油层保护技术ppt
水平井油气层保护技术
二、水平井产能的影响因素
为了充分发挥水平井钻井和开采技术的经济效益，有必要对储层 厚度、水平段长度、非均质性、水平井的偏心距及地层损害等影响水 平井产能的各种因素深入研究。
1、水平井产能的计算
关于水平井产能的计算，Borisov、Giger、Joshi以及Renard等曾 分别给出了预测稳定流动状态下产能的各种计算方法，其计算公式分别为：
——含天然气岩心的原始渗透率不小于1×10-3μm2 ——含油岩心的原始渗透率不小于500×10-3μm2 微粒运移、固相颗粒堵塞是主要损害方式。 井下工具堵塞亦不容忽视，钻具—泥饼—岩面作用。 液锁或水锁损害，对裂缝性致密气层尤为显著。 损害带分布形态：理想均质地层，非均质储层。
(Ch)
(I) (I/S) (％S)
13.2
4.9 38.3
80
26.9
6.7 23.4
60
19.2
5.0 17.4
55
26.1
6.5 26.0
55
粘土矿物 含量 (％)
3.5 3.0 3.5 3.0
可见，该断块的岩样主要由非粘土矿物组成；在粘土矿物的组成中，高岭石的 含量最大。可推测，该储层潜在的损害机理主要为微粒运移和粘土矿物水化膨胀。
14.16 13.75 12.046 11.78 13.50 13.31 10.86
0.019 0.0235 0.0515 0.11 0.032 0.021 0.017
Vc (cm/s)
/ ≤1.34×10-4 ≤1.44×10-4 9.12×10-4 4.35×10-4 2.53×10-4
该断块储层具有较低的临界流速，即储层的损害程度对 流体流速相当敏感。
史深100区块油层保护技术
［ 收 稿 日期］２ ０ １ ３ — ０ １ — １ ４
的粒 度分 布考 虑进 来 ， 使 得 充 填 剂 加 入 后 能 使 整个
钻井 液体 系 的粒 度分 布符 合 理 想 充 填 的 规 律 ， 达 到
［ 作者简介］李 ￣ ＂（ １ ９ ８ ０ －） ， 男， 山东临沂人 ， 胜利石油管理局钻 井工艺研究院工程师 ， 主要从 事钻井液研 究。
虑钻 井 Leabharlann 本 身 的 粒 度 分 布优 选 封 堵 屏 蔽 剂 ． 通 过 自吸 法优 选 合 适 的 防 水 锁 剂 ， 形 成 适 合 该 区块 的 储 层 保 护技 术 。
现 场 试 验表 明 ， 单 井产 量 得 到 了提 高 ， 同时 对 钻 井液 性 能 影 响 小 ， 在 保 护 储 层 的 同 时 实 现 了安 全 、 优质 、 快速钻进 。
［ 关键 词］ 油层保护； 理想充填； 水锁； 低渗； 钻井液
［ 中 图分类 号］ ＴＥ ２ ５ ４
［ 文 献标识 码 ］ Ａ
［ 文 章编 号 ３ １ ６ ７ ３ — ５ ９ ３ ５ （ ２ ０ １ ３ ） １ — ０ ０ ２ ６ — ０ ３ 管数 量 比较 少 ， 但 对渗 透率 的贡 献较 大 ， 而数 量较 多 的 小孑 Ｌ 喉对 渗透 率贡献 很 少或 没有 贡献 。使 用传 统
的屏蔽 暂堵 理论 及 方 法 ， 很 难 有效 封 堵 对 储 层 渗 透
率 贡献较 大 的 这部 分 大 孔 喉 。 为 了解 决 这 一 问题 ， 基 于理 想充 填理 论 和 ｄ 。 。 规 则 的理 想 充 填 技 术 满 足
１ 区块 现 状
低渗油藏油层保护工艺
油层保护工艺XX油田物性参数中孔、特低渗型储层。
根据全岩矿物X-射线衍射以及粘土矿物X-射线衍射分析可知：粘土矿物含量超过了60%，粘土类型以伊蒙混层为主，而且间层比高达65%。
说明该层位岩性为易水化、易膨胀类型的泥岩。
根据M2井五敏实验数据结果，该块具有极强酸敏、强水敏、无速敏、中等偏强碱敏。
油田在勘探开发的各个环节均可造成低渗透层油层损害。
究其原因，均属油层本身的潜在损害因素，它包括储层的敏感性矿物，储渗空间，岩石表面性质及储层的液体性质等。
在外在条件变化时，包括钻开油气层、射孔试油、酸化、压裂等，储层不能适应变化情况，就会导致油层渗透率降低，造成油层损害。
对低渗透油层特别强调油层保护并不是因为这类油层比高渗透油层更易受污染，而是因为低渗透油层自然渗透能力差，任何轻微的污染伤害都会导致产能的大幅度降低，因此，低渗透油层的油层保护尤为重要。
油层保护是一项系统工程，它贯穿在钻井、射孔、生产、压裂、注水及修井等各个作业环节中，不同的作业环节，造成油层损害的因素、损害程度不同，解除或保护措施也不同。
为此需要针对以上工艺环节，采取相应的油层保护措施。
钻井过程中油层保护措施（1）采用近平衡压力钻井技术。
根据近平衡压力钻井要求，同时考虑到钻井安全规范要求，避免井喷而采取压井措施对油层造成更大的伤害，标准中对油水井钻井液密度的附加值要求为：0.05～0.10g/cm3，按最大附加值考虑，断块油层井段近平衡压力钻井的钻井液密度为1.10g/cm3左右。
以保证在钻井过程中井眼稳定、安全钻进，同时又尽可能地减少对油层的伤害。
（2）钻井过程中油层段采用屏蔽暂堵技术，以减少钻井完井液的滤失及防止钻井完井液中的固相侵入油层深部。
（3）优质高效钻井，尽量减少主力油层浸泡时间。
射孔过程中油层保护措施射孔过程中对油层的损坏主要有两的原因：一是射孔弹的碎屑物堵塞孔眼；二是射孔液的固相和滤液伤害油层。
在射孔打开油层的短内，井内液柱过大或射孔液性能不符合要求，就射孔孔眼油层的较深部位，其对油层的损害比钻井还要严重。
无渗透技术简介(幻灯)--油层保护剂ppt课件
由植物衍生物形成的混合物，即植物纤维 类、高聚物类和无机盐类。
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8
三、技术特点及创新点
WS-I油层成膜保护剂使用同一配 方就可以保护不同压力、温度、渗 透性的地层，具有广谱保护油气层 的效果，从根本上解决了现有油气 层保护剂使用效果不理想的问题。
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9
渗透与砂粒大小
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4
我公司研制的WS-I油层成膜保护剂可 在井壁岩石的表面形成薄且致密的保护膜， 使钻井液、完井液、固井水泥浆与地层完 全隔离，不会渗透到地层中。投产后，在 地层压力的作用下，保护膜自动溶解脱落， 实现真正意义上的油气层保护。
同时可实现钻井过程中多套压力体系 下的井壁稳定，提高录井、测井、固井质 量，为科学准确认识中低渗透层，提高地 质、工艺措施的效果提供基础。
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16
WS-I 油 层 成 膜 保 护 剂 采 用 砂 床实验方法进行性能检测，能直观 地反映钻井液在油气层中实际侵入 情景，与API检测失水方法完全不 同，有利于准确指导石油钻井生产 工作。来自精选编辑ppt17
WS-I油层成膜保护剂砂床评价方法（仪器）
仪器实图
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API 滤失量与砂床滤失量对比
了对油层的伤害，起到了很好的油层保护作用。
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WS-I油层成膜保护剂能够防止 井壁缩径和坍塌，确保井眼规 则，井径不扩大，可有效提高 录井、测井、固井质量，使重 新认识各类油气层成为可能。
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13
微裂缝井眼的稳定性问题
较大的滤失量＋泥浆的过平衡＝增加井眼不稳定性
潜在问题： 井壁垮蹋、崩落， 地层破裂使泥浆漏 失、 卡钻，录井数 据差，固井质量差。
稠油热采配套油层保护及开发技术
ｃ ｉ ａ ｓ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ｉｗ ｈ ｎ ｃ ｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｒ ｖ ｅ
稠油热釉
套漕蜃 护
王疆梅
技 术
（ 胜利油 嗣分公司滨南采油厂地质研究所 ，１ 东滨州 ２ ６ ０ ） ｌ Ｉ ５６０
Ｉ 要 文探讨了稠 油油藏的开发的油层保护工作需要避免钻井过程 中储层伤害 ，避免各种作业入井液对储层 的伤害 ，注蒸 汽采油过程中 摘 的伤害 ，沦述了降低注汽压力技 术，振动解堵 注汽降压： 艺 ，地层防膨技术 ，针对矛盾对 注汽压力高的井进行降压治理 ，加快稠油油藏的开发 。 Ｉ ： （ 关键词】 稠油 热采 油层保护 降压 开发 中图分类号：Ｔ ３ ５ Ｅ ４ 文献标识码：Ａ 文章编号：１０ — １ｘ（ ０２）０ — ０ － １ ０ ９９ ４ ２ １ ６３ ８ ０
一
二、油层保护技 术现状及效果
（ 完井射孔技术 １） 根据滨南油 田的油层特性 、流体特性和生产经验 ， 射孔方式采用 油管传输射 ； Ｌ 射孔过程 中扶正枪身， 保证孔眼沿径向均匀 分布。目前 在射孔参数 的选择上主要使用 了 ３ 种组合方式 ： ｌ 有 Ｉ ４枪＋ １ ｌ４弹＋ Ｏ ４ 孔， ；１２枪＋ ０ ｍ ０ １ ２弹＋ ２ ｍ ２ 枪＋ ２ ３ 孔， ；１７ １７弹＋ ２（ ３ ） ｍ ３ 或 ６ 孔， 。射 孔后使用 ５ ％发泡剂溶液混排或气举形成井底负压 ， 负压 ３５ Ｐ ，使 －Ｍ ａ 地层液瞬间冲刷炮眼。 目前射孔 以 １２ １２ ０ 枪／０ 弹以上枪 型弹型为主 ， 基本满足 了射孔的
日前滨南稠油热采配套技术主要有油层保护技术 、 注汽配套技术 、 热采防砂技术 、稠油堵调技术 以及井筒举升技术 。但随着稠 油开发 的 深入 ， 针对 往汽高低压现象普遍存在、敏感性稠油开采难 度加大、边 底水侵入速度加快等矛盾 ，需要进一步整合各项技术的集成应用 。
浅谈钻井过程中的油层保护技术
量，保证 了钻具 的安 全 。及 时补 充各 种泥 浆处 理剂 的有 效含 量 ，并利 用 短 起 下钻 破坏 钻屑 在下 井壁 的 沉积 层 ，保障 井 眼畅通 ，确保井 下 安全 ，进 入
油 层前 ５ 米加 入 油层 保 护材 料 （ 面 活性 剂 ＋ 渗透 处理 剂 ），达 到 了保 ０ 表 非
２４ 钻 具 组 合 ：Ｏ２ １３ ．１ ４ ．ｍｍ （ ＡＴ ７）钻 头 ＋ 力 钻 具 （１ 。 ）＋ Ｈ １ ２ 动 ． ５
Ｆ ＷＤ Ｅ ＋５” 磁 承压 钻 杆 Ｘ１ ＋ 无 根 ５”斜坡 钻 杆 Ｘ２ 柱 ＋ ０ ５”加重 钻 杆 Ｘ５ 柱 ＋ ５”钻杆 ２４ 技 术措 施 ：钻 压 ：３ — ０ Ｎ，在油 层段 由于地 层松 软 ，为保证 井 ． ２ ０６Ｋ
浅谈钻井过程 中的油层保护技术
李 金 峰
（ 胜利油 田现河采油厂地质所 山东 东营 ２ ７ ０ ５ ００）
摘
要
本文论述了我国钻井过程中油层污染概论 ，提 出了钻井过程 巾的四项油层保护措施 ，把钻 － ｔ 过程的油层保护提到新的高度；保 护；技 术
好 固控 设备 ，含 砂量 控制 在 ０ ％以 内。适 当加 大钻 头水 眼 ，提 高柴油 机 转 ． ５ 速 ，增 加 了环空 返 速 ，使 钻 头破 碎 的钻 屑尽 快从 井底 返 至井 口，并利 用 固 控 设备 迅速 从钻 井 液 中清 除掉 。减 少 了岩屑 在井 内的悬 浮时 间 。同 时加 强 钻 井液 性能 的维 护 ，提 高动 切力 ，保 持 良好 的 流变性 能 ，减 少岩 屑在 井底 的重复破 碎 ，提 高机 械钻 速 ，减少 井 下复 杂情 况 的出现 。
构 及表 面性 质 、流体 相 态都 会改 变 ，使 油层 渗透 率降 低 。渗地 层一 般解 堵 比较容 易 ，往往 认 为与钻 井 液保 护措 施 的投 入不 成 比例 ，因此 不需 要刻 意
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。
文88块油层保护技术研究与现场应用
石油天然气学报 （ 汉石油学院学报） 江
２１ ０ ０年 １ Ｏ月
２ 文 ８ 块 油层 保 护 技 术 ８
２ １ 钻 井 液 体 系 的确 定 ． 文 ８ ８块 沙 二 下 亚 段 至 沙 三 中 亚 段 地 层 为 沙 泥 岩 互 层 ， 钻 井 过 程 中 ， 易 出 现 垮 塌 、 缩 经 、 漏 失 、
潜在 损害 因素 ，为 了减小 钻井 过程 中对储 层 的损 害 程 度 ，在 目 的层 段实 施 成 膜 封 堵 防 水锁 储 层 保 护 技 术 ］ ，即在进 入 沙三 中亚段 目的层前 ，通 过加 入成 膜封 堵 和防水 锁材 料等对 三 开段 采 用 的钾盐 聚 磺钻
井液进 行改 造 ，使其 成为 具有合 适 盐度 、低 界面 张力 、强 封堵 、低侵 入 的氯化 钾 聚磺钻井 液 ，在 目的层 钻 井过 程 中有 效 阻止钻 井液 固相 与液 相进 入储 层 ，不诱 发沙 三段 储层各 种 潜在损 害 因素 ，提 高投产 后储
文８ ８块 油层 保 护 技术 研 究 与现 场 应 用
方 立 志 ，孙亚 力 ，柴 勇 ，杨 磊 （ 中原油田分公司 采油四厂， 河南 濮阳 ４７０） ５０ ３
［ 要 ］ 分 析 研 究 了文 ８ 摘 ８块 沙 三 中 亚 段 ５６砂 组 储 层 的主 要 特 性 和 钻 完 井过 程 中 可 能诱 发 的 潜在 储 层 损 害 －
１２ 钻 完 井 过 程 中可 能 诱 发 的 潜 在 储 层 损 害 ．
通过 对文 ８ ８块 沙三 段储 层特 性 的调研 和室 内敏 感性 试 验 ，在 钻完 井 过 程 中 ，钻 井完 井 液 可能 诱 发 以下 各种 损害 ：①储 层 地层水 水 型为氯 化 钙 ，可 能存 在 碱 敏使 渗 透 率 降低 ；② 采用 文 ８ — ８１井 沙三 段储 层岩 心润湿 性 测定结 果 为亲水性 ，因而存 在 润湿反 转使 渗透 率 降低 的可 能性 ；③对 ３种 不 同盐 度 的流体 （ 饱和 盐水 、次盐 水 和淡水 ）进 行水 敏性 试验研 究 ，该块 沙 三 中亚段 储 层水 敏 指数 为 ０ ９ ～Ｏ ９ ，属 于 ．０ ． ７ 弱水 敏 。２ ０ ０ ８年 ，文 ８ ８块 热 洗 ３ ２井 次 ，发 生 水 锁 现 象 ２ １井 次 ，洗 井 后 综 合 含 水 由 ４ ． 上 升 到 ５１
油层保护技术
第九章保护油气层的钻井液技术第一节保护油气层的技术概论钻井与完井的最终目的在于钻开油气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内的现象都称为对油气层的损害，严重的油气层损害将极大地影响油气井的产能。
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，油气层损害又是可以控制的。
通过实施保护油气层、防止污染的技术和措施，完全可能将油气层损害降至最低限度。
在储层油气流入井内的过程中，压力损失主要集中在井眼附近的近井壁带。
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尽可能防止近井壁带的油气层受到不应有的损害。
一、保护油气层的重要性1、钻井的目的就是勘探和开发油气田，因此在钻井过程中油气层保护的好坏直接关系到能否及时发现油气层和对储量的正确估算。
特别是钻探井时，由于缺少地质资料，往往容易忽略对油气层的保护，其结果使一些本来有希望的油气层被错误地判定为干层或不具有工业开发价值，延误新油气田或油气层的发现。
另外；在探井的钻井完井过程中，若钻井液或完井液的设计和使用不合理，通常会影响测井资料与试油结果对储油气层物性参数的正确解释，从而影响对油气储量的正确计算。
2、保护油气层有利于油气井产量和油气田开发经济效益的提高。
实践证明，在钻井完井作业中应用保护油气层配套技术，可以使油气井产量得到明显提高，同时可以显著减少试油、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稳产。
关于油气层损害的类型及产生原因，美国岩心公司根据全世界近4000口井的资料，对各个作业环节中每种原因所造成损害的严重程度进行了系统总结，其情况见表9－1。
试油过程中的油层保护技术
78一、损害油气层的因素分析1.油气层进入外来流体。
外来流体对油气层的损害包括：第一，流体中的固相颗粒。
各类固相颗粒进入油气层后，会在孔喉处形成沉积、架桥，阻止油气层供流体的流动，进而造成油层渗透率下降；第二，流体的液相与岩石不配伍。
流体液相与岩石不可能完全配伍，致使会产生不同程度的损害，包括水敏损害、盐敏损害、碱敏损害、酸敏损害，各种损害的发生均会影响油层渗透率。
第三，钻井液的液相与地层流体不配伍。
这种损害通常以化学成分不配伍表现出来，包括结垢、乳孔堵塞、细菌堵塞，同样会降低油层的渗透率。
2.工程因素及油气环境变化。
一方面，试油过程中的各项作业对油层产生的损害，包括压力敏感性损害、速敏损害、地层坍塌造成的损害等，并且作业过程中的生产压差较大，会进一步扩大对油层固相与液相的损害。
另一方面，试油过程中的温度变化与其他环境因素变化，会在一定程度上降低或升高油层温度，随之产生一定量有机垢与无机垢，会对油层产生更大的损害。
二、不同油层保护技术实施难点1.高压低渗透层。
该油田储层保护技术实施难点为：第一，异常压力的存在，会导致作业设备钻入油气层之后发生井漏、井涌等情况，并且不利于钻井液密度的把握。
第二，渗透率低，水锁伤害、水敏损害是高压低渗透层经常发生的损害，应采取有效措施控制油层受到伤害的程度。
2.低渗漏失储层。
低渗漏失储层保护难点：第一，钻井过程中的压差一旦超过地层破裂压力，大量漏失的钻井液会损害油气层，过长的浸泡时间，会增加钻井液渗入储层的范围与程度。
第二，低渗漏失储层为低渗透率、低孔喉，滤液在毛细作用下会渗入到油层深处，造成水锁伤害。
第三，储层细喉道容易被水化膨胀分散的黏土堵塞，引发水敏损害与盐敏损害。
3.低压低渗储层。
低压低渗储层保护难点：第一，钻井液中的固相会在正压差作用下，在尺寸较宽的裂缝中形成堆积，在很大程度上降低了裂缝的导流能力，从而造成损害储层。
第二，采用常规试油作业手段，会增加钻井液渗入风险，对堵漏造成极大困难，随着漏失量的增大，油层便会受到损害。
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。
固井与油气层保护
固井油层保护技术之分级注水泥工艺
长封固段井易造成水泥窜槽、砂 堵蹩泵、水泥失重等问题，将会对油 气层造成严重的损害。为保护油气层 应采用分级注水泥工艺（见图），把 长封固段改为短封固段。亦用在漏失 井和多套压力层系固井上。此工艺主 要在草桥古潜山和滨南火成岩油藏应 用。
分级箍
分级箍
浮箍 旋流短节 引鞋 一级固井
管外封隔器可
以用在易出砂松 软的地层，用来 恢复地层的应力， 防止地层出砂。 射 孔 在河家、牛庄、 胜坨等油田的到 应用。
水泥填充
油 层 封隔器胶 筒与不同井 径贴紧并压 实地层
固井油层保护技术之配套固井工艺技术
胜利油田地质复杂，油藏较多，差异很大。特别是随着油田开发，井下情 况越来越复杂，针对不同情况，应该采用不同的工艺技术，应该是工艺工 具外加剂等综合技术的应用来实现保证固井质量和保护油气层。 ◆封隔器+分级箍固井工艺 ◆水泥伞+分级箍固井工艺 此工艺解决了草桥油田古潜山的严重漏失造成 的水泥返高不够和固井质量差的难题。 ◆连续式双级注水泥防漏工艺 ◆保护套管防止低压层污染工艺 对于底部是低压油层固井将会严重污染油层，采用双封隔器封隔。以上用 水泥充填，既可以防止地层坍塌，又能保护套管，防止油层污染。如樊 10-15井等。 ◆尾管悬挂+分级箍+管外封隔器工艺 对于尾管固井存在两套压力层系，为保护高低层之间的有效封隔，防止高 低之间的窜流，我们采用此工艺。 ◆水泥充填保护套管技术 为延长油井寿命，最好全部用水泥充填，可以采用低密度水泥浆或超低密 度水泥浆充填技术。
分级箍 封隔器 引鞋
封隔器+分级箍固井工艺
水泥伞+分级 箍固井工艺, 此工艺解决了 草桥油田古潜 山的严重漏失 造成的水泥返 高不够和固井 质量差的难题。
完井和采油生产过程油保技术
完井和采油生产过程油保技术摘要油井完井和采油生产过程是油田开发的关键环节，而油井的运行状态和产能直接受到油层的保护与维护的影响。
油层保护技术是指在油田开发过程中，通过一系列的工艺措施和技术手段，保护和维护油层的完整性和高产能。
本文将重点介绍完井和采油生产过程中常用的油保技术。
1. 完井技术1.1 确定完井方式完井方式一般是根据油井的特点来确定的。
常见的完井方式包括传统完井、水力喷射完井、酸压裂完井等。
不同的完井方式适用于不同的油井类型和油层特征。
1.2 注水井完井技术注水井完井技术是在油井完井过程中，将水注入到油层中，以维持油井压力和主动驱油。
注水井完井技术可分为水力压裂注水完井和射孔注水完井两种方式。
1.3 确定完井液体系完井液体系的选择直接影响到井壁稳定性、油层渗流能力和油气生产能力。
一般情况下，可以选择钻井液体系、水性胶体体系、有机胺液体系等。
2. 采油生产过程油保技术2.1 油井防砂技术油井防砂技术是为了防止油井生产过程中油层的砂层运移和砂矾赋存进入井筒，影响油井的正常生产。
常见的油井防砂技术包括筛管防砂、固井防砂等。
2.2 管柱保护技术管柱是油井采油生产过程中主要承受井内高压、高温和强腐蚀性介质的构件，因此对管柱的保护至关重要。
常见的管柱保护技术包括防腐保温涂层、力学保护等。
2.3 油井钻井液保护技术油井钻井液保护技术主要是为了降低钻井液对油层的侵入性，减少钻井对油层渗流能力的影响，以及避免对油井生产的不利影响。
常见的油井钻井液保护技术包括有机胺抑制剂的添加、改良钻井液的选择等。
3. 油保技术的应用优势3.1 提高油田生产效益油保技术的应用可以提高油井生产效益，增加油井采油速度，减少非生产时间，提高油田开发的经济效益。
3.2 保护油层完整性油保技术的应用可以减少对油层的损害，保护油层的完整性，延长油田的生产寿命。
3.3 保障油井安全油保技术的应用可以保障油井的安全运行，防止井筒坍塌、沉积物堵塞等问题的发生。
保护油层
1、油气层损害：在钻井、完井、井下作业及油气田开采全过程中，造成油气层渗透率下降的现象通称为油气层损害。
2、岩心分析：是指利用能揭示岩石本性的各种仪器来观测和分析岩石一切特性的一类技术。
3、粘土矿物：细分散的晶质含水层状硅酸盐矿物和含水非晶质硅酸盐矿物的总称。
4、速敏性：流体在油气层中流动时，因流体流动速度变化引起储层岩石中微粒运移、堵塞喉道，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。
5、临界流速：岩石渗透率或有效渗透率随着流速的增加开始有较大幅度下降时所对应前一个点的流速。
6、水敏性：因流体盐度变化(储层岩石与淡水接触后)引起储层岩石中粘土水化膨胀、分散、运移，导致渗透率或有效渗透率下降的现象。
7、水敏指数：岩石损害前后的渗透率或有效渗透率之差与损害前渗透率或有效渗透率之比。
8、临界盐度：岩石的渗透率或有效渗透率随着注入流体粘度的下降开始有较大幅度下降（或上升）时所对应前一个点的盐度。
9、盐敏性：当高于地层水矿化度的工作液进入油气层后，将可能引起粘土的收缩、失落、脱落;当低于地层水矿化度的工作液进入油气层后，则可能引起粘土的膨胀和分散,导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。
10、碱敏性：碱性液体与储层矿物或流体接触发生反应，产生沉淀或释放出颗粒，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。
11、碱敏指数：岩石接触碱性液体前后的渗透率或有效渗透率之差与接触碱性液体前的渗透率或有效渗透率之比。
12、临界 pH：随着注入液pH 值的不断上升（pH=6~14），岩石的渗透率或有效渗透率开始有较大幅度下降时所对应前一个点的 pH 值。
13、酸敏性：酸液与储层矿物或流体接触发生反应，产生沉淀或释放出颗粒，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。
13、酸敏指数：岩石接触酸液前后的渗透率或有效渗透率之差与接触酸液前的渗透率或有效渗透率之比。
14、净围压：岩石所受围压与上游压力的差值。
15、临界应力：随着应力的变化，所对应的岩石渗透率损害系数出现明显拐点(下降)时所对应的应力值。
浅谈井下作业油层保护综合配套技术
酸液浓度过高，会溶解过量的胶结物和岩石的骨架 ，而酸液浓度过 低 ，又达不到酸化的目的 ， 以应根据地层岩石的组成选择合适的酸液 所
浓度。 ３２ 及时排酸 －＿ ３
每道工序及井下作业过程中各项措施 都可能造 成油层 的损 害或二次污 染， 如果后一项作业没有搞好油层保护， 就可能使前面各项油层保护工作 所获得的成效部分或全部丧失 。因此 ， 井下作业施工 中油层保护更不 容忽视。做好油气层的保 护工作对油气 田的稳产和高产具有重要 的意
１ 选择与储层层岩石和流体配伍的压裂液。 ） ２）优 选压裂工艺 ，对于不 同的工艺 ，选择适 当的压裂液及 添加 剂。 ３ ）选择适合储层压力的支撑剂。 对支撑剂的要求：粒径均匀 、强度高 、杂质含量少 、圆球度好。 ３４ 在低能区块中采用油层保护器 ． 低产能区块油井在生产过程 中，经 常遇到因砂 卡 、结蜡、结垢等
３５ 常 规 作 业 中 的保 护 技 术 ．
１ 外来流体 中的 固体颗粒将堵塞油气层 的孔隙通道 ，导致储层渗 ）
透 率 降低 。
２ 外来流体 中的水分子引起储层粘士矿物 的水化和膨胀 ， ） 减少 了 储层的孔隙通道 。
３ 外来流体与储层中的流体不配伍 ， ） 产生化学沉淀、结垢 ，形成
１ ８
工 程 科 学
２ ２ 科９１ 上 Ｌ ０年 ０ 月 蔫
浅谈井下作业油层保护综合配套技术
刘春艳 ‘
（ 胜利油 田现河采油厂作业科 ，山东东营 ２ ７ ０ ５ ０ ０）
擅 薹 在油气 田的勘 探开发过程 中 ，油水井作业会 对油层造成 一定的损害 ，使油气层 的有效渗透率 下降 ，影响 油气田的增产 和稳产。文
章从 油气 田开发 的现状出发 ，介绍 了井下 作业油层保护技 术在油 田开发 中的应用 。 关■诩 油层污染 ；机 理研究 ；井下作业 油层保护
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
绪论
案例 某低压、低渗油田，勘探初期，钻9口
探井，仅5口获工业油流，日产仅4～6吨 所钻地层属多压力层系，上部地层压力
系数1.15～1.20；下部0.95～1.0 为搞清该构造的产能和储量，技套下至
低压油层顶部；换用密度1.03g/cm3优质无膨 润土生物聚合物钻井液，并加入暂堵剂
绪论
钻开油层后中途测试，日产油69.9m3， 表皮系数-0.31，证明油层未受损害
岩石油层物理性质
◇当有一长度为L ，横截面积为A的岩心，使 其充满粘度为µ的流体，并在压力p1下流过岩 心，若出口压力为p2，对应的流量为Q。由 达西定律，有
Q K A p1 p2 L
岩石油层物理性质
或
QL
K
A(p1 p2)
◇若粘度为1mPa·s的流体，在105Pa的压力降
下，通过横截面积为1cm2、长度为1cm的岩心， 当流量为1cm3/s时，岩心渗透率为1 µm2， 称为达西；常用10-3 µm2表示
要参数
岩心分析 岩心分析概述
岩心分析概述
▪ 岩心分析的目的
全面认识油气层的岩石物理性质及岩石中敏感 性矿物的类型、产状、含量及分布
hK
Pe - Pa Q ln(Re/ Ra)
(3)
hK
Pa - Pwf Q ln(Ra / Rw)
(4)
hKa
岩石油层物理性质
其中，K 为地层受到损害后的平均有效渗透 率将（2）、（3）、（4）式代入（1）式，有
Q ln(Re/ Rw) Q ln(Re/ Ra)
K
K
Q ln(Ra / Rw)
Pe Pwf Pe Pa Pa Pwf (1)
式中 Pe － 供给边界压力 Pa － 损害区与未损害区界面处地层压力 Pwf －井眼周围损害后井底流动压力 （未损害时为P/wf ）
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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水 源 筛 选
水 质 确 定
入 井 液 筛 选
临 界 参 数 确 定
真诚为您服务
伤害机理研究：
油层伤害及油层保护室内试验研究技术
油气层伤害机理研究的主要手段
全岩及粘土矿物分析
X—衍射 扫描电镜 电子探针
孔隙类型及矿物分析 结垢成分及分布规律 孔隙结构特征分析 孔隙结构及渗流规律研究 颗粒堵塞规律分析 化学配伍性分析 伤害类型及伤害程度
毛管压力分析
图象分析 粒度分析 化学分析 流动试验
累积注入倍数
外部伤害因素
•外来固相颗粒堵塞
•酸化后二次沉淀
•有机物堵塞
•化学结垢及腐蚀产物沉积
•微生物堵塞 •润湿性反转பைடு நூலகம்
•作业造成的井壁破坏
入井液伤害储层示意图
微粒
Sr+2 SO4 2
-
Ba+2 Fe+3 HCO3CO32细菌
固相颗粒堵塞的深度
油层伤害及油层保护室内试验研究技术
伤害机理研究：
提高油气最终采收率
油层伤害及油层保护室内试验研究技术
主要研究对象
井筒 井筒
污染带
基本概念：
孔隙度：e=(Ve/Vb)100% 渗透率： K=QµL/A.P
Ka=2Qaµ LPo/A.(P12-P22) a Ka= K.(1+b/P)
表皮系数： S=(K/Kd-1)ln(rd/rw)
内容提要
概述 油层伤害的主要机理
室内研究的主要内容
储层的潜在伤害因素：
敏
感
流速敏感性
储层组构特征
水敏感性
盐度敏感性
地层流体组成 地层力学性质
性
伤 害
酸敏感性
碱敏感性 应力敏感性 温度敏感性
注入流体性质
速敏就是在假设注入流体与地层
岩石无任何化学作用的情况下，随 着流速增加而渗透率不断下降的现 象。当地层渗透率随流速增加大幅 度升高时，对于胶结疏松地层则表 现为出砂，也可以认为是一种速敏 特征。
水敏指由于注入水的矿化度低于
地层水矿化度或者因为注入淡水而 引起的粘土矿物的水化膨胀、分散、 运移，减小或者堵塞地层孔隙喉道， 导致渗透率降低，造成储集层伤害 的现象。
盐敏是指不同于地层水矿化度的液
体进入储层时，引起储层中粘土矿物 的物理化学变化，造成渗透率下降， 伤害油气层的现象。一般说来，高于 地层水矿化度的液体进入储层，容易 引起粘土矿物的去水化、脱落、分散； 低于地层水矿化度的液体进入地层容 易引起粘土矿物的水化膨胀、分散、 运移。
主要分析研究过程
敏感性流动试验 体积流量试验 系列流体试验 正反向流动试验 酸化解堵试验 动失水试验
油储 层层 保伤 护害 措机 施理 与
防 垢 剂 筛 选 杀 菌 剂 筛 选 缓 蚀 剂 筛 选
水质分析实验 静态配伍实验 酸溶蚀率实验 扫描电镜、X-衍射 流体粒度测定
防 膨 剂 筛 选
酸 化 液 筛 选
油气层保护技术的主要特点 系统性—多学科、多专业
协调性—多部门、多因素
复杂性—伤害机理复杂、处理对象复杂
长期性—贯穿整个勘探开发过程始终
针对性—明确目的，对症下药
油气层保护的主要意义 及时发现油气层
对油气层作出正确评价
保护油气藏的自然产能
提高作业成功率，减少作业次数
降低油气生产成本
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。
油层伤害及油层保护室内试验研究技术
地层微粒运移程度研究 600
500 400 300 200 100 0 0 20 40 60 80 100 120
内容提要
概述 油层伤害的主要机理
室内研究的主要内容
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。
体积分布，%
35 30
样品号：4-5b
。 系列1 50 C 时出口液粒度曲线 。 系列2 80 C时出口液粒度曲线 。 系列3 110 C时出口液粒度曲线
25 20 15 10 5 0 0 5 10 15 20 25 30
天然岩心注混合水出口液粒度体积分布曲线
35 40 粒径，mm
油层伤害及油层保护室内试验研究技术
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 敏的程度也可能不同。
碱敏指碱性液体进入地层后与地
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。
敏感性矿物就是指容易在外来