第三章+++评价方法

损害程度 K max K min 100% K max
30-70% 中等 >70% 弱
损害程度 盐敏程度
〈30% 强
(二) 水敏性实验
1、水敏 指与油气层不配伍的外来流体进入油气层后引起粘土
膨胀、分散、运移, 使孔隙和喉道减小或堵塞, 降低
油气层渗透率的现象。 2、实验目的 了解发生水敏的过程, 综合评价油气层水敏性程度, 并 测定最终使油气层渗透率降低的程度。
类型 超毛细管孔隙 毛细管孔隙 微毛细管孔隙 标准 孔隙直径(mm) >0.5 0.5～0.0002 <0.0002 缝隙宽度(mm) >0.25 0.05～0.0001 <0.0001
根据岩石孔隙的大小和连通性，可将孔隙分为： ①有效孔隙：直径大于0.0002mm、可以让流体通过的孔隙； ②无效孔隙：直径小于0.0002mm的微毛管孔隙和不连通
e
vtp vf

v f vs vf
Vs——为岩石固相体积； Vtp——包括无效孔隙在内的所有孔隙体积。
（3）岩石孔隙度的测定
在实验室一般通过测量岩石外表总体积和孔隙体积 来求出有效孔隙度。 测量岩石外表总体积的常用方法有: 度量几何尺寸 法; 水银体积泵法和液体饱和吊称法。 测量岩石连通孔隙体积的常用方法有: 液体饱和 法；气体体积法。
(二) 岩样制备
在取样前, 应将岩心表面的滤饼刮净, 并切去被污 染环, 制成圆柱状岩塞。 在取样时, 为使岩样中粘土不受破坏, 应采用煤油 或高矿化度盐水作润滑剂和冷却剂; 若岩石胶结极差, 应 采用液氮作润滑剂和冷却剂进行低温冷冻加工, 并用钻套 或筛网 / 端盖 / 热缩套〈CST〉 包封法进行人工包封, 以保证岩石结构不受破坏。
主要内容
一般岩心分析 岩心流动实验 应力敏感性实验
§3-1
概述
一、评价实验的目的
通过室内评价实验对油气层的物理性质、岩石成分 或结构 , 以及油气层中的流体性质进行分析研究, 用 油气藏开发过程中所能接触到的流体进行模拟实验, 检验其损害程度, 对油气层潜在敏感性作出系统评价, 弄清楚引起油气层损害的原因中哪些是内因, 哪些是 外因, 进而提出防治措施。 概括起来, 进行评价实验 有以下四个目的 :
根据达西定律, 流体通过岩心的渗透率可用下式表示:
K=(Q μ L)/ 〈 A△P〉
式中： Q 一一流量 ,m3/s; μ一一流体粘度 ,Pa.s; A 一一岩心截面积 ,m2;
(3-1)
△P 一一压差 ,Pa;
L 一一岩心长度 ,m; K 一一岩心的绝对渗透率 ,m2 。
渗透率是孔喉大小、均匀性和连通性三者的共同体现。
2. 临界流速：维持渗透率平稳的最大流速。
如图 3-18中所示的vc, 当流速大于此值, 岩石 孔道中运移的微粒就会产生堵塞。
3．速敏性评价指标
(1)临界流速vc：vc越小，岩石中微粒运移越容易发生。
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 之间满足下述关系,说明已发生速敏 , 并且流量Qi1即为临界矿化度
3、岩石粒度分析
岩石粒度分析：测量碎屑岩粒度组成。
粒度组成：指构成碎屑沉积岩的各种大小不同颗粒的含量。 用途：有助于分析判断地层微粒的运移规律, 也是出砂地层
选择完井方式的重要依据。
（1）粒级划分标准
目前我国多采用两种标准。
①即以 10 为级数的粒级分类标准 ②以2的n次方为级数的粒级分类标准（乌登-温
§3.3 岩心流动实验
岩心流动实验：通过测定岩心渗透率变化规 律来评价油气层损害问题的室内实验方法的总
称。
岩心流动实验是油气层敏感性系统评价中的
重要组成部分, 也是油气层损害室内评价的主
要手段。岩心流动实验以达西定律为理论依据, 实验中需要控制或测量的基本参数有压力、流 速、注入流体的组分、 pH 值及流过的流体体 积。
(三) 岩样的清洗与烘干
实验前, 必须将岩样中的烃类和束缚水清洗干净。 清洗的方法：溶剂抽提法、二氧化碳溶剂驱替法、加压 溶剂清洗法和热解法。 烘干：清洗干净得样品需保持温度在60-65℃，相对湿 度40%-45%条降下烘干后才能使用，此条件可使岩 样中粘土矿物不受到破坏。
三、常用的测定项目
在评价油气层损害时, 最常用的测定项目有 :
（2）外来条件 ( 如流体、压力、温度等 ) 的干扰。
前者是油气层所固有的, 是客观存在的, 而后者是人
为控制的。因此, 进行油气层损害室内评价, 首先应
该从认识岩石本身特性入手, 然后在此基础上研究外 来条件的影响。
2、评价程序
一项系统的评价此程序应该分三步进行： （1）进行岩石特性评价, 找出岩石中存在的敏感性矿物 及其潜在危害;
放大后, 对展现出的岩石孔隙网络进行观察、测
量和照像, 从而分析岩石的孔隙结构特征。整个
实验分为三个步骤: 灌注、制片、镜下分析。
5、岩石毛管压力的测定
研究目的：研究孔隙结构。
测定方法：压汞法 压汞法的测定原理：基于表面张力理论。由于汞不润湿 岩石, 将汞注入抽空的岩石孔隙喉道中时, 必须施加外 力以克服岩石孔隙中的毛细管压力。因此, 注入汞的每 一点压力就代表一个相应的孔隙半径下的毛管压力, 在 这个压力下进入孔隙系统的汞量, 代表这个相应的孔隙 半径在系统中所连通的孔隙体积。将若干注入点的压力 和汞饱和度的关系绘成曲线, 即测得压汞曲线。
地层中流体运动状态、地层渗透率随时间、流速及温度
的变化等。 3、80 年代以后 逐步形成了采用多种方法进行系列实验的实验程序, 如 " 识别水敏性地层 " 实验程序、 " 油气层敏感性 评价 " 实验程序等等。并且出现了一些实验条件更加 接近矿场实际施工条件的工程模拟实验。
§3-2
一般岩心分析
一、岩石物性实验
一、评价实验的目的
(1) 弄清楚油气层潜在的损害因素 ;
(2) 弄清楚外因对油气层的影响 ; (3) 弄清在内因、外因的影响下, 油气层 损害类型及程度; (4) 筛选合理的防治措施。
二、评价程序
1、油气层损害的原因 （1）油气层岩石特殊的敏感性矿物性质和结构性质, 决 定了油气层具有的潜在损害因素 ;
（2） 若有潜在危害, 则进行敏感性程度评价, 即针对
潜在危害模拟外来条件, 测定岩石在不同外来条件下 的敏感程度; （3） 进行措施筛选实验, 即根据敏感程度分析, 结合 工程需要进行系列测定, 筛选出防止或减少损害的措
施。
二、评价程序
三、评价方法
1、油气层敏感性系统评价实验
岩石物性分析、岩石学分析、岩心流动评价实 验和辅助评价。
（孤立）孔隙。
在微毛管孔隙中，孔隙壁面固体分子的作用半径可达到
孔隙中部，故其中的流体被滞留，无法流动。即无效孔隙
是不参与渗流的孔隙。
（2）孔隙度定义
孔隙度：岩石的孔隙体积vp与岩石外表体积vf的比值。

vp vf
有效孔隙度：是指岩石有效孔隙体积Vep与外表体积Vf的比值。
e
vep vf
绝对孔隙度：是指岩石的总孔隙体积Vtp与外表体积Vf 的比值。
（1）渗透性：在一定压差下, 油气层具有让流体( 油、气、 水) 通过的性质。 （2）渗透率：表示岩石渗透性大小的量 。
（3）绝对渗透率：是岩石被一种流体100％的饱和，且 让这种 流体通过的能力。
说明：
（1）岩石的绝对渗透率是岩石的自身性质, 与通过的 流体性质无关。 （2）统一将气体通过岩心测得的渗透率作为岩心的绝 对渗透率。
分类命名等。
(2)X 射线衍射分析 (XRD )
定性和定量地鉴定出大部分成岩矿物〈大于4
μm 〉和粘土矿物 ( 小于4μm)。
(3) 扫描电镜分析 (SEM）
岩石孔喉、裂隙的几何形态及连通状况;
岩石颗粒成分及表面覆盖物; 岩石孔隙 类型及充填物; 粘土矿物成分及分布; 岩石中微量矿物和外来成分 ; 反映不同 矿物形态的扫描电镜照片等。
（2）粒度中值 (Md) ：指粒度累积曲线 上 50% 处对应的粒径。 这两个参数都用于表示样品颗粒的大小。
粒wk.baidu.com大小与油气层损害关系
（1）粒径平均值大、分选好的油气层, 其物性
好, 潜在损害也小;
（2）粒径小且分选差的油气层, 不但物性差,
潜在损害也大。尤其当油气层岩石中小于 37 μm 的地层微粒含量较高时, 它是发生微粒运 移损害的重要因素。
流速敏感性评价实验
酸敏性评价实验 碱敏性评价实验 水敏性评价实验 盐度评价实验
体积流过量评价实验
正反向流动实验 系列流体评价实验 钻井(完井)液污染评价实验等。
(一) 流速敏感性评价实验
1、实验目的
（1）了解流体流速的变化引起岩石颗粒运移时 对油气层渗透率的影响, 并且测定临界流速, 并 把它作为评估油气层速敏性程度的指标。 （2）为其它实验提供合理的实验流速提供依据。
得沃思标准）。
1. 粒度分析的方法
粒度分析应提供的资料
（1）粒度分析数据 （2） 粒度分布曲线
(3) 粒度参数
①粒度平均值 MZ ：
MZ
16 50 84
3
式中：MZ ---粒度平均值 φ16、φ50、φ84----分别表示累积曲线 上 16% 、 50% 、 84% 处相对应的粒径,mm 。
二、岩石学分析
目的：分析岩石骨架颗粒, 粘土矿物的类型、分
布、性质、含量及产状 等岩石学特征。 分析方法：岩石薄片分析、X 射线衍射分析、扫 描电镜分析, 红外光谱分析等。
（1）岩石薄片分析
成岩矿物组分、种类及含量; 杂基组分种类及
含量; 胶结物的成分、结构和胶结类型; 粘
土矿物的组分及含量; 孔隙结构特征; 岩石
2、模拟动态施工过程中的工程模拟实验
四、评价油气层损害的方法和技术的发展
1、四五十年代--70 年代 主要是以岩心流动实验为基础, 用渗透率的变 化情况来判断发生损害的问题。 2、 70 年代-80 年代 （1）X 射线衍射仪、电子扫描显微镜、图象
分析系统等电子仪器广泛应用
（2）借助微电脑技术采用物理模拟和数学模拟手段来 研究地层孔隙中的固体微粒的运移、微粒的侵入深度、
如果储层的渗透率高孔喉较大、较均匀、连通
性好、胶结物含量低、受固相侵入损害的可能性大。
如果储层的渗透率低孔喉较小、连通性差、胶 结物含量高、易受水化膨胀、分散运移、水锁、贾敏损害。
2、孔隙度 （1）孔隙
砂岩的孔隙类型可按孔隙直径或缝隙 的宽度划分成超毛细管孔隙、毛细管孔隙 和微毛细管孔隙。
Qc
K i 1 K i 100% 5% Ki
(2) 速敏指数Dv：速敏实验中测得的最小渗透率Kmin与
临界流速所对应的渗透率KVC之比值。
K min Dv KVC
（3）损害程度
从各级流量的渗透率Ki（i=1,2,3 ………,n）中
找出最大渗透率Kmax和最小渗透率Kmin，按下式计 算损害程度：
（4）有效渗透率：当岩石中有多相流体共存时, 允许 其中某相流体通过能力的量度。有效渗透率又称相渗透率。 注意：同一岩石的有效渗透率之和小于岩石的绝对渗 透率。有效渗透率除与岩石自身的性质有关外，还与流体 的饱和度及岩石的润湿性有关。
（5）相对渗透率：岩石的有效渗透率与绝对渗透率之
比值。
（6）渗透率测定
一、基本实验程序
二、实验条件
(一) 选择岩心 实验用岩祥应选择本油气层未受到污染和破坏的天然岩心, 并具有 较好的代表性。代表性岩心的选择步骤是:
(1) 对一系列岩心测定孔隙度与渗透率 ;
(2) 以孔隙度为横坐标, 渗透率为纵坐标, 标出所有实验点； (3) 利用最小二乘法画出回归曲线 ; (4) 先找出曲线的最大值和最小值, 然后再根据这两点找出曲线的 中点作为代表性岩心的特性。
4、岩石铸体薄片图象分析
研究目的：研究油气层孔隙结构特征。与毛细管
压力曲线法相比, 该法具有直观而真实地反映 孔喉大小及分布的优点。 得到的资料: 孔隙空间的横截面积、测试面的总 面积、孔隙的圆周长、孔隙直径和平均孔隙直 径、孔隙大小分布、孔喉比、孔喉形状系数、 估算渗透率、面孔率、比表面等。
该项实验是将常用的岩石铸体薄片经光学仪器
岩石物性是认识油气层特征的基础。近年来, 岩
石物性分析在各岩心实验室已经形成规范 化、系 统化的分析程序。测定岩石物性的实验项目很多, 这里只介绍在评价油气层损害时最常用、也是最 必需的几个项目, 即岩石的渗透率、孔隙度、粒 度组成, 以及孔隙结构参数的测定方法。
1、渗透率
油气层岩石均为多孔介质, 其中 多数孔隙是互相连通的。