油气层保护

液在压差作用下进入油气层，其进入 钻井过程损害油气层的严重程度不仅与钻井液类型和组分有关，而且随钻 动滤失量、HTHP滤失量的增大和泥饼质量变差而增加。钻井 减少对油气层损害，但过高的负压差会引起油气层出
加，钻井液固相和滤液对油气层侵入深
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
蚀越严重，因此，钻井液的动滤失量增
中原油田油气层保护技术
目前,制约中原油田油气层保护和改造技术进
步的最大“瓶颈”有三个:重视程度不够、推 广力度不大、资金投入不足。
油气层保护研究所
主要设备
油气层保护研究所
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油气层保护技术简介
保护油气层系统工程的技术思路

分析所研究油气层的岩石和流体特性，并以此研究油气层的潜在损害因 素与机理。
对油气层产生损害。 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
面：
加。 就有可能使损害加重。
损害加剧。
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， 而钻井液对油气层的压差亦随之增高， 或液相侵入油气层，渗透率下降 10～75％。 在各种特殊轨迹的井眼（定向井、丛式井、水平井、大位移
油气层的效果和经济效益，供改进或补救之用。

计算机预测、诊断、评价和动态模拟。
谢 谢 大 家 ！
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收集现场资料，开展室内试验，分析研究油气层在各项作业过程中潜在
损害因素被诱发的原因、过程及防止措施。 按照系统工程研究各项作业中所选择的保护油气层技术措施的可行性与

经济上的合理性，通过综合研究配套形成系列，纳入钻井、完井与开发
方案设计及每一项作业的具体设计中。

各项作业结束后进行诊断与测试，获取油气层损害的信息，并评价保护
一． 国外发展过程
二． 国内发展过程
中原油田油气层保护技术
中原油田从“七五”开始,参加了针对钻井、
完井的油气层保护技术攻关,并通过“八五” 和“九五”的推广和应用,在保护油气层钻井、 采油工艺及配套技术方面,取得了一系列研究 成果,形成了一系列比较完善的配套工程。
中原油田油气层保护技术
在钻井工艺方面,油田通过采取钻井液屏蔽暂
地层中原油或水发生乳化，可造成孔道堵塞。 5 ）细菌堵塞：滤液中所含的细菌进入油气层，如油 气层环境适合其繁殖生长，就有可能造成喉道堵塞。 4 ）形成乳化堵塞：特别是使用油基钻井液、油包水 钻井液、水包油钻井液时，含有多种乳化剂的滤液与 层孔隙或裂缝表面吸附；缩小孔喉或孔隙尺寸。
水中钙离子，就会形成腐植酸钙沉淀。
砂、裂缝性地层的应力敏感和有机垢的形成，反而会 井液固相和液相与岩石、地层流体的作用时间和侵入深度的增加而加剧。 数量和深度及对油气层损害的程度均 和动切力增大而增加。此外，井壁坍塌压力随钻井液抑制能 度及损害程度亦随之增加。此外，钻井
液当量密度随环空返速增高而增加，因 影响作用时间和侵入深度主要是工程因素，这些因素可归纳为以下四个方 随钻井液浸泡油气层时间的增长而增 高，若坍塌层与油气层在一个裸眼井段，且坍塌压力又高于 在钻井过程中，由于超平衡压力条件下钻井促使固相
油气层损害机理

移。当滤液矿化度高于盐敏的高限临界矿化度， 中途测试或负压差钻井时，如选用的负压差 加油流阻力。对于气层，液相（油或水）侵 成碳酸钙沉淀。 亦有可能引起粘土矿物土水化收缩破裂，造成 钻井过程中油气层损害原因可以归纳为以下五个方面： 过大，可诱发油气层速敏，引起油气层出砂 2 ）形成处理剂不溶物：当地层水的矿化度和钙、镁 入能在储层渗流通道的表面吸附而减小气体 微粒堵塞。

钻井液滤液与油气层流体不配伍引起的损害 这些表面活性剂就有可能被亲水岩石表面吸附， 力敏感损害。此外，还会诱发地层中原油组 3 ）发生水锁效应：特别是在低孔低渗气层中最为严 相渗透率变化引起的损害
引起油气层孔喉表面润湿反转，造成油气层油 重。 分形成有机垢。 相渗透率降低。 5）表面吸附：滤液中所含的部分处理剂被油气
长，使油气层损害加剧。
保护油气层的重要性
保护油气层的重要性体现在以下几方面：
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
保护油气层的重要性
例1：辽河荣兴油田，1980年之前先后钻了9
口探井，均没有油气发现。1989年，采用油 气层保护技术，所钻17口井均获得工业油流， 钻探结果新增含油气面积18.5km2,探明原油 储量上千万吨，天然气几十亿立方米。 例2：华北油田某井，该井2689.2~2695m， 电测解释为水层，试油排出钻井液滤液59m3 后才出油，日产油16.5t。
油气层保护技术
目录
什么是油气层保护技术
油气层保护技术的重要性 中原油田的保护油气层技术
油田的目标
发现油气、采出油气
追求企业经济效益
开发过程单井的经济分析
花费 井的废弃
井的维护
油气生产 建井
花费
收益
花费
井的设计
花费
如何提高油气生产的收益
油气井生产的产量高，生产时间长
影响因素：地层储量、采油措施、油气层保
原有的平衡，从而诱发油气层潜在损害因素，造成渗透率下降。 根、碳酸氢根的滤液遇到高含钙离子的地层水时，形
钻井液中分散相颗粒堵塞油气层
离子浓度超过滤液中处理剂的抗盐和抗钙镁能力时， 3）碱敏：高 pH值滤液进入碱敏油气层, 引起碱 及微粒运移。对于裂缝性地层，过大的负压 渗流截面积，甚至使气体的渗流完全丧失， 敏矿物分散、运移堵塞及溶蚀结垢。 处理剂就会盐析而产生沉淀。例如腐植酸钠遇到地层 钻井液滤液与油气层岩石不配伍引起的损害 差还可能引起井壁表面的裂缝闭合，产生应 即导致“液相圈闭”。 4）润湿反转：当滤液含有亲油表面活性剂时，
护
什么是油气层保护技术
什么是油气层保护技术
什么是油气层保护技术
什么是油气层保护技术
保护油气流动通道的技术
采用物理或化学手段，抑制、降低油气流动
通道的堵塞，最大限度的保持油气流动通道 的畅通。 保护油气层的核心问题就是如何保持储层的 渗透率
什么是油气层保护技术
油气层保护技术
formation damage control 油气层保护技术是研究钻井、完井、测 井、测试、固井、射孔、试油、开发全过程 中保护油气层的技术。 油气层保护技术是降低或避免各种工作 液对油气层的损害的措施和技术。
什么是油气层保护技术
油气层损害
油气层损害是指在油气井钻井、完井、增产措
施施工中，各种工作液在储层中造成的减少油气层 产能或降低注气注液效果的现象。
固相颗粒堵塞油气层 钻井液中存在多种固相颗粒，如膨润土、加重剂、 堵漏剂、暂堵剂、钻屑和处理剂的不溶物及高聚物 钻井液滤液与油气层岩石不配伍诱发以下五方 鱼眼等。其损害程度与固相颗粒尺寸大小、级配及 面的油气层在损害因素。 固相类型有关。固相颗粒侵入油气层的深度随压差 钻井过程中造成的损害 1）水敏：低抑制性钻井液滤液进入水敏油气层， 钻井液滤液与油气层流体不配伍可诱发油气层潜在损 增大而加深。这种能够在井壁 76cm之内极大地降 引起粘土矿物水化、膨胀、分散、是产生微粒 害因素，产生以下五种损害： 低储层的渗透率达 90%。 钻开油气层时，在正压差、毛管力的作用下，钻井液的固相进入油气层 运移的损害源之一。 钻井液滤液进入油气层，改变了井壁附近地 1 ）无机盐沉淀：滤液中所含无机离子与地层水中无 造成孔喉堵塞，其液相进入油气层与油气层岩石和流体作用，破坏油气层 2）盐敏：滤液矿化度低于盐敏的低限临界矿化 机离子作用形成不溶于水的盐类，例如含有大量碳酸 带的油气水分布，导致油相渗透率下降，增 度时，可引起粘上矿物水化、膨胀、分散和运
保护油气层的重要性
油气田开发生产各项作业中，搞好保护油气
层有利于油气井的稳产高产
保护油气层的重要性
例：北美洲阿拉加斯加普鲁德霍湾油田，投
产后6个月，油井的产量以50%~70%的速度 快速递减。原因为射孔时用氯化钙盐水作为 射孔液和压井液，与地层水作用形成水垢堵 塞。
油气层保护技术的发展过程
压差
浸泡时间 环空返速 钻井液性能
井、多目标井等）的钻井作业中，钻井液性能的优劣对油气
层损害的间接影响更加显著，除了上述已经阐述的钻井液的 流变性、滤失性和抑制性外，钻井液的携带能力和润滑性能 直接影响着进入油气层井段后作业时间的长短，不合理的钻 井液携带能力和润滑性能将使钻井液对油气层的浸泡时间延
堵技术、应用聚合醇和正电胶钻井液体系,较 好地解决了钻井过程中对油气层造成的伤害。 近几年,钻井系统形成了一套较完善的油气层 保护技术系列,这些技术系列先后在油田各区 块都得到了应用和推广。
中原油田油气层保护技术

在采油工艺方面,油田先后进行了各种化学添加剂、 入井液合理矿化度的确定、入井液合理PH值的确定、 入井液合理表面张力的确定、入井液固相颗粒和固 体颗粒直径的确定、入井液合理细菌含量的确定等 研究和开发,解决了采油过程中对油气层造成的伤害 问题。目前,油田的酸化技术水平在国内处于领先地 位。此外,在压裂、射孔等增产措施中,油田也特别 注重对油气层进行合理的保护,油田的复合射孔技术、 二氧化碳泡沫压裂技术、二氧化碳吞吐压裂技术,在 国内也都处于先进水平。

负压差急剧变化造成的油气层损害
油气层损害机理
压差是指井筒内液柱压力与地层孔隙压力的差值。通 常钻井液的滤失量随压差的增大而增加．因而钻井液 进入油气层的深度和损害油气层的严重程度均随正压 环空返速越大，钻井液对井壁泥饼的冲 钻井过程中造成的损害的工程因素当油气层被钻开时，钻井液固相或滤 钻井液性能好坏与油气层损害程度高低紧密相关。钻井液固 差的增加而增大。负压差可以阻止钻井液进入油气层， 相和液相进入油气层的深度及损害程度均随钻井液静滤失量、
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
保护油气层的重要性
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
保护油气层的重要性
例1：吐哈温米油田，为一低渗油田，原完井
后需压裂投产。采用油气层保护技术后，所 钻167口井射孔后全部自喷投产。 例2：辽河沈95块为老区块。1991年钻2口井， 密度高达1.74g/cm，最后因压差卡钻报废。 后按照油气层保护工程优选各项技术措施， 顺利钻了27口井，钻井费用节约934万元， 单井平均日产油14t，原老井日产油8t。