保护储层技术

保护油气层固井技术
➢ 提高固井质量 ➢ ——改善水泥浆性能 ➢ ——选用合理密度，控制压差，防油气侵和井漏 ➢ ——提高顶替效率 ➢ ——防水泥浆失重引起环空窜流 ➢ ——推广应用注水泥设计软件 ➢ 降低水泥浆滤失量——小于250ml ➢ 钻井采用屏蔽暂堵技术
保护油气层完井技术
➢ 完井方式 ➢ ——射孔完井 ➢ ——裸眼完成 ➢ ——割缝衬管 ➢ ——砾石充填 ➢ 油气藏地质特性 ➢ 工程措施及开发要求
教学要求
1、作业：2-4次； 2、课堂教学：28-30学时； 3、实验教学：2-4学时，认识实验； 4、考试资格：
作业 ：大部分完成（无抄袭） 实验：参加并完成实验报告 课堂教学： 24学时以上
第一章 绪 论
一、保护储层技术的概念与基本内容 二、保护储层技术发展概况 三、保护储层技术现场应用及效益 四、几个基本概念
储层岩性
研究储层特征 及其潜在地层
损害因素
储层物性 储层孔隙孔喉
储层流体
储层温度压力
储层特征分析研究技术
油气层损害的室内评价
➢ 静态、动态敏感性实验—油（水）速敏、 敏、碱敏、酸敏、应力敏感
➢ 正反向流动实验 ➢ 体积流量评价 ➢ 系列流体渗透率评价 ➢ 酸液评价 ➢ 润湿性评价 ➢ 相对渗透率 ➢ 离心机法毛管压力曲线快速评价
➢ 资料收集、岩心观察——宏观描述，裂缝 ➢ 普通岩心分析——孔隙度、渗透率、饱和度、薄片分
析、SEM、XRD、化学分析、能谱/电子探针、压汞毛 管压力曲线测定 ➢ 特殊岩心分析 ➢ 流体性质 ➢ 目的——物性、孔喉、结构和矿物 ➢ 内部环境和外部环境 ➢ 潜在损害问题分析和预测
岩心分析和储层特征研究技术
➢ 毛细管作用—水锁、乳 化堵塞、润湿反转
➢ 化学沉淀 ➢ 微粒运移 ➢ 处理剂吸附 ➢ 井喷、井漏、井塌
➢ 影响损害的工艺因素 ➢ 压差P ➢ 浸泡时间 ➢ 环空流速和流态 ➢ 泥浆体系及性能— ➢ 固相含量 ➢ 粒子级配 ➢ 液相与地层流体配伍性 ➢ 液相与储层岩石配伍性 ➢ 处理剂性质
保护油气层钻井技术
保护储层的重要性
➢ 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。
➢ 保护油气层有利于油气井产量及油气田 开发经济效益的提高。
➢ 油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和增产。
保护储层技术的特点
1、系统性
保护油气层技术是一项涉及多学科、多部门的系统工程 技术。
一、保护储层技术概述
保护储层技术是一项多专业、多学科的 综合配套技术，简单地讲就是在油气层 勘探开发中防止储层伤害，低成本高效 率地勘探开发油气层的系列技术。
几个重要的概念
储层、储集层、油层、油气层
– 凡是能够储集石油和天然气等，并在其中流 动的岩层称为储集层。
（reservoir, gas or oil –bearing reservoir）
The Technique of the Formation Protection
保护储层技术
联系方式
保护储层技术
保护储层技术是一项多专业、多学科的 综合配套技术，简单地讲就是在油气层 勘探开发中防止储层伤害，低成本高效 率地勘探开发油气层的系列技术。
特点：新技术、专业综合课
保护油气层技术
徐同台 等编著 石油工业出版社
（实施技术研究、方案设计、现场试验）
4、各项作业结束后进行诊断与测试，获取 油气层损害程度并评价保护油气层的效果 和经济效益。然后反馈给有关部门，视情 况决定是否继续研究改进措施或补救措施。 （效果检测与评价、推广应用）
地层损害导致的危害
➢ 降低产能与产量，影响试油与测井资料解释 的正确性，严重时导致误诊、漏掉油气层， 还会造成储层储量与产能估算不准、影响合 理制定开发方案。
➢ 增加试油、酸化、压裂、解堵、修井等井下 作业的工作量，增加油气生产成本。
➢ 影响最终采收率。 ➢ 消除地层损害的技术措施成本高、作用效果
热处理 ➢ 优选压裂液 ➢ 加粘土稳定剂 ➢ 防乳化剂 ➢ 严格过滤
开发生产中的损害特点
油气藏动态性—流体、物性、岩性、应力 损害周期长——可达油气田整个生命期 损害范围大——井间任何部位 损害复杂性——设备多、工艺流程长 损害叠加性——系列过程损害叠加 损害累积性——使某些微弱的损害强化
主要研究内容
岩心分析和储层特征研究 油气层损害的室内评价 损害机理诊断（潜在或已经发生） 保护油气层钻井技术 保护油气层固井技术 保护油气层完井、投产技术 油气田开发生产中的保护技术 油气层损害的矿场评价技术 油气层损害诊断与控制的软件系统
主要研究内容
岩心分析和储层特征研究技术
➢ 选用与油气层相配伍的钻完井液 ➢ ——水基、油基、气体类 ➢ 降低压差，实现近平衡钻井 ➢ ——孔隙、破裂、坍塌压力和地应力剖面 ➢ ——合理井身结构，裸眼段处于同一压力系统 ➢ 缩短浸泡时间 ➢ 搞好中途测试 ➢ 防止井喷、井漏、井塌等复杂情况
固井作业中的损害
➢ 固井质量问题 ➢ ——油气水层相互干扰和窜流 ➢ ——注入流体在各层中窜流 ➢ ——油气窜入非产层 ➢ 固相侵入 ➢ 液相侵入 ➢ 水泥浆过早固结，井漏
2－10 较严重
强化 0 -3
10 严重
油气层损害诊断 与控制的软件系统
保护油气层技术数据库 敏感性预测软件 实验结果处理软件 损害模拟软件 伤害源分析系统
工作液设计软件 试井分析集成软件 优化射孔软件 直井、水平井产能预
测软件 欠平衡钻井设计软件
保护储层技术的研究方法 （技术思路）
有限。
例 ：用有效井眼半径表示地层损害程度
假设试井参数的有效井眼半径为rw´，井眼半径 为rw,
则 rw´ = rw *e-s ，
进一步假设， rw =15.24cm，s=19.78 则有
rw´ = 39.0110-9cm
用有效半径表示地层损害程度
对比 对比 项目 情况
Kd/K0
地层损害 1/10
2、针对性
保护油气层技术的针对性很强。
•储层特征不同（储层岩石、矿物组成、物性 特征、流体性质等） •作业特征及其开发方式不同 •储层产能不同
3、高效性
保护油气层技术是一项少投入、多产出的新技术。 •保护储层单井投入相对较低 •实施保护技术后对于一个高产井每提高１％的产量 就意味着巨大的经济效益； •降低生产井改造成本； •延长油气井生产寿命； •提高油气田最终采收率； •提高注水井注水效益，降低其成本。
➢ 工序配合不紧凑，延 长压井时间
➢ 压井液性能不良
保护技术
➢ 采用多功能管柱 ➢ —射孔和测试联作 ➢ —射孔和有杆泵生产联作 ➢ 各工序配合紧凑，缩短压井
等候时间 ➢ 采用优质压井液
保护油气层酸化技术
➢ 损害方式
➢ 酸渣生成 ➢ 水敏 ➢ 溶解胶结物，出砂 ➢ 微粒运移 ➢ 液锁 ➢ Fe(OH)3, CaF2沉淀 ➢ 二次沉淀 ➢ 前置液损害 ➢ 外加剂损害 ➢ 固相侵入
常规岩心分析技术：常规岩心分析、X-衍射分析、
分
扫描电镜分析、薄片分析、毛管压力分析
析 手
油气水分析
段 特殊岩心分析技术：微模型可见技术、
CT(Computerized Tomograph)、核磁共振扫描
成象技术NMRI(Nuclear Magnetic Resonance
Imaging)
岩心分析和储层特征研究技术
地层损害、地层污染、油气层污染、 油(气)层伤害（ formation damage)
– 当钻井、完井、采油、增产、修井等 各种作业时，在储集层近井壁带造成 流体产出或注入自然能力下降的现象
保护油气层技术、保护储(集)层技术、 防止地层污染技术
– 保护储层技术是一项多因素多学科的综 合配套技术，简单地讲就是在油气层勘 探开发中防止储层伤害，低成本高效率 地勘探开发油气层的系列技术。
2010年
主要教学参考书
1、《保护储集层技术》，张绍槐、罗平亚编著， 石油工业出版社出版，1993年5月
2、《油气田地质特征与钻井液技术》，徐同台 主编，石油工业出版社出版，1998年7月
学时安排
第一章 绪论 第二章 岩心分析 第三章 油气层损害的室内评价 第四章 油气层损害机理 第五章 钻井过程中的保护储层技术 第六章 完井过程中的保护储层技术
保护油气层的射孔完井技术
➢损 害 因 素
➢ 成孔过程损害 ➢ ——固相堵塞 ➢ 射孔参数不合理 ➢ 射孔压差不当 ➢ ——压持效应 ➢ 射孔液损害
➢保护技术
➢ 负压差射孔，确定合 理负压值
➢ 配伍的优质射孔液 ➢ 射孔参数优化设计
➢ 与屏蔽暂堵技术配套 实施
保护油气层试油技术
损害表现
➢ 频繁起下管柱，增加 压井机会
➢ 保护措施
➢ 抗酸渣剂、前置液 ➢ 控制滤失，加粘土稳定剂 ➢ 优选配方 ➢ 控制注入排量和反排速度 ➢ 防乳化 ➢ 预处理，铁螯合剂 ➢ 预处理 ➢ 配伍性，加互溶剂 ➢ 筛选处理剂 ➢ 工作液严格过滤
保护油气层压裂技术
➢ 损害方式 ➢ 液锁
➢ 压裂液残渣 ➢ 水敏 ➢ 乳化 ➢ 固相侵入
➢ 保护措施 ➢ 降低油水界面张力，注气，
3学时 3学时 4学时 4学时 4学时 4学时
学时安排
第七章 油气田开发过程中的
保护储层技术
2学时
第八章 油气层损害的矿场评价技术 1学时
第九章 保护储层技术发展方向 1学时
认识实验
4学时
复习考试
2学时
合计
32学时
教学目的目标
1、了解保护储层技术在石油天然气勘探开发中的 重要性、必要性和紧迫性； 2、掌握保护储层技术的主要技术思路、分析研究 及应用方法； 3、掌握保护储层技术的基本原理、主要技术内容 、主要实验内容； 4、将保护储层技术和所学的专业知识有机融合， 并在实践中应用。
水敏、盐
损害机理诊断 （潜在或已经发生）
➢ 岩心组成、结构、物性分析、潜在问题 ➢ 作业环节、施工条件、工作流体性质调查 ➢ 中途测试、测井、完井测试（试油）分析 ➢ 模拟实际工况下流体——岩石相互作用 ➢ 实验岩心的代表性 ➢ 损害机理
钻井过程Βιβλιοθήκη Baidu的损害
➢ 损害类型 ➢ 固相颗粒侵入
➢ 粘土矿物水化、去水 化—水敏、盐敏、碱敏
1、分析所研究储层的岩石和流体特性，以 此为依据来研究该油气层的潜在损害因素 与机理。（潜在损害因素分析）
2、收集现场资料，开展室内试验，分析研 究每组油气层在各项作业过程中潜在损害 因素被诱发的原因、过程及防治措施。
（损害机理分析、防护措施研究）
3、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。
表皮 系数 Ｓ
19.78
井眼 半径
rw
15.24
有效井眼 半径 rw’
39.01*10-9
分析对比
有效半径只有原来的近 亿分之一，可见产油气
相当困难
酸化改造 1/10 -1.98 15.24
有效半径比原来最大7.2
110
倍，虽有所最大，但改
善的程度有限
例 ：江汉油田王平一井
该井目的层为江汉特有的盐间非砂岩地 层。储层裂隙发育、岩石矿物成份复杂， 钻井过程中泥浆伤害油气层严重，该井投 产后日产3-30吨，但产量迅速下降，通 过土酸酸化、冲检作业产量才有所恢复， 酸化冲洗作业过程中返出了大量的泥浆、 重晶石，表明钻井完井过程中储层受到了 严重的污染损害。
认识储集层和保护储集层和开发（含改造）储集层要注 意以下四个方面：
• 认识储集层、保护储集层和开发改造储集层都是一项系统工程 • 各个作业环节都存在地层损害，因此保护油气层技术要互相配合，
按系统工程进行整体优化； • 储集层损害的诊断、预防和处理、改造也是一项系统工程； • 保护油气层的技术和经济效益也是一项系统工程。
油气层损害的矿场评价技术
试井评价
试井资料分析 ——常规试井 ——现代试井 产量递减分析 注入能力递减分析 表皮系数
测井评价
时间推移测井 深浅双测向测井和微
球形聚焦测井 统计回归分析
表皮系数（S）
油气藏类型 损 害
孔隙性均质
0
裂缝性非均质 -3
对于均质油气藏
S=0－2
轻微
自然状态 0 -3
开发生产中的保护技术
注水过程中的保护技术 混相驱过程中的保护技术 注蒸汽过程中的保护技术 聚合物驱过程中的保护技术 ASP复合驱过程中的保护技术 采气过程中的保护技术
油气层损害的矿场评价技术
目 的 ——评价损害程度 ——求取有效渗透率 应用方面 ——及时发现 ——正确评价 ——判定损害原因和作业环节 ——为解除损害提供依据