保护油气层技术3,4,5
第4章 钻井过程中保护油气层技术
（1）所用各种处理剂对油气层渗透率影响小。
（2）尽可能降低钻井液处于各种状态下的滤失 量及泥饼渗透率, 改善流变性, 降低当量钻井液 密度和起下管柱或开泵时的激动压力。 （3）钻井液的组分还必须有效地控制处于多套 压力层系裸眼井段中的油气层可能发生的损害。
二、钻开油气层的钻井液类型
为了达到上述对保护油气层的钻井液要求 ,
境适合其繁殖生长 , 就有可能造成喉道堵塞。
4. 相渗透率变化引起的损害
钻井液滤液进入油气层 , 改变了井壁附近地带
的油气水分布, 导致油相渗透率下降 , 增加油流阻
力。 对于气层 , 液相 ( 油 或水 ) 侵入能在油气
层渗流通道的表面吸附而减小气体渗流截面 , 甚至
使气体的渗流完全丧失 , 即导致 " 液相圈闭 " 。
层之前, 转用与油气层相匹配的屏蔽暂堵钻井
液。
2、裸眼井段上部为低压漏失层或破裂压力低的地层; 下 部为高压油气层, 其孔隙压力超过上部地层的破裂压 力。对此类地层, 可在进入高压油气层之前进行堵漏, 提高低压地层承压能力, 堵漏结束后进行试压, 证明 上部地层承受的压力系数与下部地层相当时, 再钻开 下部油气层, 否则一旦用高密度钻井液钻开油气层就 可能发生井漏, 诱发井喷 , 对油气层产生损害。
5) 改性钻井液
特点： 在钻开油气层之前, 对钻井液进行改性, 使其
与油气层特性相匹配,不诱发或少诱发油气层 潜在损害因素。
改性途径:
(1) 降低钻井液中膨润土和无用固相含
量, 调节固相颗粒级配。
(2) 按照油气层特性调整钻井液配方,尽可能提高钻
井液与油气层岩石和流体的配伍性。
(3)选用合适类型的暂堵剂及加量。
油气层保护措施范文
油气层保护措施范文一、减少开采对油气层的影响1.合理选择开发方式：在油气开发前，根据油气层特征和地质条件，选择合理的开发方式。
如选择水驱、气驱等增产技术，减少井次，降低对油气层的压力和温度变化，减轻开采对油气层的影响。
2.严格控制当前开采量：合理核定开采量，避免超产超采，减少过度开采对油气层的破坏。
科学制定开发方案，合理安排开采周期和配套设施，确保开采与补给平衡，保持油气层良好的物理性质。
3.加强油气层调查与监测：加大对油气层的调查和监测力度，掌握油气层的地下运动状况，评估油气资源的储量和开采潜力，为制定科学的开采方案提供依据。
通过压裂监测、渗透率测量、压力观测等手段，及时监测油气层的压力变化和岩石破裂情况，防止油气层的过度开采。
二、提高开发效率1.引进先进技术：引进先进的油气开采技术，提高开采效率和产量。
如水平井、多级水平井等技术，可以使开采面积增大，增加单井产能，减少对油气层的影响。
2.优化开发工艺：通过优化开采工艺流程，减少对油气层的破坏。
如合理选择注水层段和注水方式，控制缝洞增长，保持油气层的良好物理性质，提高采收率。
3.增加资源利用效益：加大对油气资源的综合利用力度，提高资源利用效益。
如针对低产益田，采用增强油气采集的技术手段，提高原油回收率；同时，加快开发天然气资源，提高天然气产能。
三、降低环境风险1.加强环境保护意识：加强油气开发企业和管理部门的环境保护意识，合理规划开发区域，避免油气污染带来的环境风险。
2.开展环境影响评价：在油气开发前，进行环境影响评价，全面评估开发活动对生态环境的影响，制定相应的环境保护措施。
3.推行绿色开采技术：推广使用低中心井和露天开采技术，减少地表开采设施的占地面积，降低开采对生态环境的破坏。
4.加强污染物排放控制：加强对油气生产过程中污染物排放的监管和控制，合理处理并处置产生的废水、废气和固体废弃物，减少对土壤、水体和大气的污染风险。
综上所述，油气层保护措施包括减少开采对油气层的影响、提高开发效率和降低环境风险。
修井作业中的油气层保护技术
…
０ １ ３ 年 １ ２ 月
Ｃ ｈ ｉ ｎ ａ Ｃ ｈ ｅ ｍ ｉ ｃ ａ ｌ Ｔ ｒ ａ ｄ ｅ
…
一
域 墨
修井作 业中的油气层保 护技术
徐 明
（ 胜 利油 田现河 采油厂 作业 大队 Ｊ
摘
要： 由于在进行修 井作业过程 中很 容易发 生修 井液漏失 的情 况，因此，会 对储层造成较 大的损 害，从 而给油井的生产效 率带来 了不利的影
关 键 词 ：修 井作 业 油气层 保 护
现 代化 采 油技 术 设 备 已经 十分 先进 ，但 通过 国 内外 的 实 践表 明 ， 个 正 常 油 井在 弃 掉 之 前 ，平 均 只 能 经 济地 采 出油 藏 中 原油 储 量 的 ３ １ ％，很 明显 ，油 井 中的 油层 严重 影响 了 其采 油率 。油井 中油 层得 到 伤 损之 后 ，采油 率大 大降 低 ，对 油 田造 成 的损 失不 可 计量 。所 以 ，研 究 油层 损害的机 理及 其防治 方法 成为一个 重要 的问题 。
响 。针对这一情况 ，如何采取有效的储层保 护技 术用来防止修 井液的漏失，减 少修 井作业对储层的伤 害是 目 前极其重要 的问题 。本文分析 了造成 油气层 损 害的 因素 ，并重点研 究分析 了油气保护技 术， 料 。
油层 的 损害伴 随 油 田的生 产无 时无 刻 不在 发生 。油 层 损坏 是一 种 阻 塞现 象 ，表 现在 液体 油 不能 流通 。导 致这 种现 象 的根 本原 因是 油 层 阻 力逐步 增加 ， 渗 透 率也随之 降低 。 油层 损 害现象 基本 存 在于 每一 个油 田当 中 ，造 成损 害 的原 因来 自 多 方面 。油层 还未 的都 开 发的 时候 ，油 气藏 岩石 及其 矿 物组 分和 其 中 所含 流体 基本 上处 于一 种 物理 的 、化 学 的 、热动 力学 的 、水 动力 学 的 平衡 状态 。在 油层 得到 开发 后 ，油层 受 外界施 工 开采 的影 响 ，自然 存 在 的平 衡状 态被打 破 ，加 上没有 合适 的修缮 措施 ，最终 油层被 损坏 。 油层 损害 原 因众 多 ，受 内 因和外 因相 互 影响 。油 层 内部 的温度 、压 力 等环 境影 响 ，油层 层岩 的 阻力影 响 ，还有 油层 液体 油 的 因素等 决定 了 油层 损坏 的 内因 ，其 中油层 内部 的温 度变 化 直接导 致 液体 油发 生化 学 反 应 ，并 导致 油层 内部岩 层发 生 相应 的物 理变 化 。而 油层 内部 压 力促 使 油层 产 能 ，其 指数 是井 中作 业 的一 项重 要参 数 ，是 保证 井 中作业 安 全 进行 的参 考数 据 。油层 层岩 的影 响 因素 受油 层岩 的 组成 成分 ，岩 层 构 造和 岩层 表面 光滑 度影 响 ，是油 层 液体 油流 通的 关键 。而油 层液 体 流 的流通 也受 油本身性 质影 响 。 油层 损坏 的 外 因多受 人工 影响 ，在 油井 的施 工 作业 中 ，几 乎每 一 项 作业 都可能 引起 油 层原 始状 态 的改变 ，破 坏掉 原有 的油层 平衡 ，使 油 层 内部发生 一系 列化 学 物理 上的 改变 ，引起一 连 串的 连锁 反应 ，使 得 井下 的 内部 环境 温度 、压 力 等发 生改 变 ，导致 油层 阻 力增 大 ，渗透 率随 之 降低 ， 日久 天长 ，油层得 到 损坏 。整体 上 分析 来看 ，油层 损坏 的根 本原 因都是受 潜在 因素 的影 响 ，内因与 这些潜 在因 素有直 接联 系 ， 而人 工影 响的 外因促 使 了潜 在 因素 的发生 。如 ：施 工 作业 时采 油 装置 采取 过快 时 ，伴 随 时 间增 长 ，极 易导 致砂 堵发 生 ；当 油层 和油 井温 度 过低 时 ，油层 内容 易 生成 蜡质 物 ，造 成 阻塞 ；当油 井 内压 力 过低 时 ， 促 进 化学 反应 ，岩层 表 面生发 盐 垢物 ；当油层 内部受 环境 影 响水 汽过 多时 ，出现水锁 现 象 ，造 成 损害 ；当油井 不计 后果 的 长时 间大 排 量超 负荷工 作 时 ，会导致 微粒运 移 的发 生 。
钻井过程中的保护油气层技术
与 使
6)正电胶钻井液
用 范
7)甲酸盐钻井液
围 分
8)聚合醇 (多聚醇)钻井液
9)屏蔽暂堵钻井液
第十二页
① 无固相清洁盐水钻井液 密度可在3范围内调整。
表5-1 各类 盐水溶液所 能到达的最 大密度
盐水液
KCl NaCl KBr HCOONa HCOOK HKOOCS CaCl2 NaBr NaCl/ NaBr CaCl2/CaBr2 CaBr2 ZnBr2/ CaBr2 CaCl2/CaBr2/ZnBr2
得的渗透率；
K切为被切后所生岩心用地层水测得的渗透率。
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压差 /MPa 0.10 0.20 0.30
0.40 0.50
压差对屏蔽暂堵效果的影响
暂堵后渗透率Kw2 /10-3μm2
Kw2/ Kw1
51.98
0.044
7.90
0.0067
1.19
0.0010
0.64
0.00054
0.63
0.00053
Ø 对井身结构和钻井工艺无特殊要求
Ø 对油气层损害程度小 Ø 被广泛作为钻开油气层的钻井液
第二十一页
改性方法：
a. 降低钻井液中膨润土和无用固相含量，调节固相颗
粒级配; b. 按照所钻油气层特性调整钻井液配方，尽可能
提高钻井液与油气层岩石和流体的配伍性;
c. 选用适宜类型的暂堵剂及加量
d. 降低静滤失量、动滤失量和HTHP滤失量，改善 流变性与泥饼质量
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第二节 保护油气层的钻井液技术
一、钻井液在钻井中的主要作用
冲洗井底和携带岩屑
破岩作用
钻
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。
第五章 钻井过程中的保护油气层技术
第五章钻井过程中的保护油气层技术第一节钻井过程中造成油气层损害原因分析一、钻井过程中油气层损害原因钻井的目的是交给试油或采油部门一口无损害或低损害的油气井。
钻井中对油气层的损害不仅影响油气层的发现和油气井的产量。
钻开油气层时，在正压差、毛管力作用下，钻井液固相进入油气层造成孔喉堵塞，液相进入油气层与油气层岩石和流体作用，破坏油气层原有的平衡，从而诱发油气层潜在损害因素，造成渗透率下降。
钻井液中固相对地层渗透率的影响二、钻井过程中影响油气层损害程度的工程因素影响油气层损害程度的工程因素：压差、浸泡时间、环空返速、钻井液性能（与固相、滤液和泥饼质量密切相关）第二节保护油气层的钻井液技术一、钻井液在钻井中的主要作用钻井液的作用：冲洗井底和携带岩屑；破岩作用；平衡地层压力；冷却与润滑钻头；稳定井壁；保护油气层；获取地层信息；传递功率二、保护油气层对钻井液的要求1.钻井液密度可调，满足不同压力油气层近平衡压力钻井的需要2.钻井液中固相颗粒与油气层渗流通道匹配3.钻井液必须与油气层岩石相配伍4.钻井液滤液组分必须与油气层中流体相配伍5.钻井液的组分与性能都能满足保护油气层的需要三、钻开油气层的钻井液类型目前保护油气层钻井液技术已从初级阶段(仅控制钻井液密度、滤失量和浸泡时间)进入到比较高级的阶段。
针对不同类型油气藏形成了系列的保护油气层钻井液技术。
1.水基钻井液由于水基钻井液具有成本低、配置处理维护较简单、处理剂来源广、可供选择的类型多、性能容易控制等优点，并具有较好的保护油气层效果，是国内外钻开油气层常用的钻井液体系。
按钻井液组分与使用范围分：1)无固相清洁盐水钻井液2)水包油钻井液3)无膨润土暂堵型聚合物钻井液4)低膨润土聚合物钻井液5)改性钻井液表5-1 各类盐水溶液所能达到的最大密度6)正电胶钻井液7)甲酸盐钻井液8)聚合醇(多聚醇)钻井液9)屏蔽暂堵钻井液①无固相清洁盐水钻井液密度可在1.0~2.30g/cm3范围内调整。
保护油气层技术措施
保护油气层技术措施
1、为提高对油气藏的勘探开发水平井和效益，有利于发现和保护油气层，尽量避免对油气层的污染，应采用与施工地区地层相配伍的优质钻井液钻进。
2、钻井液密度要以地质提供的地层孔隙压力梯度和破裂压力梯度为依据，结合随钻压力监测结果，按气层附加（0.01-0.15）g / cm3，油层附加（0.05-0.01 ) g / cm3，浅气附加（0.2-0.25) g /cm3确定。
3、推广应用保护油气层的钻井液体系。
4、采用近平衡压力钻井，加快钻井速度，缩短建井时间，减轻钻井液对油气层的浸泡。
5、发生漏失，堵漏时应采用易解堵的材料。
6、必须配齐和使用好钻井液净化设备，保证含砂量在设计范围内。
7、努力做好保护油气层工作，在打开油气层前，必须调整好钻井液性能，对稠油层和低渗透油层，应采用低固相或无固相钻井液。
8、利用暂堵技术，在油气层部位形成稳定的薄而致密的暂堵层，阻止固相和滤液进一步浸入油层。
9、为保证套管居中，提高顶替效率，要保证入井扶正器的数量足、安放位置准确，要示求主力油层部位每根套管加 1 只，其余油层每两根套管加1 只，以提高固井质量。
10、必须使用合格的油井水泥固井，施工时必须严格控制水泥浆量和失水量。
对于一般油气井，失水量控制在5ml以内。
11、根据地层压力系数，优化固井施工设计，合理选择静液柱压力，推广应用平衡压力固井工艺技术。
12、采取防止泥浆失重引起环空压力降低的固井工艺措施。
13、固井施工设备良好，水泥和添加剂混拌均匀、计量仪器准确，施工一次成功，确保固井质量。
油气层保护技术
（2）原理及评价指标
① 不同pH值盐水的制备，根据实际情 况，一般要从地层水的pH值开始，逐级升 高pH值，最后一级盐水pH值可定为12。
② 将选好的岩心抽真空饱和第一级盐水， 并浸泡20~24h，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K1。
（2）原理及评价指标
③ 注入第二级盐水，浸泡20~24h，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K2。
Q K P A μL
敏感性评价实验的目的
在油田勘探开发过程中，为了对油气储层进行有 效保护，有必要在实验室内进行储层损害的机理研究， 结合储层敏感性潜在因素分析,对储层速度敏感性、 水敏感性、盐度敏感性等储层敏感性特征进行综合评 价，并对储层敏感性损害的损害类型、损害程度进行 评价预测,避免或减少储层潜在敏感性伤害因素的影 响。
地层水速敏评价流程
岩心抽空饱和水 0.1ml/min流速驱替水测K1
递 增 流 速 测 Ki 6ml/min流 速 驱 替 水 测 Kn
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满足下式：
ki1 ki *100% 5% ki1
说明已发生速度敏感，流量Qi-1即为临 界流量。
5.16 10.3 15.9 21.8 26.2 41.0 58.7 76.4 91.2 109
0.0155 0.0630 0.0998 0.132 0.201 0.291 0.458 0.635 0.788 0.950
15.9 7.88 7.46 7.52 7.41 6.82 6.50 6.25 6.30 6.27
② 为以下的水敏、盐敏、碱敏、酸敏四种实 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实验流速定为0.8 倍临界流速，因此速敏评价实验必须要先于其它 实验。
第六讲保护油气层的钻井液完井液技术
软化点应与油气层温度相适应。这类颗粒通常从磺化沥青、氧 化沥青、石蜡、树脂等物质中进行选择。﹡
第二节 保护油气层的油基钻井液
• 特点：油为连续相，水为分散相，其滤液为油，能有效地
防止油气层水敏，对油气层损害程度低，此类钻井液最低密 度可达到0.80g/cm3。
各类盐水基液所能达到的最大密度
盐水基液 NaCl KCl NaBr CaCl2 KBr
NaCl / CaCl2 CaBr2
CaCl2 / CaBr2 CaCl2 / CaBr2 / ZnBr2
21℃时饱和溶液密度/g·cm-3 1.18 1.17 1.39 1.40 1.20 1.32 1.81 1.80 2.30
本 ， 可 与 NaCl 配 合 使 用 ， 所 组 成 的 混 合 盐 水 的 密 度 范 围 为 1.20～1.32 g/cm3。
• 常用的添加剂：HEC（羟乙基纤维素）和XC生物聚合物。
• CaCl2：极易吸水的化合物。有两种，其纯度分别为94～
97%（粒状，含水约5%）和77～80%（片状，含水约 20% ）。
无固相清洁盐水钻井液类型
（1）NaCl盐水体系 （2）KCl盐水体系 （3）CaCl2盐水体系 （4）CaCl2-CaBr2混合盐水体系 （5）CaBr2-ZnBr2与CaCl2-CaBr2-ZnBr2
混合盐水体系
（1）NaCl盐水体系
• 特点：NaCl的来源最广，成本最低。其溶液的最大密度可
达1.18 g / cm3左右 。
原钻井液可得到充分利用，配制成本较低。
• 应用情况：在国内外均得到广泛的应用 。
试油生产过程中保护油气层
试油生产过程中保护油气层摘要:保护油气层技术是一项涉及多学科、多专业、多部门并贯穿整个油气生产过程的系统工程,有若干油气井,中途测试表明油气层受损害并不严重,其产能较高,但完井投产后油气井的产能却很低,甚至完全丧失产能,油气层损害的实质包括绝对渗透率下降和相对渗透率下降。
从试油工程因素方面阐述了对油气层的保护。
关键词:保护油气层速敏试油压井液一、保护油气层的重要性保护油气层是石油勘探开发过程中的重要技术措施之一,此项工作的好坏直接关系到勘探、开发的效果。
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,储层损害将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。
(1)在勘探过程中,保护油气层工作的好坏直接关系到能否及时发现新的油气层、油气田和对储量的正确评价。
探井损害储层,可将有希望的储层被误判为干层或不具开采价值,搞好钻井、完井、试油保护油气层有利于发现油气层和正确评价油气层。
(2)搞好保护油气储层有利于提高油气采收率和增储上产,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方针,保持大庆油田原油4000万吨稳产都具有十分重要的作用。
二、工程因素造成的储层损害2.1作业或生产压差引起的油气层损害(1)微粒运移产生速敏损害。
大多数油气层都含有一些细小矿物颗粒,这些微粒在流体流动作用下发生运移,并且单个或多个颗粒在孔喉处发生堵塞,造成油气层渗透率下降,这就是微粒运移损害。
由于油气层中流体流速的大小,直接受生产压差的影响,即在相同的油气层条件下,一般生产压差越大,相应的地层流体流速越大,因此,其根源在于生产压差过大。
(2)引起出砂和地层坍塌造成的损害。
当油气层较疏松时,若生产压差太大,可能引起油气层大量出砂,进而造成油气层坍塌,产生严重的损害。
2.2作业时间对油气层的损害(1)作业时间延长,油气层的损害程度增加,当工作液与油气层不配伍时,损害的程度随时间的延长而加剧。
保护油气层技术--石工1207
5、、油气层敏感性评价包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力敏感、温度敏感等七敏实验。
7、敏感性评价一个流动实验流程中必须包括三个部分：动力部分，岩心夹持器，计量部分。
28、引入有效半径后，当油层未受污染时有re=rw；油层受到污染re＜rw；油层改善时re＞rw。
29、对于均质储层，当表皮系数S>0时，储层受到伤害；S=0时，未受到伤害；S＜0时，储层得到强化或改善。通常当S=0-2时，储层轻微损害；当S=2-10时，损害比较严重；当S＞10时，严重损害。
30、解堵方法：化学解堵、机械解堵
35、高岭石和伊利石是典型的速敏性粘土矿物，蒙脱石是水敏性粘土矿物。
36、了解地层孔喉特征的方法有：压汞曲线、半渗透隔板法和离心法。
37、影响油气层损害程度的工程因素：压差、浸泡时间、环空返速、钻井完井液性能
三、简答
1、保护油气层的重要性：
a.勘探过程中,保护油气层工作的好坏直接关系到能否及时发现新的油气层、油气田和对储量的正确评价。b.保护油气层有利于油气井产量及油气田开发经济效益的提高。c.油气田开发生产各项作业中,搞好油气层保护有利于油气井的稳产和增产。
3、岩石和微粒的润湿性。4、液体的离子强度和PH值。5、界面张力和流体粘滞力。6、是影响微粒堵塞的主要因素，当微粒尺寸接近于孔隙尺寸的1/3或1/2时，微粒很容易形成堵塞；微粒浓度越大，越容易形成堵塞；（2）孔壁越粗糙，孔道弯曲越大，微粒碰撞孔壁越易发生，微粒堵塞孔道的可能性越大；（3）流体流速越高，不仅越易发生微粒堵塞，而且形成堵塞的强度越大；（4）流速方向不同，对微粒运移堵塞也有影响。
油气层保护
1.油气层损害的基本概念钻井与完井的最终目的在于钻开储层并形成油气流动的通道，建立油气井良好的生产条件。
任何阻碍流体从井眼周围流入井底的现象均称为对油气层的损害，严重的油气层损害将极大的影响油气井的产能。
油气层损害的主要表现形式为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。
渗透率降低越多，油气层损害越严重。
一方面，油气层损害是不可避免的。
在钻井、完井、修井、实施增产措施和油气开采等各个作业环节中，均可能由于工作流体与储层之间物理的、化学的或者生物的相互作用而破坏储层原有的平衡状态，从而增大油气流动的阻力。
但另一方面，油气层损害有时可以控制的。
通过实施保护油气层、防止污染的技术和措施，完全可以将油气层损害降低至最低限度。
油气层损害一词来源于国际上的通用词“Formation Damage”,亦可译为储层损害。
保护油气层一词来源于通用词“Formation Damage Control”,即对油气层损害的控制。
在储层油气流入井底的过程中，压力损失主要集中在井底附近的近井壁带。
该区域内油气通道连通条件和渗透性的好坏，即被污染的程度或者受保护的效果，对油气井的产能影响很大。
因此，保护油气层主要是指可能防止近井壁带的油气层受到不应有的损害。
2.保护油气层涉及的技术范围油气层损害的原因是十分复杂的，认识油气层损害需要多学科、多专业的知识，实施保护油气层技术需要油田各生产部门，包括地质、钻井、测井、试油、开发采油和井下作业等多个部门的团队协作。
可以认为，保护油气层技术是一项涉及多学科、多专业、多部门并贯穿整个油气生产过程的系统工程。
因此，该技术包括的技术范围较广，归纳起来主要有以下八方面内容：（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和保护油气层技术（5）完井过程中的油气层损害因素和保护油气层技术（6）油气田开发生产中的油气层损害因素和保护油气层技术（7）油气层损害现场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析技术以上内容组成了一项配套技术。
油气层保护措施
油气层保护措施要求
1.严格执行钻井液设计，依据地层孔隙压力附加0.07~0.15g/cm3确定钻井液密度；
2.采用以高压喷射为主的优选参数钻井技术，提高钻井液速度，减少钻井液对气层的浸泡时间；
3.管好用好固控设备，要求打开气层时的固相含量和钻井液密度不超过钻井液设计要求；
4.精确测量气体上返速度，无明显的油气压力异常，不允许加重；
5.禁止使用重晶石等不溶性加重材料和影响岩屑录井质量的处理剂；
6.抓好组织工作，完钻电测后，及时下￠139.7mm生产套管，尽量减少钻井液对气层的浸泡时间；
7.使用屏蔽暂堵技术，减少钻井液固相颗粒对地层孔隙通道的堵塞；
8.积极推广应用新技术，保护好气层。
油层保护技术
其它外因
2、作业或生产压差
微粒运移损害 压力敏感损害 无机沉淀损害 有机沉淀损害 储层出砂和坍塌 压漏地层 增加损害的程度
3、作业流体与地层流体温差
影响有些敏感性损害的程度 影响无机沉淀的生成 影响有机沉淀的生成 影响细菌损害情况
4、作业或生产时间
影响损害的程度
5、作业流体的环空返速
影响损害的程度
pH值:
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
天然气性质
1)与油气层损害有关的性质 含蜡量，粘度，胶质、沥 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
(1)生产或作业负压差大小; (2)储层自身能量; (3)储层类型,裂缝性储层的压力敏感性比孔隙性压力敏
感性强; (4)储层性质,储层渗透率越低,孔隙越小,泥质含量越高,
压力敏感性越强;
损害特点:
压力敏感性一旦发生,会带来永久性损害;
气藏特殊损害-气层流速敏感性损害
定义:
由于气体流动对储层岩石的冲蚀,会使储层中微粒发生运 移,微粒运移到孔喉处就可能产生堵塞,导致储层渗透率降低.
1、进入储层流体的性质
(2)流体中滤液性质
1) 流体的pH值 影响下列损害情况：
3）流体中离子成分 影响无机沉淀损害情况
无机沉淀 碱敏损害 乳化损害
4）流体的粘度 增加流动阻力
2）流体的矿化度和抑制性 5）表面活性剂类型和含量
影响水敏损害的程度 引起聚合物析出损害
影响油层岩石的润湿性 影响油水界面张力
保护油气层技术
绪论
案例 某低压、低渗油田，勘探初期，钻9口
探井，仅5口获工业油流，日产仅4～6吨 所钻地层属多压力层系，上部地层压力
系数1.15～1.20；下部0.95～1.0 为搞清该构造的产能和储量，技套下至
低压油层顶部；换用密度1.03g/cm3优质无膨 润土生物聚合物钻井液，并加入暂堵剂
绪论
钻开油层后中途测试，日产油69.9m3， 表皮系数-0.31，证明油层未受损害
岩石油层物理性质
◇当有一长度为L ，横截面积为A的岩心，使 其充满粘度为µ的流体，并在压力p1下流过岩 心，若出口压力为p2，对应的流量为Q。由 达西定律，有
Q K A p1 p2 L
岩石油层物理性质
或
QL
K
A(p1 p2)
◇若粘度为1mPa·s的流体，在105Pa的压力降
下，通过横截面积为1cm2、长度为1cm的岩心， 当流量为1cm3/s时，岩心渗透率为1 µm2， 称为达西；常用10-3 µm2表示
要参数
岩心分析 岩心分析概述
岩心分析概述
▪ 岩心分析的目的
全面认识油气层的岩石物理性质及岩石中敏感 性矿物的类型、产状、含量及分布
hK
Pe - Pa Q ln(Re/ Ra)
(3)
hK
Pa - Pwf Q ln(Ra / Rw)
(4)
hKa
岩石油层物理性质
其中，K 为地层受到损害后的平均有效渗透 率将（2）、（3）、（4）式代入（1）式，有
Q ln(Re/ Rw) Q ln(Re/ Ra)
K
K
Q ln(Ra / Rw)
Pe Pwf Pe Pa Pa Pwf (1)
式中 Pe － 供给边界压力 Pa － 损害区与未损害区界面处地层压力 Pwf －井眼周围损害后井底流动压力 （未损害时为P/wf ）
油气层保护
姓名：王龙学号：20080090序号：24班级：油工60801油层出砂对油气层的损害整理：王龙摘要：油井出砂是砂岩油层开采过程中常见的问题。
胶结疏松的砂岩油层，松散的砂粒有可能随同油气一起流入井筒。
如果油气的流速不足以将砂粒带至地面，砂粒就会逐渐在井筒内堆积，砂面上升至掩盖射孔层段，阻碍油气流流入井筒甚至使油井停产。
出砂严重时，也有可能引起井眼坍塌、套管毁坏。
关键字：碳酸盐；原油粘度；现场观测法；携砂液引言：油层出砂是由于井底地带岩石结构被破坏所引起的。
它与岩石的胶结强度、应力状态和开采条件有关。
岩石的胶结强度主要取决于胶结物的种类、数量和胶结方式。
砂岩的胶结物主要是粘土、碳酸盐和硅质三类，以硅质胶结物的强度为最大，碳酸盐次之，粘土最差。
一、出砂对油气层的损害油井出砂后，随着油层孔隙压力逐步降低，上覆地层的重量逐渐传递到承载骨架砂上，最终引起。
上覆地层的下沉，致使套管变形和毁坏。
油井出砂也将增加井下工具和地面设备的磨损，因而需要经常更换，增加生产成本。
1．油层出砂机理油层出砂是由于井底地带岩石结构被破坏所引起的。
它与岩石的胶结强度、应力状态和开采条件有关。
岩石的胶结强度主要取决于胶结物的种类、数量和胶结方式。
砂岩的胶结物主要是粘土、碳酸盐和硅质三类，以硅质胶结物的强度为最大，碳酸盐次之，粘土最差。
对于同一类型的胶结物，其数量越多，胶结强度越大。
胶结方式不同，岩石的胶结强度也不同。
砂岩的胶结方式可分为三种：（1）基底胶结。
当胶结物的数量大于岩石颗粒数量时，颗粒被完全浸没在胶结物中，彼此互不接触或很少接触。
这种砂岩的胶结强度最大，但孔隙度和渗透率均很低。
（2）接触胶结。
胶结物数量不多，仅存在于颗粒接触的地方。
这种砂岩的胶结强度最低。
（3）孔隙胶结。
胶结物数量介于上述两种胶结类型之间。
胶结物不仅在颗粒接触处，还充填于部分孔隙之中。
其胶结强度也介于上述两种方式之间。
易出砂的油层大多以接触胶结为主，其胶结物数量少，且含有粘土胶结物。
油气层保护技术
映油层损害大小的参数,均可用不 稳定试井数据计算,二者之间存在 如下关系 CR={ln(Re/Rw)}/{ln(Re/Rw)+S} 式中，Re 为油层供给半径，Rw 为 井眼半径。 7.什么是产能比？什么是表皮系 数？写出二者之间的关系式， 指出 符号的意义。 答： 产能比是指在相同生产压差条 件下， 油气层受到损害后的产量与 假定未损害时的理想产量之比， 用 PR 表示表皮系数是描述井底附近 地带的储层因受到损害而引起的 液体渗透流阻力增加的数值， 用表 示。 二者是描述油层损害程度的参数, 均可用不稳定试井数据计算.二者 之间关系为: PR={ln(Re/Rw)}/{ln(Re/Rw)+S} 式中 Re 为地层供给半径， Rw 为油 井半径 8、盐度敏感性实验的目的、意义 及实验方法各是什么？ 答： 盐度敏感性试验的目的是测定 当注入液体的矿化度逐渐下降时 岩石渗透率的变化， 从而确定出使 渗透率明显下降时的临界矿化度， 其意义在于； 在设计钻井液完井液 时， 将其矿化度至少保持临界盐度 以而避免对储层造成严重影响， 试 验方法是： 首先按自行制定的浓度 范围配制不同浓度的盐水 （最高浓 度应保持岩石不发生水敏） 。然后 按浓度由高至低的顺序注入岩芯 进行驱替。 每更换一次盐水， 应先 用该盐水驱替 10－15Vp, 浸泡 24 小时后测其渗透率。 最后以盐水浓 度为横坐标， 以渗透率为纵坐标作 图，由曲线确定出临界盐度。 9.什么是油层损害？其核心问题 是什么？危害是什么？ 答： 油气层损害是指在油井完井及 生产阶段， 在储层中造成的减少油 气层产量或降低注液注气效果的 各种阻碍。 油气层损害的核心问题 是： 在压差作用下钻井液完井液中 的滤液和固相侵入油层， 引起储层 岩石的结构及表面性质发生改变， 从而使井眼附近地带的渗透率大 大下降。 油气层损害后， 一方面影 响单井产量，严重时，可“枪毙” 油层， 另一方面有可能丧失发现油 气层的机会。 10.保护油气层的主要思路是什 么？ 答：保护油气层的主要思路是： ①不该进入的工作液要使之不进 入,至少的进入。 ②不可避免要进入的流体应该是 良性的、 配合性好的、 最好的无固 相的， 进入深度应控制在有效的范 围内。 ③凡是已进入的液相、 固相 都能用化学方法或物理方法解堵、 排液.④在油气层段钻进和完井施 工时， 要强化技术组织管理、 力争 消除井下事故的复杂情 况,尽量减少缩短池层浸泡时间. ⑤保护油气层以“预防为主” 。 11.储层保护研究和实施程序是什 么？ 答： ①首先分析储层孔隙结构的特 点、 所含粘土矿物类型、 分布、 数 量、 地层水的性质及各种微粒的类 型,研究潜在影响;②根据潜在影 响,进行敏感性评价确定出储层的 敏感程度;③从潜在影响和敏感性 出发研究损害机理;④根据机理选 择完井及完井技术,提出保护措施; ⑤按油田作业工序逐一实施保护 措施; ⑥用测井或试井的办法评 价保护措施的对应效果,由反馈效 果进一步研究机理,完善保护技 术. 12.什么是绝对渗透率、有效渗透 率及相对锁透率？答： 绝对渗透率 是反映岩石渗透性大小的物理参
靖安油田储层改造与保护
靖安油田储层改造与保护作者：张玉财柳双平马希龙来源：《文化产业》2016年第03期摘要：保护油气层是石油勘探开发过程中的重要技术措施之一，此项工作的好坏直接关系到能否及时发现新的油气层，油气田和对储量的正确评价。
保护油气层有利于油气井产量及油气田开发经济效益的提高，有利于油气井的稳产和增产。
结合油井试油作业现场实际，射孔、压裂酸化、抽汲排液、求产等作业工序对油气层的保护尤为关键。
本文以靖安油田主力区块为研究对象，探究了油气田开发试油过程中的油气层保护技术。
关键词：试油；油气田开发；油气层保护一、油气层伤害潜在因素分析储层伤害机理：一方面是由储层本身的岩性、物性及油气水流体性质等内在因素而造成的，另一方面是在各种作业过程中外来流体与储层岩石的相互作用，以及外来流体与地层水的相互作用，破环原有的物理-化学平衡，造成近井地带渗透率降低而造成的伤害。
长庆油田由于开采层系多，地层复杂，压力低、孔喉细小、以细～中粒长石岩屑砂岩为主，填隙物主要为粘土矿物、碳酸盐和硅质。
主要表现为中等偏弱水敏弱～水敏、中等偏弱酸敏～弱酸敏、中等偏弱速敏～弱速敏、中等偏弱盐敏～弱盐敏。
储层伤害的主要原因是粘土矿物水化膨胀，造成储层孔隙堵塞、渗透率下降，因此，综合地质资料调查和室内实验研究表明，各个储层的主要伤害为：1、侏罗系的延安组主要以固相颗粒和滤液伤害为主。
2、三叠系长6储层以高分子吸附堵塞和滤液伤害为主。
3、三叠系长4+5储层以水敏伤害为主。
二、油气层敏感性评价分析储层敏感性评价主要是通过岩心流动实验，考察油气层岩心与各种外来流体接触后所发生的各种物理化学作用对岩石性质，主要是对渗透率的影响及其程度。
此外，对于与油气层敏感性密切相关的某些物理化学性质，还必须通过化学法方法进行测定，以便在全面充分认识油气层的基础上，优选出与油气层配伍的工作液，为油、气、水井的各项工程技术措施的设计和实施提供必要的参数和依据。
油气层敏感性评价主要包括水敏、速敏、酸敏、盐敏、碱敏，靖安油田不同储层敏感性评价结果见表1。
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3.1 概述
岩心分析的主要技术方法
X射线衍射； 扫描电镜； 薄片技术； 压汞实验； 图像分析、核磁共振、工业CT等
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 1) x射线衍射技术(X-ray diffraction, XRD) 测量原理
每一种结晶体（包括晶质矿物）都有自己独特的 化学组成和晶体结构。当x射线通过晶体时，每一种结 晶物质都有自己独特的衍射花样，它们的衍射特征可 以用各个反射面网的面网间距（d值）和反射的相对强 度（I/I0）来表示。其中面网间距d值与晶胞的形状和 大小有关，相对强度则与晶体质点的种类及在晶胞中 的位置有关。 根据它们在衍射图谱上表现出的不同衍射角和不 同的衍射峰值高（强度），可以鉴别各类结晶物质包 括岩石中各种矿物的组成。
65.73 23.37 45.32 41.08 69.25 57.62 52.95 74.28
8.93 14.28 7.31 7.05 12.66 15.96 14.83 7.92
20.00 54.25 23.69 38.25 12.18 23.91 25.99 12.46
5.34 7.80 23.68 12.72 5.91 2.51 6.23 5.34
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 1) x射线衍射技术的应用
②全岩分析 主要是对大于5 m的非粘土矿物进行 分析。如云母、碳酸盐矿物、黄铁矿、长 石的相对含量。 与研究储层的酸敏损害及酸化设计密切 相关。
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 1) x射线衍射技术的应用
保护油气层技术
3.2 岩心分析技术及其应用
1) x射线衍射技术的应用
序 号
绝对 含量(%) <8μ m
粘土矿物相对含量(%)
高岭石 % 绿泥石 % 伊利石 % 伊 /蒙 %
粘土 矿物 x-射 线衍 射结 果 （焉 耆油 田）
1 2 3 4 5 6 7 8
5.80 4.01 4.60 5.65 3.63 3.89 3.62 12.65
红外光谱；CT扫描电镜； 能谱仪+扫描电镜；核磁共振
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.1 概述 目的意义
全面认识岩石物理性质及岩石中敏感性矿 物和类型、产状、含量及分布特点； 确定油气层潜在损害类型、程度及原因； 为各项作业中保护油气层工程方案设计提 供依据和建议。
保护油气层技术
S% (I/S) 10 10 10 10 10 10 10 10
保护油气层技术
3.2 岩心分析技术及其应用
1) x射线衍射技术的应用
测量应用例
井 号 Long1 Long1 Long3 Long3 Liu102 Liu102 样 号 2 20 41 50 64 90 下沟组粘土矿物相对含量分析结果 粘土矿物相对含量 S% 高岭石 伊利石 绿泥石 伊/蒙间层 （I/S） 14.29 64.29 0.00 21.43 35 12.03 67.67 0.00 20.3 35 9.09 54.55 9.09 27.27 40 23.08 57.69 0.00 19.23 40 4.55 88.64 0.00 6.82 30 2.33 87.21 0.00 10.47 25
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.1 概述
岩心分析的相关内容
地层流体性质，包括油、气、水的组成，高压 物性、析蜡点，凝固点、原油酸值等； 油气层所处环境，考虑内部环境和外部环境两 个方面； 矿物、渗流介质、地层流体对环境变化的敏感 性及可能的损害趋势和后果。
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
绒状伊利石
带状伊利石
自生石英
保护油气层技术
伊蒙混层（I/S大）
伊蒙混层（I/S小）
绿蒙混层
泥浆污染
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 3) 薄片技术(Slice Technique of Rock) 测量原理
将岩心按需要方向切磨成厚度为0.03mm， 能让可视光通过薄片，进行岩石学分析的技术。 三大常规技术之一，它应用光学显微镜观察 薄片，直接观察储层孔喉大小、分布、连通情况、 地层微粒、地层敏感性矿物、地层胶结情况等。
充填式胶 结物产状 孔喉 衬垫式胶 结物产状 骨架颗粒 充填 物
ห้องสมุดไป่ตู้
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 2) 扫描电镜技术的应用 样品要求
尺寸大小适中(标准岩心) <f33×100mm； 有良好的导电性； 观察面清洁新鲜；
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
序 号 1 2 3 4 5 6
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 1) x射线衍射技术的应用
局限性 不易鉴定微量组分矿物； 不能给出矿物的产状和分布； 不能给出孔隙和孔喉的结构和分布；
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 2)扫描电镜技术(scanning electron microscope，SEM)
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 2) 扫描电镜技术的应用
储层损害监测 通过对比污染实验前后岩心孔喉变化、 微粒变化，从微观上分析地层损害机 理；
观测岩石骨架特征 矿物颗粒的大小、产状和分布；
保护油气层技术
3.2 岩心分析技术及其应用
2) 扫描电镜技术的应用 观测孔喉特征
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 3) 薄片技术的应用
保护油气层技术
3.2 岩心分析技术及其应用
3) 薄片技术的应用
荧光薄片
提供储层有效储集和渗流性质，分析孔隙形 状、大小、连通情况、裂缝发育情况与裂缝大小、 走向等。
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
③粘土矿物分析 利用粘土矿物 特征峰的d值，鉴定粘 土矿物的类型，利用出现矿物对应的衍射 峰的强度，定量分析粘土矿物的相对含量。 常见的粘土矿物：蒙脱石、伊利石、 绿泥石、高岭石
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 1) x射线衍射技术的应用
④间层矿物分析 油气层中常见的间层矿物大多数是 由膨胀层和非膨胀层粘土相间构成。伊 利石/蒙皂石间层矿物、绿泥石/蒙皂石 间层矿物较常见。 间层比：指膨胀性粘土层在层间矿 物中所占的比例，以蒙皂石的百分含量 表示。
3.2 岩心分析技术及其应用
4) 压汞实验
测量原理 汞对大多数造岩矿物为非润湿，对汞施加 压力后，当汞的压力和孔喉的毛细管压力相等 时，汞就能克服阻力进入孔隙，根据进入汞的 孔隙体积百分数和对应压力就得到毛细管压力 曲线。 压力和孔喉半径的关系为： Pc=0.735/r Pc 为毛管压力，MPa，r 为毛管半径，m
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 3)薄片技术(Slice Technique of Rock)
测量原理 铸体薄片厚度为 0.03mm , 面积不小 于15*15mm，一般用 储层岩心磨制而成。
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 3) 薄片技术的应用
测量原理
扫描电镜技术即是扫描电子显微技术 , 它利
用类似电视摄影显像的方式 , 用细聚焦电子束在 样品表表面上逐点进行扫描成象。
分析孔隙内充填物类型、产状。
保护油气层技术
3.2 岩心分析技术及其应用
2) 扫描电镜技术
仪器结构
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 2) 扫描电镜技术的应用
保护油气层技术
The Technique of the Formation Protection
韩 松
2010.10
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.1 概述
目的意义；主要内容；主要技术
3.2 岩心分析技术
X射线衍射；扫描电镜； 薄片技术；压汞实验； 电子探针；图像分析
3.3 岩心分析技术新发展
3.2 岩心分析技术及其应用 2) 扫描电镜技术的应用 局限性
只能作形态观察； 不能确定矿物含量； 不能给出矿物化学成分；
保护油气层技术
保护油气层技术
蠕虫状高岭石
书本状高岭石
片状蒙脱石
蜂窝状蒙脱石
保护油气层技术
绒球状绿泥石
毛发状绿泥石
叠片支架状高岭石
保护油气层技术
丝状伊利石
储层微粒观察 微粒的类型、大小、含量等；分析地 层微粒运移损害等； 粘土矿物观测 粘土矿物的类型、产状和含量；分析 地层粘土水化膨胀、分散运移等损害 机理；
保护油气层技术
第三章 岩心分析技术
3.2 岩心分析技术及其应用 2) 扫描电镜技术的应用
储层孔喉观察 孔喉形状、大小、与连通关系；分析 储层孔喉结构，为完井液设计提供依 据等； 含铁矿物检测 利用扫描电镜的x-射线能谱仪，能对矿 物进行半定量分析，确定铁等敏感性 矿物的种类与含量；