花岗岩储层损害机理及保护技术
浅析煤层气钻井过程中的储层伤害及保护技术
2018年04月浅析煤层气钻井过程中的储层伤害及保护技术马腾飞（中联煤层气有限责任公司，北京100016）摘要：伴随着经济的发展和社会的进步，我国煤矿产业要想进一步优化经济利益，就要对钻井过程予以约束，减少其对于储层造成的伤害，建构可持续发展的管理机制。
本文对煤层气的原理以及基础特征进行了简要分析，并集中阐释了煤层气钻井过程中的储层伤害问题以及保护技术措施，以供参考。
关键词：煤层气；钻井过程；储层伤害；保护技术在煤矿管理工作中，为了全面认知钻井过程中储层受到的伤害问题，就要对可能导致其出现异常的元素进行统筹分析，结合伤害机理建立针对性的处理和管控措施，从而维护煤层管理工作的综合质量。
1煤层气概述1.1成藏原理在对煤层气进行系统化分析的过程中，要对其主要分布区域有明确认知，煤本身属于沉积岩类物质，一半的组成物质是有机物，且页岩的有机物含量在50%以下。
在气体存储的过程中，主要是微孔隙游离气体以及有机质内部吸附的表层气体，因此，多数煤层气体都会被视为吸附气。
需要注意的是，在煤层气存储结构中，割理是正交断层结构，整体方向和煤层保持垂直，能有效为气体的流动提供平台和空间。
在单独的储存层结构中，会出现煤，而气体的产生需要借助岩性进行处理，这就使得煤层气存储时，出现了很多影响天然气地质存量的因素，其中，煤的组成成分、实际煤层的基础厚度以及相应气体的含量等，都成为了影响气体吸附水平的关键。
除此之外，煤层中气体含量的变化范围较大，会和煤成分以及基础性质量等形成函数关系。
气体的组成结构中，甲烷占据多数，其余的包括液态烃以及二氧化碳等。
值得一提的是，在饱和状态下的气体煤，会直接生成相应的气体物质，气体不饱和则不会产生气体，直到储存层压力降低到饱和压力，而这种情况需要借助脱水作用才能完成。
1.2储层特征基础的煤层气储层结构是双孔隙结构，整体结构体系中，基质孔隙以及裂缝孔隙十分关键，且在煤层结构中，微孔和裂隙也会出现发育的情况，其实际水平对于煤层其赋存和移动有着重要的影响。
储层伤害源_定义_作用机理和描述体系
第19卷 第3期 西南石油学院学报 Vol.19 No.31997年 8月 Journal of S outhwest Petroleum Institute Aug 1997储层伤害源—定义、作用机理和描述体系Ξ康毅力 罗平亚 高约友(西南石油学院油井完井技术中心,四川南充637001) (河南石油勘探局) 摘要 根据储层损害的特殊性和损害机理,将储层伤害源定义为:打开储层时,在温度压力环境下,由于储层内组分或外来组分与储层组分作用所发生的变化,导致岩石孔隙结构的调整并引起绝对渗透率降低的物质。
储层伤害源包括内伤害源、外伤害源和复合伤害源三个部分。
内伤害源是储层内固有的,外伤害源是引入的,复合伤害源是内、外伤害源相互作用的产物。
伤害源作用机理研究表明,伤害源是一个复杂的系统,具有明显的结构层次和功能,可划分为五级描述体系,这就为保护油气层技术系统工程提供了理论依据。
主题词 储集层;结构;孔隙度;污染源;系统中图分类号 P618.130.23随着地层损害研究的深入[1],特别是对一地区或油田进行详细的保护储层技术研究之后,人们希望将地层损害的特征表述在剖面图上,以指导下一步作业或为邻区提供借鉴,为此中国石油天然气总公司开发局曾下文要求各油田根据自己的实际情况,建立伤害源剖面图。
然而伤害源的定义、限定范围以及如何全面有效地把握主要的伤害源等技术问题至今尚未圆满解决。
1 储层伤害源的定义在环境保护科学领域中,经常使用“污染源”这一术语。
在水污染控制工程中,污染源指污染纯净水体的沉积物(及其所携带的有害物)、重金属、氮磷化合物以及有毒有机物、或溶解有有害气体的水,或被污染的水体等[2]。
污染源实际上是“物”源,即污染物的来源。
这点与沉积学中的物源(母岩区)相似,如果把进入水盆地中沉积物当做污染物的话,那么“物源”也就成为“污染源”。
针对地层损害(Formation Damage),曾提出过含义相同、或相近,但称谓不一致的几个术语,如污染源、损害源、伤害源、损害的内因和外因等。
内部爆炸作用下的花岗岩地下洞室损伤机理
第9卷第3期 2018年9月现代应用物理MODERN A P P L IE D P H Y SIC SV〇l. 9 ,N〇. 3Sept.2018内部爆炸作用下的花岗岩地下洞室损伤机理熊益波，王雷元，王万鹏，王春明，崔云霄，钟方平(西北核技术研究所，西安71002%强动载与效应实验室，西安710024)摘要：采用显式动力分析软件LS-DYNA，对内部近距离化爆作用下花岗岩洞室的损伤破坏过程进行了数值模拟，考虑了炸药-空气-结构之间的流固耦合作用以及花岗岩材料本构模型的高应变率、高静水压和损伤效应。
结果表明，在内部近距离爆炸冲击作用下，该洞室围岩 损伤具有时空特征与结构层次特征：首先，爆心截面附近岩石受压产生材料损伤，损伤范围随 装药量的增加逐渐增大；其次，爆炸冲击波在洞室端部会聚，反射超压显著增大，引起该处岩 石的材料压缩损伤；最后，随着洞室侧壁位移与端部位移的先后增大，在侧壁与端部交界处产生撕裂，在侧壁形成平行于轴向的裂缝，且随着药量的增加，两处裂缝将逐渐扩展、贯通，结构破坏风险随之增大。
本工作可为硬岩中抗爆结构设计及相关工程建设提供借鉴与参考。
关键词：爆炸力学；损伤机理；花岗岩洞室；内部强爆炸；ALE2D中图分类号：O383;O347;TU352.13 文献标志码：A DOI:10.12061/v issn.2095 - 6223. 2018. 031001Damage Mechanism of Underground Chamberin Granite Under I^nner ExplosionXIONG Y i-bo,WANG Lei-yuan,W ANG Wan-peng,W ANGChun-mmg,C U IY u n-xiao,ZH O N G Fang-Pmg(Northwest Institute of Nuclear Technology, Xi’an 71002% China;Laboratory of Intense Dynamic Loading and Effect , Xi’an 71002% China)Abstract:The dynamics explicit program LS-D YN A is employed to simulate the damageprocess of closed chamber in graniteunder inner explosion.Thenum ericalm odel involvesthe coupled interactions of explosive-^ir-structure,asw ell as the e ffe ctso fh ig h strain rate,high pressure,^nd damage embodied in the constitutive model of granite.The results showthat the damage of granite chamber represents space-time features and structure gradations.Firstly,the material d amage in compression emerges a t and near the section of detonation, and becomes serious with the increase of the charge m ass.Then,the explosion waves converge^nd dramatically enla^rge the reflected pressures^t the end of the chamber,where thecompressive damage is generated.Finally,as the displacements increasing successively at thesid efacean d th e end^^ce of the chamber,structural tearing crack m ayb e initiated atth eedge of the two faces,and another structural tensile cracks paralleled with the may be initiated at the side face,w^hich will generate communicating cracks with the chargemass increasing,an d thenarisethe risko fstru ctu rald am age.Thisworkm ay beregarded as收稿日期：2018-01-12;修回日期：2018 - 06 - 20作者简介：熊益波（1981—）男，四川成都人，高级工程师，硕士，主要从事抗爆炸结构与爆炸工程地质力学研究。
9.4 钻完井储层保护的主要措施
本节主要内容
储层环境井筒环境
（储层流体、岩石、孔隙压力、温度等）（井筒流体、流体压力、温度）
钻完井作业导致储层原有系统平衡的破坏，地层流
固相侵入堵塞（含固相液基工作液、压裂残渣）工作液不配伍损害（水敏、盐敏、碱敏、酸敏）固井（P w >P p ）
固井液
固井水泥浆
固井胶塞
压井液
钻井
（P w >P p 或P w <P p ）
钻杆
套管泥浆
水泥环
本节主要内容
1.基本要求
工作液密度可调，满足不同孔隙压力储层井筒
工作液的组分与性能能满足保护储层的其它需
2.配伍性要求
盐敏性储层：控制工作液的矿化度在临界矿
，最好不用烧碱；
2.配伍性要求
2.润湿性要求
油藏岩石颗粒表面有亲油或亲水的特性，气藏岩石
免流体进入储层。
3.其他要求
☐减轻或避免固相颗粒对储层的损害
亲油岩石流体作用示意图
本节主要内容
地层
架桥粒子
孔隙性储层屏蔽暂堵示意图
P w P p 工作液混合流体（工作液、地层流体）
液体欠平衡钻完井示意图
纯气体雾化充气泡沫
气体钻井主要循环介质示意图。
储层损害机理--08.11.25(1)
（3）大型尺度
——测井、地震数据 （4）巨型尺度 ——试井、油藏规模
1 概 述 3. 油气藏工程地质描述内容
（1）矿物性质：敏感性矿物类型、产状和含量 （2）渗流多孔介质性质：孔渗性、孔隙和喉道 （3）岩石表面性质：比面、润湿性、吸入特性 （4）地层流体性质：油气水组成、高压物性、 析蜡点、凝固点、原油酸值等 （5）油气藏环境：内部环境和外部环境 （6）矿物—渗流介质—流体对环境变化的敏感 性及可能的损害趋势和后果
作业生产中油气层损害具有如下特点
（1）损害周期长
地层损害贯穿于油田开 发的全过程。 （2）损害范围宽 不仅发生在近井地带、 涉及到油气层深部。 （3）损害更具复杂性 地面设备多，流程长， 工艺措施种类和入井液 （4）损害更具叠加性 多种多样。 每一作业环节对地层造 正因为生产作业中油气层损害具有上 成的损害，都会在前一 述特点和复杂性，研究每个阶段油气层损 作业环节损害的基础上 进一步加重损害。 害的机理，并据此制定出针对性强的预防
对砂岩中泥质纹层、生物搅动对原生层理的破坏也 可观察，当用土酸酸化时，这些粘土的溶解会使岩 石结构稳定性降低，诱发出砂
2 薄片分析技术 骨架颗粒的成分及成岩作用
• 沉积作用、压实作用、胶结作用和溶解作用强烈地 影响着油气层的储集性及敏感性 • 了解成岩变化及自生矿物的晶出顺序对测井解释、
敏感性预测、钻井完井液设计、增产措施选择、注
制作铸体薄片的样品最好是成形岩心，不推荐 使用钻屑。 薄片厚度为0.03mm，面积不小于 15mm×15mm 未取心的情况除外，建议少用或不用钻屑薄片，
因为岩石总是趋于沿弱连接处破裂，胶结致密
的岩块则能保持较大的尺寸，这样会对孔隙发
大情字井地区储层损害机理及保护储层技术
大情字井地区储层损害机理及保护储层技术
大情字井地区储层损害机理及保护储层技术是一个重要课题，由于大情字井地区油气资源储集系统特点复杂，渗流物料丰富，地质环境复杂，加之钻井作业过程中的操作失误、启停不当等因素，使得油气生产过程中损害成为不可避免的。
因此，对大情字井地区油气储层损害机理及保护储层技术的研究显得尤为重要。
首先，大情字井地区油气储层损害的主要原因有以下几类：①油气开采过程中由于钻井作业时的操作失误、启停不当等原因，造成井壁损坏，完井砂滤被破坏等，分布型渗流环境交替变化，造成井口压力、油气回采率、油层压力下降、地层破裂等情况；
②活性孔渗透率变大，易引发整体渗流反应，使油层渗水，降低油气回采率；③新油层被采出过早，影响节流；④井筒和地层受到其他不良影响，如水淹、侵蚀、井壁破坏等也会在一定程度上导致储层损害。
其次，保护大情字井地区油气储层损害的技术主要包括以下方面：①井斜定向技术。
针对不同段岩心渗流特性，结合井斜定向技术，控制井斜采油成果最佳，减少渗流损耗；②规范作业。
把控作业规范，采用正确有效的完井技术，尽量避免损坏井壁；
③多层数据融合。
采用三维地震资料、地层分析、地测测深资料等各种数据进行融合，能有效的发现和识别油气藏；④完井基位监测技术。
采用基位监测技术，了解完井状态，分析技术水平，确定控制措施，及时调整完井工艺，拯救损坏的储层；⑤提高节流量。
实施理论节流，提高油气回采率，减少损失。
综上所述，大情字井地区油气储层损害机理及保护储层技术具有多种因素，必须做好井斜定向技术、规范作业、多层数据融合、完井基位监测技术和提高节流量的工作，以期确保大情字井地区油气储层的安全开发和有效利用。
储层损害和保护技术的研究现状和发展趋势
储层损害和保护技术的研究现状和发展趋势一、引言储层损害是指在油气开采过程中，由于地质、物理、化学等因素的影响，导致储层性质发生改变，从而影响油气的产出。
储层保护技术则是针对储层损害问题提出的解决方案，旨在保护储层，延长油气田的寿命。
本文将探讨当前储层损害和保护技术的研究现状和发展趋势。
二、储层损害分类1.地质因素：包括断层、褶皱、岩性变化等；2.物理因素：包括压力变化、温度变化等；3.化学因素：包括水溶液作用、酸蚀等。
三、常见的储层保护技术1.注水：通过向井口注入水来维持油气田内部压力平衡，防止压力过低导致油气无法产出；2.注聚合物：通过向井口注入聚合物来提高油气田内部黏度，防止流动速度过快导致产量下降；3.注气：通过向井口注入气体来维持油气田内部压力平衡，防止压力过低导致油气无法产出；4.注酸：通过向井口注入酸性溶液来溶解储层中的碳酸盐矿物，增加储层孔隙度和渗透率，提高油气产量。
四、当前研究现状1.储层损害预测技术：利用地震勘探、测井等技术对储层进行预测和评估，以便及时采取保护措施；2.储层改造技术：通过改变储层物理、化学性质，提高其渗透率和孔隙度，以增加油气产量；3.智能化技术：利用人工智能、大数据等技术对油气田进行监测和管理，及时发现并解决储层损害问题。
五、未来发展趋势1.深度开采技术：随着常规油气资源的逐渐枯竭，未来将会加大对深海、深部资源的开发和利用；2.新型保护技术：如利用生物技术改善储层环境，提高油气产量；3.绿色开发技术：如利用可再生能源、节能环保技术等，实现对油气田的可持续开发。
六、结论当前，储层损害和保护技术的研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些问题和挑战。
未来，需要加强对新型技术的研究和应用，实现对油气田的可持续开发。
储层保护技术
以不同的注入速度向岩心中注入实验流体（煤油或地层水），并测定各 个注入速度下岩心的渗透率，从注入速度与渗透率的变化关系上，判断 储层岩心对流速的敏感性，并找出渗透率明显下降的临界流速。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满足式9-1：
K i 1 K i 100% 5% K i 1
第一节 储层损害的室内评价技术
储层损害室内评价：是借助于各种仪器设备测 定储层岩石与外来工作液作用前后渗透率的变 化，或者测定储层物化环境发生变化前后渗透 率的改变，来认识和评价储层损害的一种重要 手段。它是储层岩心分析的一部分，其目的是 弄清储层潜在的损害因素和损害程度，并为损 害机理分析提供依据，或者在施工之前比较准 确地评价工作液对储层的损害。 储层损害的室内评价包括：（ 1）储层敏感性评 价；（2）工作液对储层的损害评价。
1．储层敏感性评价
（2）水敏评价实验 水敏概念：储层中的粘土矿物在原始的地层条件下处在 一定矿化度的环境中，当淡水进入地层时，某些粘土矿 物就会发生膨胀、分散、运移，从而减小或堵塞地层孔 隙和喉道，造成渗透率的降低的现象，称为水敏。 水敏实验目的：了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、 运移过程，找出发生水敏的条件及水敏引起的储层损害 程度，为各类工作液的设计提供依据。
1．储层敏感性评价
（2）水敏评价实验 原理及评价指标：首先用地层水测定岩心的渗透率Kf，然后再用 次地层水测定岩心的渗透率，最后用淡水测定岩心的渗透率 Kw， 从而确定淡水引起岩心中粘土矿物的水化膨胀及造成的损害程度。 评价指标见表9-2。
表 9-2 水敏程度评价指标 Kw/Kf 水敏程度 0.3 强 0.3~0.7 中等 0.7 弱
储层主要损害机理
1 储层主要损害机理1.1 储层岩性、物性分析根据冷87 井、冷103 井、冷深85 井和冷科1 井等探井薄片鉴定报告和储层岩样的X2射线衍射分析结果,可知该地区储层泥质含量为6 %～15 % ,粘土含量很高,为13 %～17 % ,蒙脱石含量为10 %～14 % ,伊/ 蒙间层矿物含量为4 %～9 %,伊/ 蒙间层矿物间层比为20 %～58 % ,属于水敏性较强的储层;由冷四 1 井压汞分析结果可知,该地区油气层孔喉半径为2100 ～13136 μm , 渗透率为( 0187 ～554160) ×10 - 3 μm2 ,孔隙度为719 %～2615 %。
基本上可将其定位为中孔中渗和中孔高渗的储层[1 ] 。
1.2 储层敏感性预测及损害机理诊断在缺少具有代表性的岩样和系统的储层岩性、物性资料的情况下,笔者采用人工神经网络储层敏感性预测新方法,结合现场调研资料,针对该地区具有代表性的储层,对其 5 种敏感性潜在损害的程度进行了预测,其结果表明:1) 尽管储层中粘土矿物(即泥质) 含量较高,但由于其中非膨胀性的粘土矿物———高岭石和绿泥石含量较低,因此因微粒运移导致的速敏损害较弱,储层速敏性为弱;2) 因蒙脱石和伊/ 蒙混层等水敏性粘土矿物含量较高,储层水敏性为中偏强,这一结果与岩石矿物组分分析的结果相吻合;3) 由于地层水矿化度较低,因此发生盐敏损害的危害性较小,储层盐敏性为弱;4) 绿泥石为含铁的粘土矿物,经验表明,储层中少量绿泥石的存在也会表现出一定程度的盐酸酸敏性,储层具有中偏弱的盐酸酸敏性;5) 由于碱敏性矿物含量较低,因而储层碱敏性为中偏弱。
该地区钻井过程中,引起储层损害的主要因素为:（1）钻井液中固相颗粒的侵入;（2）粘土矿物水化膨胀和分散。
因此,必须尽力提高钻井液的抑制性和封堵性,特别是对保护储层暂堵方案进行优化设计。
2 保护储层暂堵方案的优化设计2.1 优选暂堵剂颗粒尺寸分布的新方法理想充填的含义是:对于保护储层的钻井液,需要根据孔喉尺寸加入具有连续粒径序列分布的暂堵剂颗粒来有效地封堵储层中大小不等的各种孔喉,以及暂堵颗粒之间形成的孔隙。
岩爆的破坏机理与防治措施_李丹锋
一、岩爆的特征岩爆，又称矿山冲击，是具有大量弹性应变能储备的硬质脆性岩体，由于洞室开挖，使地应力重新分布，导致围岩应力跃升及能量进一步集中，而产生张－剪脆性破坏，在消耗部分弹性应变能的同时，剩余能量转化为动能，造成岩片（块）脱离母体，向临空方向猛烈抛（弹、散）射的动力破坏现象。
该现象经历“劈裂成板－剪断成块－块片弹射”渐进过程，并伴随声响和震动，是深埋洞室特有的一种不良地质现象。
从岩性来看，岩爆多发生在坚硬性脆的岩层中，如花岗岩、石英岩、片麻岩、斑岩、闪长岩、辉绿岩、砂岩、灰岩、硬煤等。
这些岩层或为非层状的致密脆硬性岩层，或为产状近似于水平的脆硬性岩层，它们开挖前整体完好，不见张开节理，仅见少量的密闭构造节理。
从地质构造上来看，在地应力集中地区（如地质构造线转折与相交部位）以及洞室轴线与压性构造线相平行时（即洞室轴线与地区最大主应力方向垂直或近于垂直时），往往可能使岩爆加剧。
就洞室与导坑断面形式而言，方形、梯形的较拱形、圆形的洞室或导坑岩爆更为严重。
二、岩爆的分类（1）按岩爆活动性分类法，如表1所示;（2）按岩爆特征分类法，如表2所示。
三、岩爆的断裂破坏机理岩爆的破坏机理与防治措施李丹锋 张 清二滩水电开发有限责任公司，四川成都 ６１００５１岩爆发生的原因是具高蓄能特性的硬脆性岩体中，积蓄的应变能突然释放，导致的结果是岩体的断裂破坏。
岩爆是高应力硬脆岩体中常见的一种岩石破坏现象。
地下洞室岩爆常以片状剥落的形式出现，形成葱皮状结构。
产生岩爆需要一定的应力条件及岩体结构和性质条件。
通常多为完整的整体块状结构及厚层状结构，岩石硬脆，单轴抗压强度在1500kg/cm 2以上，声波速度大于6000m/s ，且只有当岩体初始应力场的最大主应力与岩块的单轴抗压强度之比值大于0.15～0.2的高应力条件下才可能发生。
洞室的轴向布置即与初始应力场的最大主应力的关系及洞室的断面形状亦是显著地影响着岩爆，洞轴与最大主应力垂直且洞室具非平滑轮廓时容易产生岩爆，因为这时洞壁围岩的应力集中最严重，洞壁的超欠挖亦恶化了围岩的应力集中程度，使岩爆更容易发生。
酸化过程中的储层伤害与储层保护
周生武整理
2019.12
目录
一、概述 二、储层的潜在伤害因素 三、酸化作业中油层伤害因素分析 四、酸化作业中油层保护措施
一、概述
油气层伤害是指在钻井、完井、生产、增产及提高 采收率过程中任一作业环节造成的油气流体通道堵塞致使 渗透率下降的现象。
保护油气层技术是建立在对油气层伤害机理进行深 刻认识的基础上，通过优化筛选施工作业方式和参数，优 化筛选入井液体系，避免或者减轻对油气层的伤害。
4、酸敏指酸液进入地层与地层中的酸敏性矿物 成分发生反应，产生沉淀或者释放颗粒而导致渗 透率下降的现象。不同的酸液类型和配方，不同 的反应条件，产生酸敏的程度也层中的碱 敏性矿物成分或者地层流体发生反应生成不 溶性沉淀而造成渗透率下降的现象。
6、敏感性矿物就是指容易在外来因素影响下 导致地层发生敏感性伤害的矿物成分。根据 引发敏感性类型的不同，可以划分为流速敏 感性矿物、水敏矿物、盐敏矿物、酸敏矿物 及碱敏矿物等。粘土矿物是主要的敏感性矿 物。
2、酸液与油层流体不配伍产生酸渣 当酸液与油层流体接触时，主要存在两种伤害机理，
即微乳液的形成以及沥青烯淤泥的沉积。根据原油重质组 分的特性，可将其划分为石蜡质原油或沥青质原油。沥青 质原油中存在大量沥青烯，它们以胶态分散体系的形式存 在，属非晶体。沥青烯胶束以胶溶的高分子量的聚芳烃分 子为核心，并被分子量较低的中性树脂和芳香烃类化合物 所环绕，每个胶束均由多个环圈层组成，5个圈层堆积起来 就形成沥青烯颗粒。人们称酸处理作业中由原油与酸接触 而产生的沥青烯淤泥为酸渣，这种酸渣与自然生成的沥青 烯沉积不同，它是一种胶状的不溶性产物。酸渣一旦产生， 会对油层带来永久性伤害，一般很难加以消除。酸渣的形 成主要原因是使用高浓度酸液、油层中有三价铁离子存在 等。当油层水中含有K+，Na+，Ca2+和Mg2+等离子时，酸液特 别是含氢氟酸的土酸将与这些离子作用产生氟硅酸盐有害 沉淀。
储层伤害与油水井酸化处理技术(经典)
第十一页，共88页。
第二部分
酸化工艺原理
第十二页，共88页。
一、酸化的历史
酸化---通过酸液对储层的处理，使地层孔隙和裂缝渗透性的变 好，达到油水井增产增注的措施。
第一次盐酸酸化作业始于1895年，Ohio油公司对油井和气井进
高溶解
高溶解
高溶解
高溶解有CaF2沉淀 高溶解有CaF2沉淀 高溶解有CaF2沉淀
高溶解
第二十四页，共88页。
岩芯
第二十五页，共88页。
砂岩酸化酸液应用指南
条件
酸液
HCl溶解度>20%
•高渗透(100md以上)
高石英(80%),低粘土(<5%) 高长石(>20%)
高粘土(>20%)
高铁绿泥石粘土
储层伤害与油水井酸化处理技术(经典)
第一页，共88页。
目录
第一部分 储层伤害与油气层保护
第二部分 酸化工艺原理
第三部分 酸液体系与酸液添加剂 第四部分 酸化过程中的储层伤害及储层保护
第五部分 酸化选井与酸化室内评价技术
第六部分 酸化设计软件及实验仪器
第七部分 酸化设计、施工及效果分析技术
第八部分 酸化技术的发展趋势
第十四页，共88页。
二、酸化工艺分类：
• 酸洗
• 基质酸化 • 酸压
第十五页，共88页。
酸化工艺的特点及适用情况
酸化类 型
酸洗
施工压力Pi
无外力或轻微搅 动
基质酸 化
Ps <Pi< PF
酸压 Pi> PF
酸化过程中的储层伤害及储层保护PPT课件
地质资料
测井资料
试油和试井资料
油气藏资料 录井资料 物性参数
中途测试 完井试油 生产测井 或试井 和试采
静态储层基本结 测井解释储层 渗滤模式、动力和阻力
构及物性参数
结构及参数 分布与大小、流体性质
提出工作液伤害 确定井层储、渗
的地层因素
模式及渗滤特征
酸与储层原油和沥青原油接触时，会产生酸渣，酸渣由沥 青、树脂、石腊和其它高分子碳氢化合物组成，是一种胶态 的不溶性产物，一旦产生会对储层带来永久性伤害，一般很 难加以消除。
原油中的沥青物质是以胶态分散相形式存在，它是以高分 子量的聚芳烃分子为核心，被较低分子量的中性树脂和石蜡 包围，周围靠吸附着较轻的和芳香族特性较少的组分所组成， 在无化学变化时，这种胶态分散相当稳定，但当与酸接触时， 酸与原油从油酸界面上开始反应，并形成不溶性薄层，该薄 层的凝聚导致酸渣颗粒的形成，研究表明，酸液中若不加入 适当的抗酸渣剂，一般都有产生酸渣的危险，且用酸浓度越 高，酸渣生成越多。
Na盐和K盐沉淀
酸化过程中的储层伤害及储层保护
SiＯ2+6HF→H2SiF6+2H2O Al2Si4O10(OH)2+36HF→4H2SiF6+12H2O+2H3AlF6 NaAlSi3O8+22HF→3H2SiF6+AlF3+NaF+8H2O 氢氟酸与砂子及粘土反应生成的两种酸，又将与储
层岩中或储层水中的钾、钠等离子反应产生不溶性沉
酸化技术发展
二、主要研究方向
1、理论研究 新型酸液的酸岩反应机理研究 新的酸化数学模型研究 物理模拟及数值模拟研究
2、应用研究
储层损害及治理技术浅析
解堵措施针对性。近三年，共实施各类解堵措施89井次，有效
率78.6%,初期增加日油能力329.4吨，当年累计增油4.3万吨。
厚号 1 2 3 4 5
水平井钻井汾染 特殊岩性污染 直井钻井柠染 揩施作业痔染 维护及其它淆染
主要治理#*
酸洗（酸化） 酸化
酸化、强排 酸化、酸漫 酸化、酸漫
注工井數 30 口 25 口 17 口 14 口 3口 89 口
有如
90%
m
70. 6% 71.4% 100% 78. 6%
计日增油 213. 5 吨 62. 8 吨 27. 6 吨 20.7 吨
4. 8吨 329.4
蚩年*计增油 2. 78万吨 7883 吨 3958 吨 2787 吨 560吨 4. 3万吨
表4 2014年-2016年XX油区储层损害洽理措施统计表 2.1强化室内评价，科学筛选配方
（1）钻井过程中的储层损害。一是固相侵入，堵塞储层岩 石孔隙及自然裂缝。二是滤液侵入引起储层粘土矿物的水化膨 胀和分散运移，减少储层岩石孔隙半径或堵塞喉道，或是造成 润湿性反转，降低储层渗透性。影响钻井储层损害的因素:压 塞浸泡时间、钻井液的类型和成分、储层的渗透性。
测试井敷
\
\
2013
8
2014
5
技术创新 27
储层报害及诒理技术浅析
◊胜利油田分公司油气井下作业中心冯卫芳
储层损害贯穿于油田开发的各个环节，产生储层损害的原 因是多方面的，其中主要原因在于钻井、完井过程中，因压差 导致入井液中的滤液和固相颗粒大量侵入地层，引起储层岩石 的结构及表面性质等发生改变，从而使井眼附近地带的渗透率 大大下降。储层受到损害，造成油气井的产量下降甚至损失整 个层系，因此一直以来各油田普遍重视储层损害和保护技术。
储层保护总结
? 水敏：储层中的粘土矿物在原始的地层条件下处在一 定矿化度的环境中，当淡水进入地层时， 某些粘土矿 物就会发生膨胀、分散、运移 ，从而减小或堵塞地层 孔隙和喉道，造成渗透率的降低的现象，称为水敏。
? 水敏实验目的：了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散 、运移过程，找出发生水敏的条件及水敏引起的储层 损害程度，为各类工作液的设计提供依据。
? 储层损害的室内评价内容包括：
? （1）储层敏感性评价； ? （2）工作液对储层的损害评价。
储层损害的室内评价 -绪论
实验岩心的选择步骤： ? （1）岩样的准备。从井场取回的岩芯，须先进行如
下几步准备工作；
? ①对井场或库房中保存的岩芯进行选取； ? ②实验室岩样的接交； ? ③岩心检测； ? ④岩样钻取； ? ⑤岩样的清洗（洗油、洗盐）； ? ⑥岩样烘干； ? ⑦测定各个岩样的孔隙度 ? 和气体渗透率 k，并求出每
块岩心的克氏渗透率K? 。
储层损害的室内评价 -绪论
实验岩心的选择步骤： ? （2）岩样的选取。
? 对已测K、?的各个岩样作K-? 关系图，画出回归曲 线，在曲线上标出要用的岩心样品号码。
? 再根据测井和试井资料求出的 K、? 值，选出具有 代表性的岩心备用，登记好每块岩心的出处（油 田、区块、层位、井深）、号码、长度、直径、 干重及K、? 值。
（2）水敏评价实验
A 水敏实验概念和目的及损害机理 ? 概念
? 油气层水敏性－由于油气层遇淡水后引 起渗透率降低的现象。
? 次地层水－矿化度为地层水一半的盐水 ? 水敏实验目的
? 找出水敏损害程度； ? 为盐敏实验提供实验盐度范围。
Vp
??
Vf
疏松砂岩的储层损害机理及保护措施
疏松砂岩的储层损害机理及保护措施摘要在油田生产过程中疏松砂岩储层的保护与损害都是非常重要的，在实际生产中，疏松砂岩储层的伤害机理有:固相微粒堵塞、产液乳化、岩石润湿性反转等。
其中，固相颗粒的存在会加剧产液乳化程度、增强乳化液的稳定性、提高产出液的粘度,进而加剧颗粒运移; 固相颗粒高岭石和片状伊利石的存在,不但使地层岩石发生润湿反转, 而且微粒也吸附产出液的重组分, 使微粒被包裹形成具有粘弹性的固相微粒,聚集在近井壁地带, 堵塞渗流通道。
基于对生产过程中疏松砂岩储层伤害机理的认识,防止对储层造成损害，需要进行一系列的保护措施。
关键词疏松砂岩储层伤害固相微粒储层保护一、储层损害机理储层储渗空间、岩石矿物、岩石表面性质、内部环境、岩石强度、地层膨胀性和阳离子交换容量等方面的研究表明,疏松砂岩储层存在微粒运移和润湿反转潜在损害因素,这些潜在损害通过在钻井、完井、修井作业中不配伍的工作液进入地层、浸泡等外部因素而诱发,降低了储层的渗流能力。
固相微粒的存在,增强了乳化液的稳定性,加剧了产液乳化程度,增大了产液粘度,加剧了微粒运移及其对储层的伤害程度,如此恶性循环,结果严重伤害地层,使产液量大幅度下降。
通过研究,发现疏松砂岩油田储层伤害可能与以下种因素都有关系：1.流体与流体的不配伍,如侵入油层的钻井液滤液和地层水之间产生乳状液2.储层岩石与流体的不配伍,主要是指水基工作液造成的蒙脱石膨胀和高岭石分散3.固相侵入,如加重材料或钻屑的侵入4.相捕集或封堵,如水基钻井液与地层岩石不配伍形成的颗粒在近井壁地带被捕集或堵塞孔道5.化学吸附和润湿反转,如乳化剂的吸附使地层润湿性和流体流动性质改变6.微粒运移,由于微粒在岩石孔隙结构内部移动导致孔喉桥塞和堵塞7.生物活动,钻完修井过程中,菌体进入地层并产生多糖聚合物粘液,而导致地下流体粘度增大。
不管基于哪一类基础条件,储层伤害的原因不可能超出内在因素、外在因素和地下流体因素三大因素的范围。
花岗岩储层损害机理及保护技术研究
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
５ ３ ％ ～３ ． ４ ， 均 １ ． ０ ； 英 ３ ９ ％ ～ ．９ １２％ 平 ７ １％ 石 ．０
１ ．２ ， ８ ２ ％ 平均 ９ ３ ％ 。 花 岗岩 储 层 矿 物 以长 石 为 ．９
主 ， 为溶蚀 孑 隙的发 育提供 了物质 基础 。 这 Ｌ
维普资讯
第３ ０卷
２０ ０ ８年
第 ３期
６门
西 南石油 大学 学报（自然科 学版 ）
Ｊ ｍｎ ［ ｌ ｏ ｔ ￣ ｓ Ｐ ｌＩｅｌ ｉｅ ｓｔ ｆ ｃｅ ｃ ｏ ａ ｏ Ｓ ｕｈ ｅ ｔ ｅ ｒ Ｉｔ Ｌｎｖ ｒｉ ｉｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｄ ｔ ｎ１ ） ｍ ｙＳ ｅ ｈ ｏｏ ｙ Ｅ ｉ ｏ ｉ
储层 也 不尽相 同 。但 目前 专 门针 对花 岗岩储 层损 害 机理和保 护技术 的研 究还 较 少 ， 文 以某盆 地 花 岗 本 岩储 层 为例 ， 花 岗岩储层 的基本 地质 特征 人手 ， 从 讨 论 其损 害机理 ， 并根 据 损 害 机理 探 讨 相应 的保 护 措 施， 为花 岗岩油 气藏 的高效 勘探 开发提 供依 据 。
约 １ ～ ％ ， 蚀 孑 隙 部 分 被 泥 质 和 方 解 石 充 填 ％ ２ 溶 Ｌ
花 岗岩 的 主要 矿 物 成 分 包 括 长 石 、 英 、 云 石 黑 母 、 闪石等 ， 时还 含有 少量 的辉石 。利 用 ｘ一射 角 有 线 衍射分 析 了本 次 研 究 的花 岗岩储 层 ， 层 主要 矿 储 物成 分 为斜长石 、 长 石 、 云母 及 石 英 ， 中斜 长 钾 黑 其 石含 量 为 ３ ．７ ～ ８ ６ ％ ， ３ ６ ％ ５ ．９ 平均 ４ ． ６ ； 长 石 ３４ ％ 钾
浅析地层受到损害的机理以及如何保护油层——屈光涛
浅析地层受到损害的机理以及如何保护油气层摘要：石油和天然气是石油工业的基础，从钻头钻开油气层起，在整个开发过程中，油气层相继受到钻井、注水泥、射孔、酸化、压裂等工程处理，这些工程作业都会接触各种工作液，都会不同程度地破坏油气层原有的物性——化学平衡状态。
可以说，几乎每一个生产工序都可能给油气层带来损害，损害的根源主要是这些工作液（统称压井液）。
因此，保护油气层，防止油气层损害的关键是选用优质的压井液。
这篇论文中主要讲述了井下作业过程中油气层可能受到的损害、损害机理、地层中引起的各种效应以及如何保护储层。
关键词：储层损害机理效应预防目录一．油气井作业过程中可能造成的油气层损害 (2)1．射孔过程中造成的损害 (2)2．酸化过程中造成的损害 (2)3．压裂过程中造成的损害 (3)二．油气层损害机理 (3)1．外来液体与储层岩石不配伍造成的损害 (3)2．外来流体与储层流体不配伍造成的损害 (4)3．毛细管阻力造成的损害 (5)三．预防储层损害原则 (5)1．防止化学损害的原则 (6)2．防止物理损害的原则 (6)3．如何选择优质压井液 (6)四．总结 (7)参考文献 (9)油气层损害的实质就是储层中液体渗流阻力的增加和渗透率的下降其后果会影响新探区和新油气区的发现，以及油气井的产量，从而给石油工业带来重大经济损失，因此保护油气层是我们必须遵循的原则。
一．油气井井下作业过程中可能造成的油气层损害油气层孔隙空间周围是由不同的岩石和矿物构成的，其中一部分岩石和矿物属于惰性，不易与流体发生物理和化学作用，因此它们对油气层没有多大的损害。
另一部分矿物易与流体发生物理和化学作用，并导致油气层渗透性降低，这部分矿物称为油气层敏感性矿物。
它们的特点是粒径很小（小于37μm），且多数位于孔喉处，优先与外界接触，进行充分作用，引起油气层损害。
1．射孔过程中造成的损害1）压实带的形成：压实带内岩石力学性质及渗流性能受到破坏，其渗透率仅为原始值的7％-12％2）射孔液化学性质与储层不配伍引起的粘土膨胀及水锁等现象。
储层伤害机理
储层伤害机理一、微细孔喉渗流特征引起的流动残液滞留当液相(或气相)中的分子碰撞到固体表面时，由于它们之间的相互作用，使一些分子停留在固体表面上，当体系达到热力学平衡时，固体表面上的液相(或气相)分子的浓度比在液相(或气相)中的浓度大，这种现象称为吸附作用。
通常把固体称为吸附剂，被吸附的物质称为吸附质。
压裂液进入岩心后会由于吸附等作用造成在孔隙介质中的滞留，引起储层伤害。
1滞留机理压裂液中稠化剂分子物质在孔隙介质中的滞留，会改变孔隙结构，降低渗透率，引起储层损害。
大分子物质滞留的主要方式有三种:即吸附滞留、机械捕集和水力滞留，其中最主要的是吸附滞留。
（1）吸附滞留通常认为，表面活性剂或聚合物在固体界面上的吸附，是由于表面活性剂或聚合物分子与固体表面或邻近表面的化学物质间相互作用的结果。
一般认为，吸附以下几种方式进行[21]。
（1）静电力吸附若带电荷粘上矿物与电荷相反表面活性剂的离子接触，则它们间的静电作用所引起的吸附起支配作用，即吸附质离子主要是通过静电力吸附于具有相反电荷的，未被反离子占据的固体表面卜，或吸附一于固体表面的反离一子被同电性的吸附质离子所取代。
（2）氢键吸附许多含羟基、酚基、羧基或氨基的体系中，吸附分子或离子与固体表面极性基团之间常常通过氢键而发生吸附。
所谓氢键，是一种山于氢原子结构上的特殊性所能形成的一种特异键型。
因为氢原子与电负性大的原子形成共价键时，在氢原子上有剩余作用力，因而可与另一电负性大的原子形成一种较强的，具有方向性的范式引力。
（3）色散力吸附这是一种由瞬时偶极矩之间相互作用力而形成的吸附。
色散力吸附在任何场合均可发生，可作为其它吸附作用的补充。
（4）疏水力吸附通常，在水介质中某些疏水基团与固体表面上的亲油部位相互作用，以达到逃离水介质的目的。
另外，原来亲水的粘土矿物表面由于某些组分的吸附具有亲油性，也可以与表面活性剂或聚合物的非极性部分，通过疏水作用相互联接从而导致固体表面润湿性的转化。
- 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)。
·199·
花岗岩大部分都是分布在盆地的底部，但规模一般较大，且埋藏较深，因此开采的程度较低，从现在的研究状况来看，花岗岩中一般储存的油气较少一般难以达到成藏条件。
但花岗岩若达到了成藏条件就会形成规模较大的油气藏，从而具备很好的开发前景。
1 花岗岩储层特征
1.1 岩性特征
花岗岩的基本组成成分是长石、石英、黑云母等，有时还含有一些灰石[1]。
矿物成分中石英约20%~30%，斜长石约50%~60%，钾长石约10%~20%，黑云母为5.39%~31.24%,由此可以看出花岗岩储层的矿物主要以长石为主。
1.2 物性特征
花岗岩岩体内部各类裂缝沟通孔隙在上部形成了较好的储集空间，孔隙度为0.1%~27.5%，平均4.2%，其中<5%的样品占66%，渗透率最小值<0.01mD，最大为93.2mD，平均1.8mD。
不含较大孔缝。
从以上数据就能明显的得出一个结论，岩石致密、渗透性差，花岗岩储层的储量主要取决于其孔隙，裂隙主要影响其渗透性，所以裂缝就成了主要的渗流通道。
1.3 孔隙结构特征
花岗岩储层的储集空间和渗流通道可以分为一下几类：1）孔隙。
花岗岩中原生孔隙不发育，溶蚀孔隙属于次生孔隙，主要由于水流沿着断裂或裂缝渗入而形成，多为矿物溶孔，溶蚀矿物主要为斜长石和角闪石。
2）裂缝。
有岩心观察可以看出花岗岩中的裂缝类型有构造裂隙和构造-溶蚀裂隙两种，裂缝的宽度一般为0.1~0.5mm，还可以由测井资料看出宏观裂缝不发育，大多数为构造—溶蚀裂缝。
3）溶洞。
花岗岩油藏中的溶洞相对而言不是很多，但是在一些特殊的情况下也会有很多的溶洞。
4）微裂隙。
花岗岩油藏中溶洞不是很多，但裂缝是比较发育的，这些裂缝在岩石应力的影响下又会进一步形成微裂缝。
2 花岗岩储层潜在损害机理
2.1 固相侵入
花岗岩储层的裂缝微裂缝占了很大一部分，所以裂缝微裂缝对它的渗流能力起到的非常大的作用，花岗岩储层中的油大部分都是通过裂缝来进行流动的。
钻井液一般由膨润土、加重剂和混入钻井液的地层微粒组成，同时固体颗粒的粒径是在一定范围内分布。
2.2 应力敏感性损害
由前面分析可知，花岗岩储层中的裂缝微裂缝比较发育，这样的储层中裂缝在导流能力方面就起着重要的作用，如果花岗岩储层中发生应力敏感损害这样的话，储层中的微裂缝就会在压差作用下合在一起，储层中油流就会很难通过甚至无法通过。
2.3 水锁损害
有前面的研究可以看出，花岗岩储层中溶洞不是很发育，孔隙也相对不发育，但是储层中的裂缝微裂缝是比较发育的，经研究表明水锁对花岗岩储层的损害就是对其中大量发育的裂缝的损害。
3 花岗岩储层保护技术
3.1 欠平衡钻井技术
目前欠平衡钻井技术是保护花岗岩储层的最好的方式，如果能把非直井开采技术和欠平衡钻井技术相结合，这样以来就可以穿过更多的储层来更好的提高单井的产量。
3.2 低压屏蔽暂堵技术
由于各个地区的地层特征不尽相同，所以要根据现场的情况选择最佳的钻井方式来达到保护储层的目的。
如果要选择欠平衡钻井，就要在全部的开采过程中都使用欠平衡钻井开采，钻完井后要采用裸眼完井方式完井，完井后就可以投入生产；同样如果要采用低压屏蔽封堵技术，最好使用套管射孔完井方式完井，这样有利于后期的酸化压裂等增产措施。
4 结论
1）由以上的研究可以得出，花岗岩储层岩性致密、低孔低渗、裂缝发育且为储层中主要的渗流通道，花岗岩储层类型主要是裂缝型。
2）钻井液固体颗粒侵入损害、储层岩石应力敏感的伤害、储层中的流体和酸性液体造成的损害、钻井液流速过快造成的损害为花岗岩储层的主要损害类型。
3）欠平衡钻井技术和低压屏蔽暂堵技术为保护花岗岩储层的主要技术，相对而言欠平衡钻井技术对花岗岩储层更好，但是还要根据现场情况和地层特征选择最佳的钻井方式。
参考文献：
[1] 邱树立.D块稠油油藏兴隆台油层兴Ⅱ组储层物性特征[EB/
OL].云南化工,2017(12).
收稿日期：2017-11-29
作者简介：张磊，西安石油大学。
花岗岩储层损害机理及保护技术
张 磊
（西安石油大学，陕西 西安 710065）
摘 要：通过扫描电镜、铸体薄片等技术，对花岗岩储层的岩性特征、物性特征和它的损害机理等做了系统
全面的分析，探讨了花岗岩油藏的保护方法。
关键词：花岗岩储层；储层损害；欠平衡钻井
中图分类号：TE258 文献标识码：B 文章编号：1004-275X（2018）01-199-01。