《保护油气层技术》PPT课件
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• 1.2 基本概念
• 保护油气层技术的研究方法（思路）
• 4）各项作业结束后进行诊断与测试，获取油 气层损害程序的住处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） • 5）计算机预测、诊断、评价和动态模拟。
第一章 绪论
术； • 油气层损害现场诊断和矿场评价技术； • 保护油气层总体效果评价和经济效益综合分
析技术。
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 保护油气层技术的原则
• 以预防为主，解堵为辅； • 尽可能不让固相和流体进入或少进入油气层； • 进入的流体应与储层岩石或流体配伍； • 系统实施保护油气层技术； • 优选各项保护油气层技术时，注意技术的先进
保护油气层技术
The Technique of the Formation ction
韩松
2010.10
Prote
课程简介
• 课程性质：专业选修课 • 学时安排：32学时（2学分） • 教材：《保护油气层技术》（第二版）徐同台，赵敏 等
编著, 石油工业出版社,2003年3月 • 考核方式：平时作业20% ， 期末（闭卷）考试80%
油气储量分布
世界石油储量及分布
截至2007年，全球石油估算探明储量 为1686亿吨(1.2万亿桶)，欧佩克成员国的 石油储量占全球的78.2% ,沙特阿拉伯位列 世界石油储量之首。
储量换算: 1桶=0.1370吨。 产量换算: 1桶/日=50吨/年。
世界各地石油蕴藏比例（2008）
中国行业研究报告网,2008.6.24
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 保护油气层的重要性
• 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。
• 有利于提高油气井产量及油气田开发经济 效益的提高。
• 有利于油气井的长期稳产和增产。
石油天然气形势
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 保护油气层技术的主要内容
• 地层岩石和流体性质分析与测试； • 地层损害评价室内实验； • 油气层损害机理分析和系统保护方案设计； • 钻井、完井、油气开采过程中保护油气层技
• 70年代——初步研究阶段
• 我国开始注意地层损害问题。
• 80年代——系统研究阶段
• 我国开始全面系统研究地层损害机理及防止污染技 术。（75攻关、完井中心成立）
• 90年代——推广应用阶段
• 我国全面推广应用保护储集层技术，并取得明显的 经济效益。(应用上万口井,平均增产原油10-20%， 年均效益2亿元)
中国石油的发展战略
国家“十一五”规划纲要明确提出： “加大石油天然气资源勘探力度。加强油气
资源调查评价，扩大勘探范围，重点开拓海域、 主要油气盆地和陆地油气新区，……”
“加快深海海域和塔里木、准噶尔、鄂尔多 斯、柴达木、四川盆地等地区的油气资源开发。 ”
“实施‘走出去’的跨国经营战略 ……”
感谢下 载
Q 流量， cm3 / s; K - 渗透率， mm2。
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 绝对渗透率(Absolute Permeability)
• 单项流体在不与岩石发生任何物理和化学 作用下的渗透率。 (Example Gas, Water, Oil)
QP
Q
1
P2
A
L
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 达西渗流定律
Q
=
K
A
m
DP L
Q P1
QP
μ
2
A
L
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 渗透率(Permeability)
• 在一定压差作用下，孔隙岩石允许流体通过的能 力大小度量。根据达西渗流定律
K
=
QmL
ADPห้องสมุดไป่ตู้
QP
1
A
L
Q P2
DP 压降,100kPa ; m 流体粘度， mPa.s
L 流过的长度 , cm; A 横截面积， cm2 ;
1立方英尺=0.028317立方米。
2006年天然气主要生产国剩余探明可采储量
我国油气储量及开发形势
我国石油储量
21亿吨，占世界的1.3%，排名第13位； 世界人均石油25.6吨，我们只有1.6吨，占世界 人均的6%；
我国天然气储量
3.5万亿m3，占世界的2.5%，排名第20位； 世界人均天然气23200m3，我们只有1080m3，占 世界人均的4.6%。
2. 了解储层保护技术的主要技术思路、分析 研究及应用方法；
3. 掌握储层保护技术的基本原理、主要技术 内容、主要实验内容；
4. 将储层保护技术和结合所学的专业知识有 机融合，并在实践中应用。
第一章 绪论
• 1.1 保护油气层技术发展概况
• 20世纪60年代——概念形成阶段
• 国外开始研究与应用。
• 是一项多因素多学科的综合配套技术，是低成本 高效率地勘探开发油气层的系列技术。
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 地层损害、地层污染、油气层污染 、油(气)层伤害 ( formation damage )
• 地层损害的定义
• 由于生产作业而使近井壁带造成流体产出 或注入自然能力的障碍。
第一章 绪论
性、有效性、经济性和可行性。
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 保护油气层技术的研究方法（思路）
• 1）分析所研究油气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）
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 保护油气层技术的研究方法（思路）
• 3）系统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。（实 施技术研究、方案设计、现场试验）
第一章 绪论
主要产油国的储量比例（2007）
OPEC13国: 安哥拉（200 7年）和厄瓜 多尔（2007 年重新加 入）。
石油的开发形势
石油的开发形势
地球上的石油和天然气还能用多久?
按照目前的开采速度：
➢ 中东——92年 ➢ 中南美洲——42年 ➢ 非洲——27年 ➢ 欧洲——17年 ➢ 亚太地区——14年
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 储层、储集层、油层、油气层
reservoir, gas or oil – bearing reservo ir
• 石油和天然气能够在其中储集并流动的岩层称为 储集层。
• 保护油气层技术、保护储(集)层技术、防 止地层污染技术
• 保持油气层的原始状态，防止地层损害
• 克氏渗透率(等效液体渗透率)
(Klinkenberg Permeability K∞)
• 对同一岩心，任何气体当平均压力趋于无穷大时
，其气体渗透率趋于同一岩心的液体渗透率。
K
= Kg
1
b P
Flow patern
Flow patern
Ga
Liqui
K
3
21
K
b P
不同气体不同压力下的渗透率
s
d
第一章 绪论
预计2020年全国石油年产量为（1.8～2）×108t； 预计2020年石油消耗量力求控制在（4.3～4.5）×108t。
效益良好、供不应求、形势严峻、原油进口国
中国石油的发展战略
上个世纪末以来，中国石油安全问题 已经跃入国际层面，并逐渐成为我国经济 社会可持续发展的“瓶颈”之一，不论从 国内资源储量，还是生产潜力，都不能满 足国内强劲的石油需求增长的需要。
• 1.2 基本概念
• 保护油气层技术的特点 • 系统性
从钻探、开采到提高采收率；从诊断、预防到改造。
• 针对性
与储层、流体及作业性质密切相关。
• 高效性
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 孔隙度(Porosity)
• 岩石孔隙体积与岩石视体积之比。
f = Vp
V f 孔隙体积
骨架颗粒
Vp — 岩石孔隙体积，Vf — 岩石视体积
全球平均可开采40年。 其中欧佩克可开采82年。
可见世界石油资源和市场分布不均衡的矛盾 突出。今后世界石油供应将更加依赖中东。
天然气储量分布
地球上还有多少天然气?
截至2006年1月1日，天然气估算探明储量为 173.08万亿立方米,欧佩克成员国的天然气储量约 占世界总储量的52％。俄罗斯位列世界天然气储 量之首。俄罗斯、伊朗和卡塔尔是世界三大资源 国，证实储量分别占世界总量的27.2％、15.8％ 和14.7％。
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 孔喉(Pore Throat)
• 孔隙空间的狭窄部位或两个较大颗粒间的收缩 部分。
孔喉
骨架颗粒
孔隙
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 渗透率(Permeability)
• 影响因素
Q
∝
A DP mL
Q P1
QP
μ
2
A
L
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 渗透率(Permeability)
国家将采取一系列措施确保石油安全 和国民经济可持续发展。
中国石油的发展战略
因为中国超过50%的石油需要进口，所以它不 仅仅关系到我们个人的消费，更直接关系到我们国 家今后的生存与发展。要减轻能源问题对中国的束 缚，就要加快建立和完善我国石油安全战略的保障 体系。
中国的石油战略：加强国内、开拓海 外、油气并举、节约优先、建立储备。
•1.2 基本概念
•地层损害的后果
➢ 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，提高油气生产成本。 ➢ 影响最终采收率。 ➢ 消除地层损害的措施成本高、作用效果有限。
课程简介
• 内容及学时安排：
第一章 绪论
2
第二章 油气层损害机理
2
第三章 岩心分析
6
第四章 油气层损害的室内评价
4
第五章 钻井过程中的保护油气层技术 8
第六章 完井过程中的保护油气层技术 6
第七章 油气层损害的矿场评价技术
4
课程简介
• 教学目标：
1. 了解储层保护技术在石油天然气勘探开发 中的重要性、必要性和紧迫性；
• 相对渗透率 (Relative Permeability
)
• 岩石的效渗透率与绝对渗透率的比值。
K wg
=
Kw Kg
第一章 绪论
• 思考题
• 1）地层损害的定义
• 2）保护油层的重要性
• 3）保护油气层技术的主要内容及原则
• 4）油气层技术的研究方法（思路）及 特点
• 5）孔隙度及孔喉的概念
• 6）渗透率、绝对渗透率、相渗透率的 概念
• 1.3 几个术语
• 有效渗透率(相渗透率)
(Effective Permeability)
• 岩石中有多相流体共存时，允许其中单项流 体通过的能力大小的度量。 例如，油水两相共存的有效渗透率为：
油相：Ko = QomoL ， 水相：Kw = QwmwL
ADP
ADP
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
中国油气资源分布状况：分散
油区：20多个 陆上（如大庆、胜利、新疆、长庆等） 海上（如渤海、东海、南海东部、南海西部等）
我国油气储量及开发形势
中国油气生产与未来供需状况：
效益： 油价：约75美元/桶 成本：20～40美元/桶
2009年产量： 石油：1.89 亿吨 天然气：830 亿m3 进口石油：2.04 亿吨
• 保护油气层技术的研究方法（思路）
• 4）各项作业结束后进行诊断与测试，获取油 气层损害程序的住处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） • 5）计算机预测、诊断、评价和动态模拟。
第一章 绪论
术； • 油气层损害现场诊断和矿场评价技术； • 保护油气层总体效果评价和经济效益综合分
析技术。
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 保护油气层技术的原则
• 以预防为主，解堵为辅； • 尽可能不让固相和流体进入或少进入油气层； • 进入的流体应与储层岩石或流体配伍； • 系统实施保护油气层技术； • 优选各项保护油气层技术时，注意技术的先进
保护油气层技术
The Technique of the Formation ction
韩松
2010.10
Prote
课程简介
• 课程性质：专业选修课 • 学时安排：32学时（2学分） • 教材：《保护油气层技术》（第二版）徐同台，赵敏 等
编著, 石油工业出版社,2003年3月 • 考核方式：平时作业20% ， 期末（闭卷）考试80%
油气储量分布
世界石油储量及分布
截至2007年，全球石油估算探明储量 为1686亿吨(1.2万亿桶)，欧佩克成员国的 石油储量占全球的78.2% ,沙特阿拉伯位列 世界石油储量之首。
储量换算: 1桶=0.1370吨。 产量换算: 1桶/日=50吨/年。
世界各地石油蕴藏比例（2008）
中国行业研究报告网,2008.6.24
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 保护油气层的重要性
• 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。
• 有利于提高油气井产量及油气田开发经济 效益的提高。
• 有利于油气井的长期稳产和增产。
石油天然气形势
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 保护油气层技术的主要内容
• 地层岩石和流体性质分析与测试； • 地层损害评价室内实验； • 油气层损害机理分析和系统保护方案设计； • 钻井、完井、油气开采过程中保护油气层技
• 70年代——初步研究阶段
• 我国开始注意地层损害问题。
• 80年代——系统研究阶段
• 我国开始全面系统研究地层损害机理及防止污染技 术。（75攻关、完井中心成立）
• 90年代——推广应用阶段
• 我国全面推广应用保护储集层技术，并取得明显的 经济效益。(应用上万口井,平均增产原油10-20%， 年均效益2亿元)
中国石油的发展战略
国家“十一五”规划纲要明确提出： “加大石油天然气资源勘探力度。加强油气
资源调查评价，扩大勘探范围，重点开拓海域、 主要油气盆地和陆地油气新区，……”
“加快深海海域和塔里木、准噶尔、鄂尔多 斯、柴达木、四川盆地等地区的油气资源开发。 ”
“实施‘走出去’的跨国经营战略 ……”
感谢下 载
Q 流量， cm3 / s; K - 渗透率， mm2。
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 绝对渗透率(Absolute Permeability)
• 单项流体在不与岩石发生任何物理和化学 作用下的渗透率。 (Example Gas, Water, Oil)
QP
Q
1
P2
A
L
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 达西渗流定律
Q
=
K
A
m
DP L
Q P1
QP
μ
2
A
L
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 渗透率(Permeability)
• 在一定压差作用下，孔隙岩石允许流体通过的能 力大小度量。根据达西渗流定律
K
=
QmL
ADPห้องสมุดไป่ตู้
QP
1
A
L
Q P2
DP 压降,100kPa ; m 流体粘度， mPa.s
L 流过的长度 , cm; A 横截面积， cm2 ;
1立方英尺=0.028317立方米。
2006年天然气主要生产国剩余探明可采储量
我国油气储量及开发形势
我国石油储量
21亿吨，占世界的1.3%，排名第13位； 世界人均石油25.6吨，我们只有1.6吨，占世界 人均的6%；
我国天然气储量
3.5万亿m3，占世界的2.5%，排名第20位； 世界人均天然气23200m3，我们只有1080m3，占 世界人均的4.6%。
2. 了解储层保护技术的主要技术思路、分析 研究及应用方法；
3. 掌握储层保护技术的基本原理、主要技术 内容、主要实验内容；
4. 将储层保护技术和结合所学的专业知识有 机融合，并在实践中应用。
第一章 绪论
• 1.1 保护油气层技术发展概况
• 20世纪60年代——概念形成阶段
• 国外开始研究与应用。
• 是一项多因素多学科的综合配套技术，是低成本 高效率地勘探开发油气层的系列技术。
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 地层损害、地层污染、油气层污染 、油(气)层伤害 ( formation damage )
• 地层损害的定义
• 由于生产作业而使近井壁带造成流体产出 或注入自然能力的障碍。
第一章 绪论
性、有效性、经济性和可行性。
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 保护油气层技术的研究方法（思路）
• 1）分析所研究油气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）
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 保护油气层技术的研究方法（思路）
• 3）系统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。（实 施技术研究、方案设计、现场试验）
第一章 绪论
主要产油国的储量比例（2007）
OPEC13国: 安哥拉（200 7年）和厄瓜 多尔（2007 年重新加 入）。
石油的开发形势
石油的开发形势
地球上的石油和天然气还能用多久?
按照目前的开采速度：
➢ 中东——92年 ➢ 中南美洲——42年 ➢ 非洲——27年 ➢ 欧洲——17年 ➢ 亚太地区——14年
第一章 绪论
• 1.2 基本概念
• 储层、储集层、油层、油气层
reservoir, gas or oil – bearing reservo ir
• 石油和天然气能够在其中储集并流动的岩层称为 储集层。
• 保护油气层技术、保护储(集)层技术、防 止地层污染技术
• 保持油气层的原始状态，防止地层损害
• 克氏渗透率(等效液体渗透率)
(Klinkenberg Permeability K∞)
• 对同一岩心，任何气体当平均压力趋于无穷大时
，其气体渗透率趋于同一岩心的液体渗透率。
K
= Kg
1
b P
Flow patern
Flow patern
Ga
Liqui
K
3
21
K
b P
不同气体不同压力下的渗透率
s
d
第一章 绪论
预计2020年全国石油年产量为（1.8～2）×108t； 预计2020年石油消耗量力求控制在（4.3～4.5）×108t。
效益良好、供不应求、形势严峻、原油进口国
中国石油的发展战略
上个世纪末以来，中国石油安全问题 已经跃入国际层面，并逐渐成为我国经济 社会可持续发展的“瓶颈”之一，不论从 国内资源储量，还是生产潜力，都不能满 足国内强劲的石油需求增长的需要。
• 1.2 基本概念
• 保护油气层技术的特点 • 系统性
从钻探、开采到提高采收率；从诊断、预防到改造。
• 针对性
与储层、流体及作业性质密切相关。
• 高效性
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 孔隙度(Porosity)
• 岩石孔隙体积与岩石视体积之比。
f = Vp
V f 孔隙体积
骨架颗粒
Vp — 岩石孔隙体积，Vf — 岩石视体积
全球平均可开采40年。 其中欧佩克可开采82年。
可见世界石油资源和市场分布不均衡的矛盾 突出。今后世界石油供应将更加依赖中东。
天然气储量分布
地球上还有多少天然气?
截至2006年1月1日，天然气估算探明储量为 173.08万亿立方米,欧佩克成员国的天然气储量约 占世界总储量的52％。俄罗斯位列世界天然气储 量之首。俄罗斯、伊朗和卡塔尔是世界三大资源 国，证实储量分别占世界总量的27.2％、15.8％ 和14.7％。
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 孔喉(Pore Throat)
• 孔隙空间的狭窄部位或两个较大颗粒间的收缩 部分。
孔喉
骨架颗粒
孔隙
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 渗透率(Permeability)
• 影响因素
Q
∝
A DP mL
Q P1
QP
μ
2
A
L
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
• 渗透率(Permeability)
国家将采取一系列措施确保石油安全 和国民经济可持续发展。
中国石油的发展战略
因为中国超过50%的石油需要进口，所以它不 仅仅关系到我们个人的消费，更直接关系到我们国 家今后的生存与发展。要减轻能源问题对中国的束 缚，就要加快建立和完善我国石油安全战略的保障 体系。
中国的石油战略：加强国内、开拓海 外、油气并举、节约优先、建立储备。
•1.2 基本概念
•地层损害的后果
➢ 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，提高油气生产成本。 ➢ 影响最终采收率。 ➢ 消除地层损害的措施成本高、作用效果有限。
课程简介
• 内容及学时安排：
第一章 绪论
2
第二章 油气层损害机理
2
第三章 岩心分析
6
第四章 油气层损害的室内评价
4
第五章 钻井过程中的保护油气层技术 8
第六章 完井过程中的保护油气层技术 6
第七章 油气层损害的矿场评价技术
4
课程简介
• 教学目标：
1. 了解储层保护技术在石油天然气勘探开发 中的重要性、必要性和紧迫性；
• 相对渗透率 (Relative Permeability
)
• 岩石的效渗透率与绝对渗透率的比值。
K wg
=
Kw Kg
第一章 绪论
• 思考题
• 1）地层损害的定义
• 2）保护油层的重要性
• 3）保护油气层技术的主要内容及原则
• 4）油气层技术的研究方法（思路）及 特点
• 5）孔隙度及孔喉的概念
• 6）渗透率、绝对渗透率、相渗透率的 概念
• 1.3 几个术语
• 有效渗透率(相渗透率)
(Effective Permeability)
• 岩石中有多相流体共存时，允许其中单项流 体通过的能力大小的度量。 例如，油水两相共存的有效渗透率为：
油相：Ko = QomoL ， 水相：Kw = QwmwL
ADP
ADP
第一章 绪论
• 1.3 几个术语
中国油气资源分布状况：分散
油区：20多个 陆上（如大庆、胜利、新疆、长庆等） 海上（如渤海、东海、南海东部、南海西部等）
我国油气储量及开发形势
中国油气生产与未来供需状况：
效益： 油价：约75美元/桶 成本：20～40美元/桶
2009年产量： 石油：1.89 亿吨 天然气：830 亿m3 进口石油：2.04 亿吨