《保护油气层》PPT课件
合集下载
《保护油气层》课件
《保护油气层》PPT课件
欢迎来到《保护油气层》的PPT课件。在本课程中，我们将探讨油气层的定 义、保护措施以及其意义与价值，让我们开始吧！
什么是油气层
• 油气层的定义 • 油气层的特点 • 油气层的作用
油气层的保护
1 为什么要保护油气
层？
油气资源的稀缺性，环 境保护的需要
2 如何保护油气层？ 3 具体保护措施
资源保障
有效保护油气层能够确保油 气资源的可持续发展
战略意义
油气层保护对国家战略安全 具有重要意义
结束语
保护油气层是我们的责任，安全高效开发油气资源是我们的目标。
管理体系建设，技术手段
地质勘探与评价，坑探 技术，压裂技术，井下 防漏技术，油气田开发 与生产中的保护措施
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
持续改进保护措施
1
监测评估
及时检测油气层保护状况以及效果评估
2
技术创新
不断引进新技术、新方法，提高保护效果
3
人才培养
培养专业人才，推动油气层保护研究及实践
油气层保护的意义与价值
环保效益
保护油气层有助于减少环境 污染、保护生态平衡
欢迎来到《保护油气层》的PPT课件。在本课程中，我们将探讨油气层的定 义、保护措施以及其意义与价值，让我们开始吧！
什么是油气层
• 油气层的定义 • 油气层的特点 • 油气层的作用
油气层的保护
1 为什么要保护油气
层？
油气资源的稀缺性，环 境保护的需要
2 如何保护油气层？ 3 具体保护措施
资源保障
有效保护油气层能够确保油 气资源的可持续发展
战略意义
油气层保护对国家战略安全 具有重要意义
结束语
保护油气层是我们的责任，安全高效开发油气资源是我们的目标。
管理体系建设，技术手段
地质勘探与评价，坑探 技术，压裂技术，井下 防漏技术，油气田开发 与生产中的保护措施
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
持续改进保护措施
1
监测评估
及时检测油气层保护状况以及效果评估
2
技术创新
不断引进新技术、新方法，提高保护效果
3
人才培养
培养专业人才，推动油气层保护研究及实践
油气层保护的意义与价值
环保效益
保护油气层有助于减少环境 污染、保护生态平衡
石油开采-保护油气层
定义: 当水进入油层后由毛细管阻力引起的液体堵 塞
Water
Pc Oil 水锁效应
11 Jamin Effect 贾敏效应
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
Pc Pc 2(cos2 cos1) / r
Water
Q P1
Q P2
For Gas
A
L
气体状态方程
P1Q1 P2Q2 PoQo PQ
2QoPoL
Kg
A( P12
P
2 2
)
Kg 平均压力 p和平均流量Q下测得的气体渗透率
1 P ( P1 P2)
2 Qo 标准状态下气体的体积流量 Po 标准大气压
6-2 Klinkenberg Permeability
2 The Methods & contents of Core
Analysis 岩心分析方法和内容
方法
X-Ray Diffraction (XRD) X射线衍射; Scanning Electron Micrograph(SEM) 扫描电镜; Slice Technique 薄片技术; Mercury Injection Method for Rock Capillary
含铁矿物检测（结合X射线能谱仪) 观测损害过程中矿物的变化形态过程
微粒运移、沉积堵塞、喉道变化
样品要求
尺寸大小适中(标准岩心) <33×100mm； 有良好的导电性； 观察面清洁新鲜；
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；
Water
Pc Oil 水锁效应
11 Jamin Effect 贾敏效应
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
Pc Pc 2(cos2 cos1) / r
Water
Q P1
Q P2
For Gas
A
L
气体状态方程
P1Q1 P2Q2 PoQo PQ
2QoPoL
Kg
A( P12
P
2 2
)
Kg 平均压力 p和平均流量Q下测得的气体渗透率
1 P ( P1 P2)
2 Qo 标准状态下气体的体积流量 Po 标准大气压
6-2 Klinkenberg Permeability
2 The Methods & contents of Core
Analysis 岩心分析方法和内容
方法
X-Ray Diffraction (XRD) X射线衍射; Scanning Electron Micrograph(SEM) 扫描电镜; Slice Technique 薄片技术; Mercury Injection Method for Rock Capillary
含铁矿物检测（结合X射线能谱仪) 观测损害过程中矿物的变化形态过程
微粒运移、沉积堵塞、喉道变化
样品要求
尺寸大小适中(标准岩心) <33×100mm； 有良好的导电性； 观察面清洁新鲜；
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；
精选完井过程中的油气层保护技术课件
合理负压差值的确定
美国岩心公司经验公式（针对油层）： Ln(Dpmin) = 5.471 – 0.3688 ln(K)式中，Dpmin —— 射孔最小负压（10-1MPa) K —— 油层渗透率，10-3mm2
负压射孔示意图
保护储层的射孔完井技术
三、保护储层的射孔液射孔液：既是射孔作业中井筒的工作液，也是射孔作业完成后，进行生产测试的压井液。对射孔液的基本要求：与储层岩石、流体相配伍满足射孔及后续作业的要求（具有合适的密度，以及适当的流变性以满足循环清洗炮眼的需要）
射孔完井的保护油气层技术
损害因素分析：二、射孔参数不合理或储层打开程度不完善射孔参数：孔密、孔深、孔径、步孔相位角、步孔格式等。当径向流→非径向流时，流动阻力增大，产生附加压降。 如果以上参数选择不合理，产生附加压降。如果油层有气顶和底水，油层段不能全部射开，增大附加阻力。
射孔完井的保护油气层技术
建立合理的工作制度（生产压差、采油速率的确定）保持能量开采（在原油饱和压力以上）针对不同储层采取相应预防措施低渗油气藏——保持能量开采，避免气锁、液锁和乳化堵塞，防止出现多相流中、高渗疏松砂岩——选择合理生产压差和采取有效的防砂措施碳酸盐岩油气藏——防CaCO3垢稠油油藏——防有机垢生成
采油过程中解除损害的方法
保护油气层的防砂完井技术
——割缝衬管
四、缝眼数量：缝眼开口总面积 ＝ 2％﹡(衬管外表面积)缝眼长度 ＝ 50～300mm缝眼数量：n = (a F)/(e l) 式中：n —— 缝眼数量 a —— 缝眼总面积占衬管外表面积的百分数 (＝2％) F —— 衬管外表面积，(mm)2 e —— 缝口宽度，mm l —— 缝眼长度，mm
常用的射孔液体系
五、油基射孔液1、组成：柴油 ＋ 添加剂，可以是w/o乳化射孔液，也可以是纯油基射孔液2、特点：可避免水敏、盐敏损害但配制成本高、因而较少使用应注意防止润湿反转、乳化堵塞及有机垢堵塞
[实用参考]保护油气层的完井作业技术.ppt
![[实用参考]保护油气层的完井作业技术.ppt](https://img.taocdn.com/s3/m/26bc50fcd5bbfd0a795673bf.png)
—地应力计算：测井、岩石力学测定 —坍塌压力预测：综合上述资料计算
1.1 保护油气层钻井技术
（2）确定合理的井身结构是实现近平衡压 力钻井的基本保证
—用套管封隔上部地层 —油气藏压力分布 —经济效益、套管程序、井下压力系统
1.1 保护油气层钻井技术
（3）实现近平衡钻井，控制油气层的压差处于 安全的最低值
（6）搞好井控，防止井喷井漏
1.2 多套压力系统地层保护技术
（1）油气层为低压层，其上部存在大段 易坍塌高压泥岩层
—依据上部地层坍塌压力确定钻井液密度，保 持井壁稳定
—下套管封隔上部地层 —进入油气层前，转用屏蔽暂堵钻井液
1.2 多套压力系统地层保护技术
（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
1.3 调整井保护技术
钻调整井地层特点 调整井油气层损害因素 调整井钻井保护技术
1.3 调整井保护技术
钻调整井地层特点
—同一井筒中形成多套压力层系，高压低 压并存
—油气层孔隙结构、物性、矿物成分发生 变化
—压裂、注水使裂缝增加 —地应力场发生变化 —油气水分布变化
1.3 调整井保护技术
—完善井身结构，防漏治漏
1.4 深井高温井保护技术
深井高温井油气层的损害 深井高温井保护技术要点
深井高温井油气层的损害
温度敏感引起的损害 —矿物转化，矿物溶解与沉淀 —润湿性转变，乳化堵塞 温度敏感与其他损害协同作用 —强化粘土膨胀，微粒运移 —无机垢沉积，有机垢沉积
深井高温井保护技术要点
压差：滤失、漏失 浸泡时间 环空返速高，滤失量增大，损害加剧 钻井液性能
1.1 保护油气层钻井技术
1.1 保护油气层钻井技术
（2）确定合理的井身结构是实现近平衡压 力钻井的基本保证
—用套管封隔上部地层 —油气藏压力分布 —经济效益、套管程序、井下压力系统
1.1 保护油气层钻井技术
（3）实现近平衡钻井，控制油气层的压差处于 安全的最低值
（6）搞好井控，防止井喷井漏
1.2 多套压力系统地层保护技术
（1）油气层为低压层，其上部存在大段 易坍塌高压泥岩层
—依据上部地层坍塌压力确定钻井液密度，保 持井壁稳定
—下套管封隔上部地层 —进入油气层前，转用屏蔽暂堵钻井液
1.2 多套压力系统地层保护技术
（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
1.3 调整井保护技术
钻调整井地层特点 调整井油气层损害因素 调整井钻井保护技术
1.3 调整井保护技术
钻调整井地层特点
—同一井筒中形成多套压力层系，高压低 压并存
—油气层孔隙结构、物性、矿物成分发生 变化
—压裂、注水使裂缝增加 —地应力场发生变化 —油气水分布变化
1.3 调整井保护技术
—完善井身结构，防漏治漏
1.4 深井高温井保护技术
深井高温井油气层的损害 深井高温井保护技术要点
深井高温井油气层的损害
温度敏感引起的损害 —矿物转化，矿物溶解与沉淀 —润湿性转变，乳化堵塞 温度敏感与其他损害协同作用 —强化粘土膨胀，微粒运移 —无机垢沉积，有机垢沉积
深井高温井保护技术要点
压差：滤失、漏失 浸泡时间 环空返速高，滤失量增大，损害加剧 钻井液性能
1.1 保护油气层钻井技术
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
水也不一样，受粘土含量和蒙脱石含量控制 Monagan et al(1959)提出地层损害的概念，如
何恢复淡水损害的渗透性，防止淡水与粘土作 用
1 保护储集层技术重要性和特点
国外研究历程（60年代—奠基阶段） 提出诊断水敏性的配套分析技术，包括流动实验、
XRD、膨胀实验、显微镜观察粘土矿物分布 Jonnes(1964)发现高矿化度变化为淡水产生土
2.４保护储集层技术—主要内容
油气藏工程地质描述和岩心分析 油气层损害的室内评价 损害机理诊断（潜在或已经发生） 保护油气层钻井技术 保护油气层固井技术 保护油气层完井、投产技术 油气田开发生产中的保护技术 油气层损害的矿场评价技术 油气层损害诊断与控制的软件系统
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
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
1 保护储集层技术重要性和特点
国外研究历程（60年代前-—起步阶段） Fancher(1933)实验发现K空气与K水不一致 Johnson and Beeson(1945)发现K淡水与K盐
Байду номын сангаас
保护储集层技术的特点
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
2 保护储集层技术的主要内容
研究思路 基本原则 系统工程 研究程序 技术内容
2.1保护储集层技术—研究思路
2.1保护储集层技术—研究思路
锁(clay blocking) Land and Baptist(1965)数百块岩心实验未能建
立蒙脱石与水敏损害程度的关系，表明粘土膨 胀不是产生水敏的主要原因 Mungan(1965)揭示不含膨胀性粘土的地层也照 样会发生损害，且还会由pH值的变化引起
1 保护储集层技术重要性和特点
国外研究历程（70年代—明朗化阶段） 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 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 如何控制微粒运移发生是有商业前景的技术：
研制粘土稳定剂 1974年始，SPE召开专题会议 观念更新：损害后补救———预防损害
1 保护储集层技术重要性和特点
国外研究历程（80、90年代全面发展阶段）
实验技术：薄片分析、X-射线衍射、XRD小角散射、扫 描电镜、背散射技术（BSD）、高分辨率透射电镜CT-扫 描、NMR、环境扫描电镜、原子力显微镜（AFM）
油气层损害机理（据Giorgi)
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
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 UNDP援助建立油井完井技术中心
保护储集层技术重要性
及时发现油气层—荣兴屯油田 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 少投入，多产出，显著提高经济效益
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、改造 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，做到整体优化 技术进步、经济效益、环境保护统筹考虑
2.４保护储集层技术—研究程序
潜在损害研究—岩性、物性分析 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
油气藏工程地质描述和岩心分析
资料收集、岩心观察——宏观描述，裂缝 普通岩心分析——孔隙度、渗透率、饱和度、
薄片分析、SEM、XRD、化学分析、能谱/电 子探针、压汞毛管压力曲线测定 特殊岩心分析 流体性质 目的——物性、孔喉、结构和矿物 内部环境和外部环境 潜在损害问题分析和预测
尽量避免进入，至少要少进入 不可避免要进入的工作液，应该与油气层配伍，
并且不含固相 凡进入油气层的固相、液相，都能用物理、化
学或生物化学方法实现解堵、反排——（屏蔽） 暂堵技术思想 力争减少井下事故和各种复杂情况发生
2.３保护储集层技术—系统工程
认识油气藏、保护油气藏、开发油气藏和改造 油气藏
保护油气层
Technology for Formation Damage Control
西南石油学院 油井完井技术中心
总论
保护储集层技术重要性和特点 保护储集层技术的主要内容 如何做好保护油气层工作 保护油气层技术新发展
钻井完井过程中地层损害示意图
开发开采过程中的地层损害示意图
从储集层特性分析入手，找出潜在损 害因素，以室内敏感性实验和模拟实 验为基本依据，综合分析现场作业、 生产资料和测井、测试数据，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。
2.２保护储集层技术—基本原则
在保护中开发，在开发中保护 立足以预防为主，解除损害为辅 不该进入油气层的工作液（固相，液相），要
损害机理：分散/运移、结构膨胀、云母蚀变、差异溶解、 微结构破坏
诊断与控制技术：暂堵概念和技术、粘土稳定剂、欠平 衡钻井、人造油基泥浆、MWH
技术观点：井壁稳定与油气层保护统一，保护与改造相 统一，多学科合作
1998年欧洲地层损害专题会议
1 保护储集层技术重要性和特点
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
何恢复淡水损害的渗透性，防止淡水与粘土作 用
1 保护储集层技术重要性和特点
国外研究历程（60年代—奠基阶段） 提出诊断水敏性的配套分析技术，包括流动实验、
XRD、膨胀实验、显微镜观察粘土矿物分布 Jonnes(1964)发现高矿化度变化为淡水产生土
2.４保护储集层技术—主要内容
油气藏工程地质描述和岩心分析 油气层损害的室内评价 损害机理诊断（潜在或已经发生） 保护油气层钻井技术 保护油气层固井技术 保护油气层完井、投产技术 油气田开发生产中的保护技术 油气层损害的矿场评价技术 油气层损害诊断与控制的软件系统
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
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
1 保护储集层技术重要性和特点
国外研究历程（60年代前-—起步阶段） Fancher(1933)实验发现K空气与K水不一致 Johnson and Beeson(1945)发现K淡水与K盐
Байду номын сангаас
保护储集层技术的特点
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
2 保护储集层技术的主要内容
研究思路 基本原则 系统工程 研究程序 技术内容
2.1保护储集层技术—研究思路
2.1保护储集层技术—研究思路
锁(clay blocking) Land and Baptist(1965)数百块岩心实验未能建
立蒙脱石与水敏损害程度的关系，表明粘土膨 胀不是产生水敏的主要原因 Mungan(1965)揭示不含膨胀性粘土的地层也照 样会发生损害，且还会由pH值的变化引起
1 保护储集层技术重要性和特点
国外研究历程（70年代—明朗化阶段） 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 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 如何控制微粒运移发生是有商业前景的技术：
研制粘土稳定剂 1974年始，SPE召开专题会议 观念更新：损害后补救———预防损害
1 保护储集层技术重要性和特点
国外研究历程（80、90年代全面发展阶段）
实验技术：薄片分析、X-射线衍射、XRD小角散射、扫 描电镜、背散射技术（BSD）、高分辨率透射电镜CT-扫 描、NMR、环境扫描电镜、原子力显微镜（AFM）
油气层损害机理（据Giorgi)
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
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 UNDP援助建立油井完井技术中心
保护储集层技术重要性
及时发现油气层—荣兴屯油田 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 少投入，多产出，显著提高经济效益
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、改造 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，做到整体优化 技术进步、经济效益、环境保护统筹考虑
2.４保护储集层技术—研究程序
潜在损害研究—岩性、物性分析 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
油气藏工程地质描述和岩心分析
资料收集、岩心观察——宏观描述，裂缝 普通岩心分析——孔隙度、渗透率、饱和度、
薄片分析、SEM、XRD、化学分析、能谱/电 子探针、压汞毛管压力曲线测定 特殊岩心分析 流体性质 目的——物性、孔喉、结构和矿物 内部环境和外部环境 潜在损害问题分析和预测
尽量避免进入，至少要少进入 不可避免要进入的工作液，应该与油气层配伍，
并且不含固相 凡进入油气层的固相、液相，都能用物理、化
学或生物化学方法实现解堵、反排——（屏蔽） 暂堵技术思想 力争减少井下事故和各种复杂情况发生
2.３保护储集层技术—系统工程
认识油气藏、保护油气藏、开发油气藏和改造 油气藏
保护油气层
Technology for Formation Damage Control
西南石油学院 油井完井技术中心
总论
保护储集层技术重要性和特点 保护储集层技术的主要内容 如何做好保护油气层工作 保护油气层技术新发展
钻井完井过程中地层损害示意图
开发开采过程中的地层损害示意图
从储集层特性分析入手，找出潜在损 害因素，以室内敏感性实验和模拟实 验为基本依据，综合分析现场作业、 生产资料和测井、测试数据，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。
2.２保护储集层技术—基本原则
在保护中开发，在开发中保护 立足以预防为主，解除损害为辅 不该进入油气层的工作液（固相，液相），要
损害机理：分散/运移、结构膨胀、云母蚀变、差异溶解、 微结构破坏
诊断与控制技术：暂堵概念和技术、粘土稳定剂、欠平 衡钻井、人造油基泥浆、MWH
技术观点：井壁稳定与油气层保护统一，保护与改造相 统一，多学科合作
1998年欧洲地层损害专题会议
1 保护储集层技术重要性和特点
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