环境污染和减少生产成本 。
生物降解和生物堵塞
微生物在储集层中生长繁殖，会降解有机 物或堵塞孔隙，影响油气流动。
酸敏和盐敏效应
某些酸或盐类物质会与储集层岩石发生反 应，导致岩石结构破坏或敏感性矿物溶解 ，从而降低渗透率。
储集层损害的预防措施
采用适当的钻井技术措施
优化钻井液性能参数
调整钻井液的密度、粘度、切力 等参数，以减少对储集层的损害 。
储集层保护技术的绿色化发展
总结词
随着环保意识的提高，储集层保护技术的绿色化发展成为必然趋势，旨在降低对 环境的影响。
详细描述
绿色化发展的重点是研发环保型的储集层保护材料和技术，减少对地层的伤害和 污染。同时，还需要优化油气开采工艺，降低能耗和资源消耗，实现可持续发展 。
05
储集层保护技术案例 分析
案例一：某油田的储集层保护技术应用
总结词：成功应用
详细描述：某油田在开发过程中，通过采用储集层保护技术，有效避免了储层伤 害，提高了油田采收率，为油田的可持续发展奠定了基础。
案例二：某气田的储集层保护技术应用
总结词
挑战与应对
详细描述
某气田在开发过程中，面临着储集层复杂多变、压力低、渗透性差等挑战。通过采用储集层保护技术，优化了气 田的开发方案，提高了单井产量和采收率。
常规修井作业中保护储层技术
常规修井作业中保护储层技术【摘要】油气田在开发过程中，常常会因为结蜡、卡钻、检泵、井口故障等影响正常生产，如果油田在修井施工中没有更好的保护储层，虽然解决了眼前的故障但是会使储层的生产能力受到损害，以致不能达到故障前油田生产能力。
【关键词】修井作业储层保护储层伤害1 修井作业中的储层损害分析目前储层损害类型分为：（1）物理损害；（2）化学损害；（3）生物损害；（4）热力损害。
由于储层损害原因的多样性、相互联系性，更具有动态性，所以要在修井过程中减少储层损害，就要选择效果最佳、经济适用的修井液和修井工艺。
1.1 物理损害—水锁效应的损害修井液侵入储层，容易使微粒在修井液的流动作用下经过孔隙，堵塞孔喉，从而降低油气产量。
使用修井工具时，所产生的机械损害也不可忽视。
如开窗侧钻、套管变形的修复、爆炸解卡等产生的碎屑颗粒，进入储层，使孔隙喉道变小和堵塞，导致有效渗透率下降。
水锁效应是造成储层损害的最重要原因之一。
1.2 化学损害—修井滤液与储层中水敏粘土矿物不配伍修井时修井液不断进入储层，其中添加的各种化学剂就会与储层中的敏感性矿物发生反应，岩石表面性质发生变化，微粒容易移动，形成堵塞，造成同一储层临界流速形成更大差异。
1.3 化学损害—修井液与储层流体不配伍造成的损害进入储层的修井液与储层水不配伍，生成硫酸钡（BaSO4）、硫酸钙（CaSO4）、硫酸锶（SrSO4）、硫酸镁（MgSO4）、氢氧化铁（Fe（OH）3）等无机垢沉淀。
例如：Ca2+ +2HCO3- =CaCO3+CO2 + H2O Mg2++2HCO3- =MgCO3+CO2 + H2O1.4 化学损害—乳化堵塞造成储层损害修井液含有各种化学添加剂，其滤液侵入到储层，可能因为与储层原油不配伍，油水乳化后变成稳定的油水乳化液，比孔喉尺寸大的乳化液滴堵塞孔喉，提高了流体的粘度，大大增加了流动阻力，造成堵塞和流动困难，降低了储层的渗透率，造成储层伤害。
钻井与完井工程ppt课件9 储层保护
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3
概述
储层损害原因： 凡是受外界条件影响而导致储层渗透性降低的储层 内在因素，均属储层潜在损害因素（内因）。它包 括储层孔隙结构、敏感性矿物、岩石表面性质和地 层流体性质等。
在施工作业时，任何能够引起储层微观结构或流体 原始状态发生改变，并使油气井产能降低的外部作 业条件，均为储层损害的外因。它包括入井流体性 质、压差、温度和作业时间等可控因素。
定义:孔隙空间的狭窄部位或两个较大颗粒间的 收缩部分
孔喉
骨架颗粒
孔隙
.
11
5. Saturation 饱和度
定义:油气层流体充满孔隙空间的程度,用某相流体 所占孔隙空间的份数来度量。
Vl Sl
Vf
S l --某 液 相 的 饱 和 度 ；
V l -- 某 液 相 所 占 空 间 体 积 ； Vf - -孔隙体积；
Water Drop
90。
亲水
90。
亲油
90。
两性
.
18
8 Wattability Alteration：润湿性反转
定义: 使岩石颗粒表面亲油变为亲水或亲水变为 亲油的现象。
90。
亲水
处理剂
90。
亲油
.
19
9 Capillary Pressure：毛细管力
定义:毛细管中弯液面两侧非润湿相和润湿相间的 压力差,它指向液面凹方向，即指向非润湿 相一方。
定义: 毛细管中非润湿相流体液滴对润湿相液体运 动产生的附加阻力的现象。
毛细管附加阻力
Case 1
P c P c 2 ( c o s2 c o s1 )/r 1 2
保护储集层技术
多在井壁附近， 多在井壁附近，也可以在井间 渗流通道——孔隙和 或裂缝 孔隙和/或裂缝 渗流通道 孔隙和 油气或注入的驱替流体
2.４保护储集层技术 研究程序 ４保护储集层技术—研究程序
潜在损害研究—岩性、 潜在损害研究 岩性、物性分析 岩性 敏感性评价， 敏感性评价，配伍性验证 选择特殊实验项目 损害机理 作业优化设计和施工 现场试验 技术经济效果评价 反馈和循环
2.４保护储集层技术 主要内容 ４保护储集层技术—主要内容
2.３保护储集层技术 系统工程 ３保护储集层技术—系统工程
认识油气藏、保护油气藏、 认识油气藏、保护油气藏、开发油气藏和改造 油气藏 储集层损害过程是一个系统——储集层伤害源 储集层损害过程是一个系统 储集层伤害源 系统 储集层损害的诊断、预防、处理、 储集层损害的诊断、预防、处理、改造 各个作业环节都存在损害可能， 各个作业环节都存在损害可能，各个作业环节 的保护技术要前后照应， 的保护技术要前后照应，做到整体优化 技术进步、经济效益、 技术进步、经济效益、环境保护统筹考虑
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 水基、 水基 油基、 降低压差， 降低压差，实现进平衡钻井 ——孔隙、破裂、坍塌压力和地应力剖面 孔隙、 孔隙 破裂、 ——合理井身结构，裸眼段处于同一压力系统 合理井身结构， 合理井身结构 缩短浸泡时间 搞好中途测试 防止井喷、井漏、 防止井喷、井漏、井塌等复杂情况
1 保护储集层技术重要性和特点
我国的研究历程： 我国的研究历程： 50年代川中会战，提出钻井液密度不宜过高 年代川中会战， 年代川中会战 60年代大庆会战，严格要求打开油气层钻井液 年代大庆会战， 年代大庆会战 的密度和滤失量 70年代，长庆油田开始进行岩心分析和敏感性 年代， 年代 实验， 实验，仪器限制深入有困难 80年代，“七五”国家重点科技攻关，CNPC 年代， 七五”国家重点科技攻关， 年代 组织五个油田、 组织五个油田、五个院所 UNDP援助建立油井完井技术中心 援助建立油井完井技术中心
储层保护技术3
从钻井、压裂过程中常见的储层损害类型和防治措施，归纳总结国内外在这一领域内保护油（气）层技术的研究现状、存在的问题和发展趋势储层损害是指当打开储层时，由于储层内组分或外来组分与储层组分作用发生了物理、化学变化，而导致岩石及内部液体结构的调整并引起储层绝对渗透率降低的过程。
保护技术就是保护储层不受伤害所采用的措施。
作为油气井工程的一个分支，储层损害及保护技术是一个广义概念：不但在钻井，而且在完井、固井、增产压裂或酸化、以及生产等各个环节均存在储层损害和保护问题，其内容涉及到储层损害机理研究、模拟装置研制、评价方法和标准制订及保护技术研究等方面［1］。
1概述国外从50年代开始储层损害的机理研究。
随后的20多年时间里，研究工作却进展缓慢，只见到一些零星的文章报道。
直到70年代，油层保护工作才真正受到重视，开始有针对性地开展保护油层研究工作。
80年代，随着新的测试技术的发展以及对储层损害机理研究的不断加深，开始针对不同储层，应用岩类学、工程学、化学及物理学等方面的知识对储层的损害机理进行定性和定量的研究，并取得很大的进展。
80年代末到90年代，开始用数学模拟方法进行机理研究并取得重大进展，其间形成的主要技术有以下两方面。
1 .1钻井保护储层所需基础资料的取得技术(l)储层孔隙压力、地应力、地层坍塌和破裂压力的预测和监测技术，可为合理的钻井液密度确定提供依据。
(2)储层岩石矿物的组成结构、储层敏感性矿物、孔喉特征参数、孔渗特性、储层流体性质等分析技术，可为保护储层的钻井液研究提供储层特性资料。
(3)常温和模拟地层条件下的储层敏感性等潜在损害评价技术，可为保护储层的钻井液研究提供敏感性资料。
1 .2 储层损害机理研究技术1.2.1 CT扫描、核磁共振成象、电子能谱、电子探针、冷冻干燥升华等实验分析技术可以研究储层损害的原因、损害位置和损害带的空间分布情况。
1 .2.2统计分析、物理模型、数学模型等理论方法可用这些方法通过计算机研究储层损害规律、预测储层的损害程度。
储集层保护技术
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，易出砂 和井壁坍塌，
点状喉道：
孔隙与喉道差异大，喉道小，易出现微粒堵 塞、水锁和贾敏损害
片状喉道：
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。
管束状喉道：
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；易水锁、贾敏和乳 化堵塞损害。
伊利石和蒙脱石平行排列于骨架颗粒表面，呈包覆 状。
损害影响
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 而减小流道，甚至导致严重水锁。
骨架颗粒
粘土分布
栉壳型
绿泥石呈叶片状垂直分布于骨架粒表面
损害影响
流道表面粗糙，阻力大，绿泥石易 被折断形成微粒，产生速敏； 酸蚀形成Fe(OH)3胶体，和SiO2凝 胶体，堵塞喉道。
一 . 油气层潜在损害因素
1. 敏感性矿物对损害的影响
敏感性矿物－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。
矿物类型； 矿物产状； 矿物含量。
分析方法
矿物类型对油气层的损害
水敏（盐敏）矿物－粘土矿物
粘土矿物（按水化膨胀性大小排列）：
蒙脱石 伊/蒙混层 粘土矿物损害机理
伊利石
绿/蒙混层
矿物含量－粘土矿物总含量（泥质总含量）－粘土矿 物重量百分数
粘土矿物总含量<5% 粘土矿物总含量>10%
不易损害； 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
可能性就越大。
2 . 孔隙和喉道结构对损害的影响
孔隙、喉道结构－孔隙和喉道的几何形状、大小、 分布、连通性。
《储集层保护技术》课件
3. 储集层安全保护技术
分类
储集层安全保护技术分为多种类型，包括 数据库安全加固、数据传输加密、数据备 份与恢复、访问控制和入侵检测与防御。
数据传输加密的安 全，防止被窃听和篡改。
访问控制技术
限制对敏感数据的访问权限，防止未经授 权的访问。
数据库安全加固
采取措施加强数据库的安全性，如定期更 新补丁、限制特权用户等。
数据备份与恢复技术
制定备份策略，确保数据在灾难发生时能 够快速恢复。
入侵检测与防御技术
通过监控和检测，及时发现并应对威胁和 攻击。
4. 储集层安全管理实践
流程
建立储集层安全管理流程，包括风险评估、策略制定、实施和监测等。
《储集层保护技术》PPT 课件
储集层保护技术是保护企业敏感数据免受安全威胁的重要手段。本课件将介 绍储集层的概述、安全威胁、保护技术和管理实践，以及其意义和发展趋势。
1. 储集层概述
储集层是企业中存放敏感数据的关键区域。了解其定义、功能和特点，有助 于建立对储集层保护技术的基本认识。
2. 储集层安全威胁
工具介绍
介绍常用的储集层安全管理工具，如威胁管理系统和安全信息和事件管理系统。
5. 结束语
1 储集层保护技术意义
保护储集层的数据对企业的安全和声誉至关重要。
2 发展趋势
随着技术的发展，储集层保护技术将继续演进，以应对不断增长的安全威胁。
参考资料
- "储集层安全保护技术研究" by 李华，网络安全与技术，2019 - "企业数据储集层的安全管理与保护技术" by 刘伟，信息安全与通信工程，2020 - "储集层安全保护技术应用与研究" by 张明，计算机科学与应用，2021
储层保护总结
P o ? 标准大气压
Q P2
L
2QoP o? L
Kg ? A( P 12 ? P 2 2 )
Q 下测得的气体渗透率
6-2 Klinkenberg Permeability
克氏渗透率(等效液体渗透率) K?
定义: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。
用克氏方程表示
概述
未损害区 损害区 井筒 损害区 未损害区
K
Ks
Ks K
Ks<K K- 未损害区储层渗透率； Ks-损害区储层渗透率。 井筒附近储层损害示意图
概述
? 储层保护重要性
? 储层保护是一项涉及多学科、多专业、多部门并贯穿整 个油气生产过程中的系统工程，是石油勘探开发过程中 的重要技术措施之一。
? 保护储层工作的好坏直接关系到能否及时发现新的储层 、油气田和对储量的正确评价，直接关系到油气井的稳 产和增产，对油气田的经济效益有举足轻重的影响。
? 在油气田开发生产的每一项作业中，尤其是钻井完井过 程中，必须认真做好储层保护工作。
保护油气层技术的一些术语
1. Formation Damage 油层损害(地层损害)
定义: 由于油气层岩石孔道被缩小或被堵塞而造 成渗透率降低的现象。
2. Porosity 孔隙度
定义: 岩石孔隙体积与岩石视体积之比
根据达西渗流定律：
Q? L Q P1
Q P2
K? A? P
A
ΔP L
? P ? 压降 ,100kp a; ? ? 流体粘度， mPa.s
L ? 流过的长度 ,cm; A? 横截面积， cm 2;
Q ? 流量， cm 3 / s; K - 渗透率， ? m 2。
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油气藏评价 技术系统
油气藏保护 技术系统
保护储层 技术系统
油气藏改造技术系统
油气藏改造 技术系统
Representatives from UNDP, CNPC and SWPI on the Star-up Meeting (CPR/88－051)
油井完井技术中心大楼
一、背景资料
“七五” 国家项目“保护油层的钻井完井技术”。西南 石油学院作为牵头单位，全面参加了五个油田各个技术 环节的科技攻关 联合国援助中国能源发展项目：CPR/088/051，开发计划 署（UNDP）资助126万美元，CNPC配套投入1000万元
一个新的理念 一门新的知识 一套新的技术 一类新的建制 一次新的机会 一种新的挑战
保护储层技术系统及环境
油气藏工 程地质环 境
地球表层 自然环境
保护储 层技术 系统
社会环 境
经济技术 环境
油气藏保护技术系统与其它系统的关系
油气藏开发技术系统
油气藏开发 技术系统
油气藏评价技术系统
国外研究历程
70年代明朗化阶段--探索分散运移的机制和防治技术
Hower(1974) ,Reed（1977）, J. W. Neasham（1977）， W.R. Almon(1977),D.K.Davies(1978), H.F. Shaw(1980) 扫描电镜的应用，研究粘土矿物的产状,进一步明确微粒分 散/运移的普遍性 Muecke(1978)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
扁雀见魏王（续）
扁雀说：“因为我大哥给人治病，总能做到防患 于未然，病还没有显出征兆，他就手到病除。而 病人都不知道，他在给别人去除预先的病。 我 二哥给人治病，是在病兆初起之时，他一用药就 把病给除去了，大家总认为他能治的是小病，却 不知道这个病发展下去会要命的。 我的技术最 差，因为我只能在人生命垂危时，才出手治病， 往往能够起死回生，所以名扬天下。”
唐代大医家孙思邈的治病理念 ：“上医医未病之
病，中医医欲病之病，下医医已病之病。”
在1992年初邓小平在视察南方时提出“三个有利
于”来衡量一切工作是非得失的判断标准 ：有利
于发展社会主义社会生产力、有利于增强社会主
义国家的综合国力、有利于提高人民的生活水平。
保护油气层技术
文 化 性 和 工 具 性
康毅力 教授
1964年出生，1986年毕业于大庆石油学院。 1989年在西南石油学院获石油地质与勘探专业硕 士学位，1998获石油与天然气工程博士学位，现 任教授、博士研究生导师 技术领域：油气藏地质与勘探，石油与天然气工 程 学术特长：粘土矿物、非常规天然气、储层损害 机理与保护技术
保护油气层技术
——总 论
游利军
西南石油大学/石油工程学院 油 井 完 井 技 术 中 心
扁雀见魏王
魏王说：“听说你们家兄弟三人都擅长医术，谁的医
术最高明啊？” 扁雀老老实实地回答：“我大哥医术是最高的，我二 哥其次，我的医术最差。” 魏王惊讶地问到：“那为什么你天下闻名，而他们两 人却默默无闻呢？”
油气层损害机理
润湿性改变 水锁 凝析液锁 液相圈闭（水，油） 气锥或水锥 毛管压力的改变 乳状液堵塞 粘土膨胀 微粒运移 云母解体
无机垢 注ＣＯ２导致的无机垢 酸化引起的二次沉淀 碳酸盐溶解—沉淀 酸渣 有机垢—石蜡，沥青沉积 外来固相的堵塞 油气层固相物堵塞，出砂 细菌损害 应力损害 热力损害
1940年生，1963年毕业于四川石油学院钻井 工程专业。现任西南石油学院院长、教授、博 士导师、中国工程院院士、油井完井技术中心 主任 技术领域：油田化学工程、石油与天然气工 程 学术特长：深井泥浆、油田化学用剂、储层 保护技术、新型聚合物、提高采收率
学术带头人
孟英峰
教授
1954年出生，1976年毕业于西南石油学 院钻井工程专业。现任教授、博士研究 生导师、石油工程学院副院长 技术领域：石油与天然气工程 学术特长：欠平衡钻井技术、井壁稳定 机理研究、特殊流体储层保护技术
我国的研究历程
50年代川中会战，提出钻井液密度不宜过高
60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
70年代，长庆油田开始进行岩心分析和敏感性实
验，仪器限制深入有困难
80年代，“七五”国家重点科技攻关，CNPC组
织五个油田、五个院所 80年代末UNDP援助建立油井完井技术中心
1969年出生，1989年毕业 于西南石油学院。1992、 95年分获矿场地球物理、石 油与天然气工程专业硕士、 博士学位。现任教授、博士 研究生导师 技术领域：石油与天然气工 程，地球物理测井 学术特长：储层评价和测井 解释、石油工程地球物理响 应、井壁稳定性评价
1954年出生，1977年毕业于 西南石油学院钻井工程专业。 美国University of Texas at Austin高级访问学者，现任 教授，硕士研究生导师 技术领域：石油与天然气工 程 学术特长：保护储层技术、 工作液技术，具有丰富的陆 上和海洋作业现场经验
——发展历程
学习引进（1988-1990） 采用请进来，走出去的方 法，先后聘请来自国外公司，大学的 22 位专家， 进行了 14 期讲座。派出两批高级代表团赴欧美考 察、三组共10人/次出国进行岗位培训 消化提高（1991-1995） 更新技术观念，将从国外 学到的最新理论、先进技术应用于我国油田的勘 探开发实践，发现问题，解决问题 自主创新（1996-2000） 结合我国油田的具体情况， 开展科技攻关和技术推广，从跟踪引进为主逐渐 过渡到形成一定程度的自主创新的局面
学术骨干
熊友明 教授
1962年出生，1984年毕 业于华东石油学院采油 工程专业。1987年在西 南石油大学获采油工程 硕士学位。现任教授、 博士研究生导师 技术领域：石油与天然 气工程 学术特长：现代完井优 化设计、油气层增产改 造技术
段永刚 教授
1962年出生，1985年毕业 于西南石油学院采油工程 专业，1988年获油藏工程 专业硕士学位，目前在职 攻读博士学位。现任教授、 博士研究生导师 技术领域：油藏工程，石 油与天然气工程 学术特长：试井与储层损 害矿场评价，油藏描述技 术
少投入，多产出，显著提高经济效益
Financial Perspective
Cost Of Damage:
“In excess of one billion dollars annualy” “More than 1.5 billion dollars for currently producing wells” ������ “20 million dollars / day in gravel packed wells alone”
任 务 和 作 用
学术带头人：罗平亚 院士 孟英峰 教授 康毅力 教授
梯队构成：段永刚，杨宪民，练章华，刘向君，熊友明 陈一健，李洪建，熊汉桥，游利军，万里平
林铁军，梁利喜，李相臣，唐洪明，梁大川
邓小刚，邓明毅，罗兴树 博士生导师7人,博士生/后人员10-20人,硕士生50-70人
学科带头人
罗平亚 院士
CNPC决定通过引进国外先进技术和资金组建“油井完 井技术中心” ，1989年CNPC开发生产局批示，CWCT 隶属CNPC，成为其专业技术中心之一 目的：面向全国油田提供储层保护与完井工程技术支撑
中国含油气盆地分布
油井完井技术中心
科学技术领域 ——地层损害机理 ——储层保护技术 ——完井工程技术 三大职能 ——科学研究基地 ——技术服务中心 ——技术培训中心
激光粒度仪
CWCTAcid-I 高温高压酸溶 解堵评价仪
裂缝三维面形扫描仪
二、保护储层技术系统
——储层损害概念 ——技术发展历程 ——技术系统内容 ——十项技术原则
储层—岩石骨架、储渗空间、流体
微 裂 缝 系 统
储层的物理化学性 质主要取决于粘土 矿物的结构特性
地 层 损 害 与 对 储 层 质 量 的 影 响
地层损害延缓资金偿还
未损害 钻井 完井 增产 生产
损害
地层损害加快产量递减
保护储集层技术重要性
及时发现油气层—荣兴屯油田，大港千米桥
准确评价油气层—华北地油田岔27井
提高初始产量—夏子街油田、温米
提高增产措施成功率—川西致密砂岩气藏
提高原油最终采收率—辽河沈95块
最大限度利用油气资源—非常规油气资源
Cost Of Formation Damage
$110,000,000
2
保护储层技术
保护储层技术的特点
跨越多学科、多专业，贯穿油气生产
全过程 具有很强的针对性——地质对象和作 业 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
保护储集层技术—研究思路
从储集层特性分析入手，找出潜在损 害因素，以室内敏进行全 面调查研究，诊断损害机理，用系统 工程和最优化的方法来制定施工设计， 并指导施工作业。
1 储层保护的意义
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
多在井壁附近，也可以在井间 渗流通道——孔隙和/或裂缝 油气或注入的驱替流体
国外研究历程
60年代前的起步阶段--发现水敏损害现象
控制微粒运移是有商业前景的技术：研制粘土稳定剂--羟基 铝，粘土包被剂、聚合物、石油重质组分