油气层损害的机理

一、油气层损害的基本概念

油气层损害：任何阻碍流体从井眼周围流入井底的现象。

油气层损害的主要表现形式：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。

发生油气层损害的主要作业环节：在钻井、完并、修井、实施增产措施和油气开采等发生油气层损害的机理：工作流体与储层之间物理的、化学的或生物的相互作用。

二、保护油气层的重要性

①在油气勘探过程中，直接关系到能否及时发现油气层和对储量的正确估算。

②保护油气层有利于提高油气井产量和油气田开发经济效益。可以大大减少试油、酸化、压裂和修井等井下作业的工作量，降低生产成本。

③有利于油气井的增产和稳产。

三、保护油气层涉及的技术范围

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分析和保护油气层技术；

⑤完井过程中的油气层损害因素分析和保护油气层技术；

⑥开发生产中的油气层损害因素分析和保护油气层技术；

⑦油气层损害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折技术。

四、油气层损害机理

1油气目的潜在损害因素

1）油气层储渗空间

孔喉类型和孔隙结构参数与油气层损害关系很大

2）油气层的敏感性矿物

速敏、水敏、盐敏、酸敏、碱敏

3）油藏岩石的润湿性

4）油气层流体性质

2固体颗粒堵塞造成的损害

1）流体中固体颗粒堵塞油气层造成的损害

2）地层中微粒运移造成的损害

3工作液与油气层岩石不配伍造成的损害

1）水敏性损害

2）碱敏性损害

3）酸敏性损害

4）油气层岩石润湿反转造成的损害

4工作液与油气层流体不配伍造成的损害

1）无机垢堵塞

2）有机垢堵塞

3）乳化堵塞

4）细菌堵塞

5油气层岩石毛细管阻力造成的损害

评价油气层损害的实验方法

评价实验是指在研究油层损害问题时，在实验室内进行的定性或定量分析测定的实验。该评价实验由一系列综合性的岩心分析实验组成。

一、评价实验的目的：保护油气层。

（1）弄清储层潜在因素；

（2）弄清外因对储层的影响；

（3）在内因外因的作用下，弄清储层损害类型及程度

（4）筛选合理的防治措施。

二、评价程序

三、岩心分析

油气层的敏感性评价、损害机理的研究、对油气层损害的综合诊断和保护油气层技术方案的制定等都必须建立在岩心分析的基础之上。

主要目的：全面认识油藏岩石的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，确定油气层潜在损害的类型、程度及原因，从而为各项作业中保护油气层工程方案的设计提供依据和建议。

1）X-射线衍射（XRD）分析

根据：晶体对X-射线的衍射特性来鉴别物质的方法。

没有任何两种结晶物质在晶胞大小、质点种类以及质点在晶胞中的排列方式方面是完全一致的。因此，当X-射线通过某一晶体时，必然会显示出该晶体特有的衍射特征值——反射面网间的距离（d）和反射线的相对强度（I/I0）。

用于：测定岩样中粒径小于4mm的粘土矿物和粒径大于4mm的非粘土矿物，尤其适于确定岩样中各种粘土矿物的类型和含量。测定时不需整块岩心。

不足之处：是不能确定各种敏感性矿物在孔隙中的产状及分布，因此必须与薄片、扫描电镜技术配套使用，才能全面揭示敏感性矿物的特征。

2）薄片分析

方法：将岩心制成薄片，置于光学显微镜下进行观测。

用于：测定油藏岩石中骨架颗粒、基质和胶结构的组成和分布，描述孔隙的类型、性质及成因，了解敏感性矿物的分布及其对油气层可能引起的损害。

薄片样品制备：将岩石顺一定方向切割成薄板，将一面磨平后用树胶将其粘在载玻片上；然后磨另一面、直至矿片厚约为0.03mm，并能透过可见光时为止，最后将盖破片粘在矿片表面即制成。

特点：直观、费用低，常在X-射线衍射和扫描电镜前进行。

注意：只有选择有代表性的岩心制成薄片，分析结果才有实际价值。

3）扫描电镜（SEM）分析

用于：提供孔隙内充填物的矿物类型、产状和含量的直观资料。对油气层中的粘土矿物和其他敏感性矿物进行观测；获取油气层中孔喉的形态、尺寸、弯曲度以及与孔隙的连通性等资料；估算出粒径小于37mm的地层微粒的类型、含量和分布；对含铁的酸敏性矿物进行检测等。

组成：扫描电镜由电子系统、扫描系统、信息检测系统、真空系统和电源系统等部分构成。

原理：利用细聚焦的电子束在岩样上逐点扫描，激发产生能够反映样品特征的信息并调制成像。分析前应将岩样用抽提的方法洗净，然后加工出新鲜断面作为观测面。

样品直径一般不超过1cm。

特点：制样简单、分析快速。

4）其他岩心分析方法

用压汞法测定岩石的毛管压力曲线

用Amott和USBM法测定岩石的润湿性。

用红外光谱法测定岩石矿物的组成及所含元素。

用图像分析法观测孔喉的尺寸与分布等也都是岩心分析中的常用方法。

用CT扫描和核磁共振（NMR）为代表的现代影像技术已经越来越多地应用于中。

四、油气层敏感性评价

1）速敏评价实验

速敏性：油气层的速敏性是指在钻井、完井、试油、注水、开采和实施增产措施等作业或生产过程中，流体的流动引起油气层中的微粒发生运移，致使一部分孔喉被堵塞面导致油气层渗透率下降的现象。

目的：一是确定导致微粒运移开始发生的临界流速；二是为后面将要进行的水敏、盐敏、碱敏和酸敏实验以及其他各种损害评价实验提供合理的实验流速。

一般情况下，要先进行速敏评价实验，所有后面评价实验的流速应低于临界流速，应控制在临界流速的0.8倍。