保护油气层
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。
油气层保护
1钻井过程中的油气层保护在钻井过程中, 采用保护油气层配套技术, 以减少对油气层的损害。
首先, 合理选用钻井液, 使钻井液性能与油气层岩石相配伍, 与油气层流体相配伍, 这样才能正确解释储层的渗透率、孔隙度、油水饱和度等参数。
在钻井过程中根据具体情况, 在钻遇地层时及时使用与油气层特性相匹配的低密度两性离子聚合物、水包油屏蔽暂堵钻井液钻开油层, 而避免用普通钻井液进入油气层后产生水锁和化学反应引起的油气层损害, 完井后采用压裂投产, 可起到对油气层的保护。
2固井过程中的油气层保护若环空封固质量不好, 不同压力系统的油气水层相互干扰和窜流, 易诱发油气层中潜在损害因素, 如形成乳化堵塞、相对渗透率变化、有机垢、无机垢、水锁反应等, 从而损害了油气层; 其次, 环空封固质量不好, 还会使油气上窜至非油气层, 引起油气资源的损失。
为防止油气层在固井过程中遭到损害, 就必须提高注水泥技术, 改善水泥浆性能, 降低水泥浆滤失量, 实行合理压差固井, 减少水泥浆流动阻力, 合理选择静液柱压力, 防止由于失重造成的环空压力降低, 同时提高水泥浆顶替效率, 并防止由于水泥浆失重而造成油气水窜槽。
3完井过程中的油气层保护完井方法的选择, 也是直接影响油气层油气产量的指标之一。
如果完井方法选用不合理, 则有可能造成对油气层的损害, 从而降低油气层的产能。
根据该井的油藏类型、油层物性、开采方式的经济指标进行综合分析, 不同断块、不同层位具体情况具体对待。
例如, 中原油田属复杂断块油气田, 油气层埋藏深, 区块层间的地层压差大, 容易造成井喷、卡钻等事故, 同时由于复杂盐间的极不稳定性, 且下部有高压层。
因次, 井下高温、高压和塑挤条件对套管强度、水泥浆性能等均有特殊要求, 应根据其特殊性选择适宜的完井方法。
4采油过程中的油气层保护油气开采过程中, 无论采用气举, 还是自喷式机械采油, 都将因采油工作制度不合理、采油速率过大和生产压差下降而导致油气层损害。
油气层保护
保护油气层技术知识点总结一、名词解释:1.油气层伤害:在油气钻井、完井、修井、增产改造及开发生产过程中，造成流体产出或注入能力显著下降的现象。
2.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。
3.间层矿物：是由膨胀层与非膨胀层单元相间构成。
4.地层微粒：是指粒径小于37微米（或44微米）的细粒物质。
5.喉道：两个颗粒间连通的狭窄部分，是易受损害的敏感部位。
6.孔隙结构：孔隙和喉道的几何形态、大小、分布及其连通关系。
7.敏感性矿物：成岩过程中形成的少量自生矿物，易与工作液发生物理和化学作用，导致油气层渗透性显著降低的矿物。
8.润湿性：岩石表面被液体润湿的情况。
9.速敏：由于各种作业当中，流速超过零界流速时引起的地层微粒的运移从而导致气层渗流速度下降的现象。
10.水敏：当与储层不配的水进入储层后,引起储层中粘土水化膨胀,分散运移,导致渗透率下降的现象.11.盐敏：地层渗透率随外来液体含盐量下降而降低的现象。
12.碱敏：指在碱性环境下，造成油气层中粘土矿物和硅质胶结的结构破坏及大量氢氧根与二价阳离子结合生成不容物，而造成的油气层堵塞。
13.应力敏感:是考察在施加一定的有效应力时，岩样的物性参数随应力变化而改变的性质.14.温度敏感:由于外来流体进入储层引起温度下降从而导致油气层渗透率发生变化的现象。
15.酸敏:是指酸液进入储层后与储层中的酸敏性矿物发生反应,产生沉淀或释放出微粒,使储层渗透率下降的可能性及其程度。
16.表皮效应:当油从周围油层流向井筒时，产生一个附加压降的现象。
17.流动效率:在相同的产量条件下,油气层实际井的压差与理想井的压差的比值。
ta wf e swf e p p p p p p p FE ∆∆=-∆--= 18.油气层伤害机理: 油气井生产或注入井注入能力显著下降现象的原因及其作用的物理、化学、生物变化过程。
二、简答题：1）简述保护油气层的重要性及其特点。
答： 1.勘探过程中，及时发现油气层、准确评价油气层、准确评价油气储量； 重要性 2.在开发过程中，充分解放油气层生产能力，提高油气田开发经济效益；3.在开发过程中，保证油气井长期稳定高产。
油气层保护
第一章绪论1.如何理解保护油气层技术的系统性、针对性和高效性？保护油气层技术是一项涉及多学科、多部门的系统工程技术。
认识储集层和保护储集层和开发（含改造）储集层要注意以下四个方面：• 认识储集层、保护储集层和开发改造储集层都是一项系统工程• 各个作业环节都存在地层损害，因此保护油气层技术要互相配合，安系统工程进行整体优化；• 储集层损害的诊断、预防和处理、改造也是一项系统工程；• 保护油气层的技术和经济效益也是一项系统工程。
针对性：保护油气层技术的针对性很强。
• 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• 储层产能不同高效性：保护油气层技术是一项少投入、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。
2.油气层保护的重要性及特点及主要内容。
⑴重要性①勘探过程中，采用油气层保护技术有利于及时发现油气层、准确评价油气层，直接关系到勘探目标资源潜力的评估和油气储量评估②在开发过程中，实施油气层保护技术有利于充分解放油气层生产能力，有利于提高油气田开发经济效益。
③在油气田开发生产各项作业中，搞好保护油气层工作有利于油气井生产或注入能力的长期高位保持和长寿命安全运行。
⑵特点①涉及多科学、多专业和多部门的系统工程②具有很强的针对性③在研究方法上采用三个结合：微观研究与宏观研究结合，室内研究与现场实践结合，理论研究与技术应用相结合。
⑶油气层保护的主要内容①基础资料的收集与储层潜在损害分析②储层敏感性与钻井完井液和射孔压井液保护储层效果评价技术③钻井完井液和射孔试油损害储层机理研究④保护储层射孔压井液所须处理剂研制与评选⑤保护储层的射孔压井液技术⑥保护储层的射孔试油工艺技术⑦油气层损害现场诊断与矿场评价技术3.保护储集层技术十项原则(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，否则前功尽弃第二章岩心分析1岩心分析的目的及意义。
保护油气层的固井技术
固井技术被广泛用于保护油气层，是油井完井中至关重要的步骤。本演示将 详细介绍固井技术的各个方面。
固井技术的定义和作用
1 定义
2 作用
固井是用钢管等材料在井壁和油管周围形成 一定尺寸的密封隔层，使油气管道在井内保 持固定位置。固井是油井完井的关键性步骤。
固井技术可以保护油气层免受地质灾害、减 少污染风险，同时确保油气生产能够顺利进 行。
固井技术的应用案例和效果
1
南海海域深水油水井固井成功
2
北海海域高强别墅顶部水泥固 井成功
3
川南气田供气井固井成功
固井技术的基本原理
井眼环空控制原理
控制井筒环空大小并调节泥浆密度以防止井眼坍塌 和杂物进入井内。
水泥浆充填原理
在固井过程中使用水泥浆充填井眼，使固体凝固并 支撑井段。
压力平衡原理
在固井过程中，需要平衡井口各种压力。否则就可 能导致压力过大或过小而影响油气生产。
常用的固井技术方法的石灰岩、砂岩和泥岩等进行固井处理。
固井技术的挑战与发展
技术难度
目前，随着油井开采领域的不断发展，固井技术 的难度也在不断提高。
环境考虑
固井技术需要考虑环境保护和可持续性，需要更 好地结合使用现代科技手段和传统工艺。
固井技术的安全性考虑
固井技术需要在安全的环境下进行，操作过程需要符合相关的安全标准。技 术工人应该接受专业培训，并且遵守相关的规定和法规。
2
水泥浆双重固井
采用不同颜色、密度或压缩系数的水泥浆，以形成双重密封点固井。
3
梦想固井工艺
一种新型固井技术，主要是利用裂缝封堵技术解决井筒水化学难题。
固井过程中可能遇到的问题
气体外漏
油气层保护事例
油气层保护事例以油气层保护事例为标题，写一篇文章。
油气层是地下储存着宝贵能源资源的地层，对油气层的保护至关重要，不仅可以确保资源的可持续开发利用，还可以保护环境、维护生态平衡。
下面将以几个事例来介绍油气层保护的重要性和方法。
事例一：钻井液的合理选择在油气勘探开发过程中，钻井液的选择对于油气层的保护至关重要。
一家油气公司在某一勘探区域进行钻井作业时，选择了一种低毒、低污染的钻井液，避免了对油气层的污染。
这种钻井液具有良好的封堵性能，可以有效地防止油气层的漏失。
通过合理选择钻井液，不仅保护了油气层，还降低了环境风险。
事例二：注水技术的应用在油气开采过程中，为了保持油气层内部的压力平衡，提高采收率，常常需要进行注水作业。
一家油田公司在注水作业中，采用了精确的注水技术，通过合理控制注水量和注水位置，确保了注水效果，并避免了对油气层的过度压制。
这种注水技术不仅提高了油气采收率，还保护了油气层的稳定性和可持续开发能力。
事例三：合理选井和压裂技术的应用在页岩气开发中，合理选井和压裂技术的应用对于油气层的保护至关重要。
一家能源公司在页岩气勘探过程中，通过详细的地质勘探和模拟计算，选择了合适的井位和压裂参数，减少了对油气层的干扰和破坏。
同时，该公司还采用了环保型压裂液，避免了对地下水资源和环境的污染。
这种合理选井和压裂技术的应用，保护了油气层的完整性和可持续开发能力。
事例四：强化监测和管控措施为了及时发现和解决油气层保护中的问题，一家油气公司在油气开采过程中，采取了强化监测和管控措施。
通过建立完善的监测系统，实时监测油气层的压力、温度、流量等参数，并及时调整开采参数，保证油气层的稳定性。
同时，该公司还采取了严格的管控措施，对开采过程中的废水、废气、废渣等进行集中处理和妥善处置，避免了对环境的污染。
在油气层保护中，合理选择钻井液、注水技术的应用、合理选井和压裂技术、强化监测和管控措施等都是重要的方法。
这些事例表明，只有在保护油气层的前提下，才能实现油气资源的可持续开发利用。
第5章 钻井过程中的保护油气层技术
变差而增加。钻井过程中起下钻、开泵所产生的激动压力随钻井液的塑性粘度和动切
力增大而增加。此外，井壁坍塌压力随钻井液抑制能力的减弱而增加，维持井壁稳定 所需钻井液密度就要随之增高，若坍塌层与油气层同在一个裸眼井段，且坍塌压力又 高于油气层压力，则钻井液液柱压力与油气层压力之差随之增高，就有可能使损害加 重。 ①固相和液相侵入油气层的深度随钻井液的动、静滤矢量，HTHP滤矢量的增加而增 大，随滤液质量变差而增加。
现场实施方案：
a、进入油气层前处理钻井液，并测定钻井液的粒经分布； b、进入油气层前加入各种暂堵剂；
c、进入油气层后检测钻井液中的颗粒粒经，并视情况补加暂堵剂；
d、加入暂堵剂后，停止使用能清除暂堵剂的地面固控设备。
按2 / 3原则选择暂堵剂的粒经 暂堵深度研究 暂堵强度研究 屏蔽暂堵技术室内研究 反排解堵研究 压差、剪切速率 D、时间对暂堵效果的影 响研究 布测定 暂堵剂和钻井液粒经分
(二)钻开油气层的钻井液类型
类型 种类 一、水 1、无固相清 基钻井 洁盐水 液 2、水包油钻 井液 特点 适用范围 不含膨润土和其它人为的固相，其密 适用于套管下至油气层顶 度靠加入不同种类的可溶性盐调节。 部，油层为单一压力体系的裂 缝性油层或强水敏油气层。 以水(或盐水)为连续相， 油为分散相的 适用于技术套管下至油气层 无固相水包油钻井液，其密度可通过 顶部的低压裂缝性易发生漏 调节油水比和可溶性盐的种类、加量 失的油气层或低压砂岩油气 来实现，最低密度可达 0.89g/cm3。 层。 3、无膨润土 此种钻井液由水相、聚合物和暂堵剂 适用于技术套管下至油气层 暂堵型聚合 固相粒子组成。密度可通过加入不同 顶部，油层为单一压力体系的 物钻井液 种类和加量的可溶性盐来调节，流变 低压力，稠油井和古潜山裂缝 性通过加入低损害聚合物和高价离子 性油层。 来控制，滤失量可通过加入油溶或酸 溶或水溶的暂堵剂来实现。此种钻井 液不含膨润土。 4、低膨润土 膨润土含量通常小于 30g/l，钻井液所 适用于低压、低渗油气层或碳 聚合物钻井 需性能通过加入各种聚合物来控制。 酸盐裂缝性油气层。 液
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。
油气层保护的重要性
油气层保护的重要性：一有利于发现和正确评价油气层二有利于提高油气井的产能及油气田开发效益油气层保护的特点及主要内容油气层保护的主要内容1、基础资料的收集与储层潜在损害分析2、储层敏感性与钻井完井液和射孔压井液保护储层效果评价技术3、钻井完井液和射孔试油损害储层机理研究4、保护储层射孔压井液所须处理剂研制与评选5、保护储层的射孔压井液技术6、保护储层的射孔试油工艺技术7、油气层损害现场诊断与矿场评价技术油气层保护技术的主要特点1、涉及多科学、多专业和多部门的系统工程2、具有很强的针对性保护油气层应遵循的原则：1、解除钻井固井损害与预防射孔试油损害相结合原则2、针对性原则3、配伍性原则4、效果与效益结合原则油气层损害机理就是油气层损害产生的原因及伴随损害发生的物理化学变化过程。
油气藏类型与储层损害的关系：高渗透和裂缝性油气藏易发生较严重的固相堵塞损害，不易发生水锁损害。
稠油藏油藏和高渗透油气藏易产生出砂损害。
低渗和特低渗油气藏易发生较严重的水锁和水敏损害，不会发生严重的固相堵塞损害。
低渗透的气藏比低渗透的油藏水锁损害更严重。
高粘油藏易发生有机沉淀堵塞损害。
多数砂岩油藏都存在程度不同的速敏和水敏损害。
油气层的储集空间主要是孔隙，渗流通道主要是喉道，喉道是指连通孔隙的狭窄部分，是容易受损害的敏感部位。
孔隙和喉道的几何形状、大小、分布及其连通性关系，称为油气层的孔隙结构。
可将油气层孔喉划分为缩颈喉道、点关喉道、片状或弯片状喉道、管束状喉道四种岩石表面被液体润湿的情况称为岩石的润湿性，液体能够在岩石表面铺展，称为岩石对这各液体润湿，反之，则为不润湿或非润湿。
=0°为完全润湿，＜90°为润湿，=90°为中性润湿，＞90°为非润湿, =180为完全不润湿润。
油气层损害的主要影响有：1、当油气层的的温度和压力降低或入浸流体与地层水不配伍时，会生成碳酸钙、硫酸钙、氢氧化钙等无机沉淀。
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。
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。
油气层保护损害诊断
地层压力和温度的异常变化可能导致油气层的物理性质发 生变化，如地层破裂、地层坍塌等，从而对油气层造成损 害。
地下水活动
地下水活动对油气层的影响较大，如水敏性矿物、水锁效 应、水压致裂等，可能导致油气层渗透率下降，影响油气 井的生产。
工程因素
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钻井工程因素
钻井过程中，钻井液的选用、钻井液性能参数的 控制、钻井液与地层的相互作用等因素，可能对 油气层造成损害。
地球物理勘探设备
用于探测油气层的地球物理特征，如 电阻率、声波速度等，以评估油气层 的物性和状态变化。
化学分析仪器
用于分析油气层中流体的化学成分和 性质，以评估油气层的流体流动状态 和状态变化。
CHAPTER 03
油气层损害原因分析
地质因素
储层非均质性
油气层的地质构造复杂，储层物性、岩性、渗透率和孔隙 度等存在非均质性，导致油气的分布和流动不均匀，容易 造成损害。
采油工程因素
采油过程中，采油方式的选择、采油液的选用、 采油液与地层的相互作用等因素，可能对油气层 造成损害。
增产措施
增产措施如酸化、压裂等，可能对油气层造成损 害，特别是当增产措施不当或过度时。
生产因素
生产管理
生产过程中的管理不善，如生产 设备的维护保养不当、生产参数 的控制不严格等，可能对油气层 造成损害。
油气层保护的常见方法
01
02
03
04
合理选择钻井液
根据油气层的特性和钻井工程 要求，选择合适的钻井液，以
减少对油气层的损害。
优化钻井工艺
通过优化钻井工艺，降低钻井 过程中对油气层的损害。
合理选择完井方式
根据油气层的特性和开采要求 ，选择合适的完井方式，以减
油层保护技术
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、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
3、油气层敏感性矿物-定义与特点 定义与特点
定义：油气层中易与流体发生物理、化学和物理/化 定义 学作用，而导致油气层渗透率下降的矿物，称 之为敏感性矿物。 特点： 特点：(1)粒径很小，一般小于37μm (2)比表面积大 (3)多数位于易与流体作用的部位
3、油气层敏感性矿物-类型
按引起油气层损害类型分为：
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
（二）保护油气层的重要性
-有利于提高产能及开发效益
保护储层可减少储层损害，有利于提高储层产 能及勘探开效益
新疆夏子街油田，勘探初期用普通钻井液钻井，日产油仅3-6t； 3 投入开发时，用保护储层钻井液钻开油层，完井后投产，日产油一 般8-9t，最高达每天24t，储层级别从三类 8 24t 三类提高到二类 二类。 24 三类 二类 吐哈温米油田，开发方案设计需压裂投产才能达到所需产能， 但钻167口开发井时，全面推广使用与储层特性配伍的钻井完井保护 20油层技术，射孔后全部井自喷投产，单井产能比设计产量提高2020 30% 30%。使用的保护储层技术每口井多投入10000元，却省掉了压裂工 序，节省费用几十万元。
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
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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
地层损害的定义
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
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
油气藏工程地质描述和岩心分析
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
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
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
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
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
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
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
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
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、
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
Hale Waihona Puke 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
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）