浅谈油层保护

1、储层伤害 指钻井、完井、油井开发等全过程中在储层井壁的周围能够造成流体产出 和注入自然能力降低的现象而最终造成储层或井壁周围绝对渗透率和相对 渗透率的下降，这是储层损害的最终实质。 2、渗透率（K） 是指多孔介质允许流体通过的能力，并满足于达西定律(1D=1000mD)。 1mD=0.9869³10 -9 m2而且1μm2＝1D。 3、相（有效）渗透率 指多相流体共存和流动时，其中某相流体在岩心中通过的能力大小。油、 气、水各相分别用 Ko、Kg Kw来表示。 或者地层不配伍的 固相、液相都有可能产生储层周围附近地带的孔喉堵塞，而造成流体的能 力降低，形成进一步的地层损害。 5、渗透率的恢复值 是指储层的损害渗透率与未损害前的渗透率的比值。
8 6 4 2 0 0.7 1 2 5 8 16 40 70
100
200
420

屏蔽材料的粒度分布
ßú¼ÖÈ£Ä Ï Ç ² ·¶ Á µ - D Z % 3 £ - P E % 2 3 ¼ 1 « 1 Í
41.0 91.0 62.0 63.0 94.0 86.0 39.0 82.1 57.1 14.2 23.3 65.4 72.6 26.8 8.11 3.61 4.22 8.03 3.24 1.0 2.85 08
油层保护
内容提纲
油层保护的重要意义和目的
油层保护的基本概念——名词和参数解析
储层损害的类型及原因
油层损害产生的后果
保护油层措施选择 现场泥浆维护原则 环境保护 介绍目前使用的油层保护剂——屏蔽式暂
堵技术的机理研究和实验验证
一、油层保护的重要意义和目的
1、全面认识和了解油气层的岩石物理性质及岩石 中敏感性矿物的类型、产状、含量及分布特点。 2、确定储层潜在的损害类型、程度及原因。 3、为钻井作业、完井作业在生产过程中做好油气 层的保护提供有利的依据。
二、基本概念
即：Kd/K³100%
储层损害示意图
未污染区K 生产压差 △P=Pe-Pw 储 层 压 力 Pe 井底压力 Pw 污染区Kd
井眼半径
Rw
Re
采油半径
Rd
污染半径
二、基本概念
6、产能比（PR） 指储层损害后的产能与理论产能之比，它反映出损害储层的程度大小。
Qd

即：PR= ——— QI
四、油层损害产生的后果
国内外90％以上的井都是用正压差打开油气层； 泥浆的固相对地层孔喉的堵塞（可达100％）； 泥浆、水泥浆的液相（主要是水相〕损害（可达100％） 油气井产能减少10～100％； 产层渗透率下降10～100％； 增加消除损害的作业成本和开发成本（每口井几万～几
屏蔽式暂堵技术的机理研究和实验验证
屏蔽式暂堵技术的机理研究
固相颗粒对孔喉堵塞的物理模型 “架桥，逐级填充，封堵” 架桥粒子的架桥 单个颗粒随泥浆液相进入油层，在流经孔喉时： 若：r粒<<r孔，则通过孔喉 r粒>r孔，则不易入孔 r粒与r孔相当（大小、尺寸〕，则在孔喉处卡住，称 为架桥。
屏蔽式暂堵技术的机理研究和实验验证
屏蔽式暂堵技术的技术方案
准确掌握油层孔喉和钻井液中固相颗粒的尺寸及其分布；是成 功满足油田储层保护的重要条件。 QHD32-6;SZ36-1和渤海各油田的应用已获得了良好经济效益!!
12 10


钻 井 部 分
六、现场泥浆维护原则
保证前期工作循环系统干净无污染，井眼干净。 完井作业选择配伍性强的完井液、修井液，减少地层损害。 打开油层时确保以负压射孔，减少各种液体与地层接触。 确保与地层接触的液体的粒度、做好激光粒度检测，匹配好
离经大小。（2微米-5微米）
完 井 部 分
确保浊度NTU≤30以减少物理-化学-热动力学作用所产生的
三、储层损害的类型及原因
储层损害的类型 1、毛细现象（液相的侵入） （a）相对渗透率的影响 （b）润湿性的影响 （c）孔隙的液锁 2、固相的侵入 3、结垢 4、岩石的损害 （a）微粒分散运移 （b）微粒运移 （c）矿物沉淀 （d）晶格膨胀 （e）非胶结 储层损害的原因
孔隙中水、油、气相对含量的改变 表面活性剂的侵入 粘性流体的侵入 有机物、无机物微粒的侵入 盐的沉淀 离子环境的改变 胶结颗粒的松散溶解 矿物的溶解和重新结晶 过多的水进入晶体 地层结构的疏松
4、修井液体系
主要使用饱和盐水调整液相对产层的抑制性、配伍性、离子的稳定性， 来尽可能地减少地层损害。 提高油层的渗透恢复率，增加产能，节约成本，提高采收率。
六、现场泥浆维护原则
开启离心机、除泥器等固控设备，除去有害、劣质固相。 保持泥浆较高的动朔比和切力，保证携砂。 保持泥浆中高搬土含量，保证上部井眼规则。 1000米以后控制泥浆失水，抑制井壁，减少地层损害半经。 钻进至裂缝易漏地层时泥浆中加入0.5%的单封，封闭地层漏失。 保持泥浆良好的润滑性，保证定向井作业顺利施工。 进入油层前保持泥浆低粘、低切。 打开油层时确保3.5Mpa的正压差，加入ZD-13% EP-12%的屏蔽 式暂堵剂，做好油层保护剂的粒度分析、检测报告。 打开油层时确保泥浆失水<6.00cc，特别是高温高压失水<15cc。 保证环空的上返速度，减少有害固相的侵饱时间。 保持泥浆具有良好的润滑性，确保电测、下套管 作业顺利
填充粒子的填充
架桥粒子架桥后，剩余孔喉尺寸减小，泥浆中更小一级 粒子卡在更小喉道处，这一过程不断重复，这一过程叫 逐级填充。这时堵塞带的渗透率取决于泥浆中最小一级 粒子的粒级，但渗透率不会为零。 变形粒子的作用 当最小粒级的粒子是可变形时，则堵塞带渗透率可达到 零。 地层孔喉尺寸和泥浆中固相粒级的匹配
有机物、无机物等沉淀和结垢现象。（减少各种水、碱、酸
、固相、水泥等敏感性反应）
控制合理的生产压差，防止地层出砂、微粒运移等污染。 保持各完井液、修井液的各项性能指标，确保作业顺利。 保持各种液体的反排性、解堵性，提高油层的渗透恢复率，
增加产能，提高采收率。
七、环境保护
钻井、完井、油田开发过程中必须严格遵守国家有 关环境保护法规。
S—指流体通过储层损害区而引起的附加流动阻力的大小，它是无量纲量。 K rd
7、 表皮系数（SF）
rd —污染区半径M
S= （——— －1）ln ——— kd rw
rw —井眼半径 M
二、基本概念
表皮系数的大小直接反映了储层损害的程度，尽量减少损害区的损害程度
使Kd=K，即S=0 或减少污染半经rd,，使rd= rw 即S=0, 还可以使 Kd＞K， Kd↗ 即S＜0有效的提高油井的产能，提高采收率，起到增产的目的。 8、 孔隙度（） 是指岩石储集流体的空隙空间，可分为有效孔隙度%和无效孔隙度%。 9、饱和度（S） 是指岩石中某项流体所占的百分含量，可分为含油饱和度So、含水饱和度 Sw等等。（%）
0.1
0.14
0.19
0.26
0.36
0.49
0.68
0.93
1.28
1.75
2.41
3.32
4.56
6.27
8.62
11.8
16.3
22.4
30.8
42.3
Å £ ±¶ ¿ Á Ö ¾
mm
Í 4 Ä ½ ¼ È 2£ EP£ 1º 3£ ZD £ 1º µ Á ¶ ²² Ç Ï ¼ ´ ¬ Ó ë ¥ ­ Í ¥ ­ ó Ä £ È Ö ¼ ú ß
Ki/Kw 0.0051 0.0028 0.00091 0.00047
屏蔽式暂堵技术的机理研究和实验验证
正压差的影响
正压差越大，屏蔽环堵塞效果越好，一般油藏来讲，正
压差应大于3.5MPa。 时间的影响 10分钟内形成屏蔽环，延长时间无影响。 温度的影响 温度的影响取决于变形粒子的软化点； 应根据地层温度选用不同软化点的变形粒子。 屏蔽环形成后，可防止水泥浆对产层的损害 负压条件下，屏蔽环的反排解堵可达到70％以上
02 0
¥ ±²° ²² £ È Ö Ù ¼ Ö
这两种暂堵剂粒度的中值直径为13mm，基本与储层中值 匹配，小于5mm的颗粒含量大于30％，有足够的小颗粒，粒度分
布呈明显的双峰特性，粒度分布区间在0.1～180 mm之间，较好
地覆盖了储层孔喉区间（覆盖的最大孔喉直径270mm）。
¥ £
¼ Ö Æ Û ²² ¼ À
屏蔽式暂堵技术的机理研究和实验验证
架桥粒子的堵塞深度在2～3厘米之内
架桥作用在10分钟内即可完成
这个规律揭示了如泥浆中的粒子与产层孔喉匹配得当，可快 速、浅层地获得稳定的桥堵。 填充粒子的填充规律 级配合理的填充粒子可进一步降低桥堵的渗透率 级配合理的填充粒子可封堵裂缝性地层。 级配合理的填充粒子可抑制地层改变物理-化学-热动力学 平衡进一步减少岩石和流体性质的改变。
泥浆中按上面的比例加入暂堵剂后的中值直径为14.5mm，与 储层孔喉中值直径有较好的匹配，小于10mm的颗粒含量超过40％，
大于60mm的颗粒含量超过10％，颗粒尺寸分布呈明显的双峰特性。
58.2
80
Û Æ Ö ¼ À ¼ ²²
¥ £
Ð µ ±¶ º Ö Ö Ö ¾ £ 14.50mm
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001
021
04
06
08
mm
¶ Ö £ Å ¾± Á ¿ mm66.31 £ ¾± Ö Ö º ¶ Ö µ Ð
1 5.0 0 3 5.2 2 5.1 4 5.3
泥浆中加入屏蔽材料后粒度分布
4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0 20 0 120 100 80 60 40
Ö ¼ Ù Ö È ¥ ²² °²± £