（油气井工程专业论文）生产过程中储集层损害诊断与评价.pdf

d i a g n o s i sa n de v a l u a t i o no ff o r m a t i o nd a m a g e d u r i n g t h ep r o d u c t i o n s h e n y a n q i n gf o i l & g a sw e l le n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db ya s s o c i a t e p r o f e s s o rj i a n g g u a n - c h c n g a b s t r a c t f o r m a t i o nd a m a g eh a ss i g n i f i c a n ti n f l u e n c e s d u r i n gt h ep r o d u c t i o n i n t h e s ef e wy e a r s ，a r t i f i c i a ln e u r a ln e t w o r k ( a n n ) h a sb e e nu s e di nm a n y a s p e c t s o fr e s e r v o i re v a l u a t i o n b u ta tp r e s e n t , a n ni s j u s tm a i n l yu s e di nd r i l l i n g p r o c e s si n t e m a l ，r e s e a r c ho nw a t e ri n j e c t i o na n do i le x t r a c t i o na r en o te n o u g h y e t s o ，w en e e dt ot a k et h et e e l m i q u er e s e a r c ho nd i a g n o s i sa n df o r e c a s tt h e f o r m a t i o nd a m a g ed u r i n gt h ep r o d u c t i o n a f t e ra n a l y s i st h ed a t af r o mf i e l da n d r e s e a r c ho nm e c h a n i s mo ff o r m a t i o nd a m a g e ，w ef o c u so nf o u rk i n do f d a m a g e d u r i n gt h ep r o d u c t i o n , t h e ya r ef i n ep a r t i c l em i g r a t i o n , s o l i di n v a s i o n , h y d r a t i o n e x p a n s i o na n ds c a l i n gp r o b l e m , f i n dt h em a i ni n f l u e n c i n gf a c t o r so fd e p r e s st h e p e r m e a b i l i t y w eu s er a d i a lb a s i sf u n c t i o no m f ) o nt h ed i a g n o s i so ff o r m a t i o n d a m a g e ，s e tu pt h ef o r e c a s tm o d e l so f t h o s ed a m a g ep r o b l e m s t h e n , w ef o u n da i n t e g r a t et e c h n i q u ej u d g em o d e lt oo p t i m u mb r o k e nd o w nm e a s u r e t h e r e s e a r c ha n dt h ef i e l da p p l i c a t i o nr e s u l ti n d i c a t e dt h a tu s er b fi nt h ed i a g n o s i s o ff o r m a t i o nd a m a g ed a r i n gp r o d u c t i o ni sa v a i l a b l ea n dh a sb e t t e rp r e c i s i o n t h e i n t e g r a t et e c h n i q u ej u d g em o d e lc a ne n h a n c et h es u c c e e dr a t i oa n dp r o l o n g t h ep e r i o do fv a l i d i t y ，a n di t s i m p o r t a n tt og u i d a n c et h ef i e l do p e r a t i o no n p r o d u c t i o n k e yw o r d s ：f o r m a t i o nd a m a g e ，n e u r a ln e t w o r k ，d i a g n o s i s ，e x t e n to f d a m a g e ， b r o k e nd o w n i l i 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 中国石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一 同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说 明并表示了谢意。 签名： 洲年6 月二日 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅； 学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复 制手段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名 导p 巾签名 乒n 钲 2 s ， 0 ，表示有结垢，i s s 0 时，没有结垢。 嚣与钙结垢率之间关系的研究 钙结垢率是指参与结垢的钙离子数与原始钙离子数的比值。测定不同 四值条件下，2 4 h 后的钙结垢率，如图2 1 所示： 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章储集层损害程度数学模型诊断技术研究 霪 糌 ! l 晕 蠕 。 二，- z l； i 夕厂 j7 r 1 o 5 - 0 3 o 10 30 30 50 70 91 11 3 1 51 71 9 i s 图2 - l嚣与结垢率之间的关系曲线 并对图2 - 1 中的数据进行处理得到： 钙结垢率y = 4 5 8 0 5x ( $ ) 2 + 2 8 6 4 7x ( 墨) + 7 6 0 5 9 1 2 l o 霪8 婺。 船4 2 0 i 一 i；： ；7 。： ll| 024681 01 21 41 61 82 02 2 时间 图2 - 2 结垢率与时间之间的关系曲线 结垢率与时间之间的关系研究 首先配制出注入液样，在5 8 条件下恒温不同时间后测其c a 2 + 含量， 计算出钙结垢率随时间的变化情况，结果数据处理如图2 2 所示。从图2 2 可以看出，开始结垢快，然后逐渐变慢，约1 2 h 后达到平衡。则单位时间 的钙结垢率珂为：。：笪笔季鱼。 钙结垢对储层渗透率损害的研究 舯加如加o 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章储集层损害程度数学模型诊断技术研究 计算渗透率损害率： r 损害奉。口c 珂r 1 0 0 ( 2 1 3 ) 式中 r 攮害奉因结垢导致的渗透率损害率，1 0 d 斗m ? ； 竹单位时间的钙结垢率，； f 注水或开采时间，h ； c 注入水或采出液中钙离子浓度，m g l 1 ； 口系数，无因次 然后计算因结垢导致油气层损害后的渗透率： k m = j r 曹r 损害搴 ( 2 1 4 ) 式中置曹油气层损害前的渗透率，l o - 3 1 a n 2 ； 足后油气层原始渗透率，l o 3 p m 2 。 最后，用下式计算因结垢导致油气层损害后的表皮系数： s = ( h 昙一甜鲁一， 式中 泄油半径，或注水控制半径，m ； o 井眼半径，m 。 2 3 储集层损害程度数学模型诊断技术的应用 根据油水井损害程度的数学模型诊断技术，选择孤东油田的1 7 口井， 对各损害因素进行诊断。表2 1 为孤东1 7 口井的有关资料，这1 7 口井的总 损害程度计算结果见表2 - 6 。 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章储集层损害程度数学模型诊断技术研究 表2 11 7 口井的有关参数表 厚度k o r wr e注水时间总注水量 井号 ( m ) ( 1o 3 岬2 )( )( m )( m ) ( d )( m b 7 2 6 3 9 58 01 2 6 23 41 7 7 81 5 03 6 7 0 04 0 1 6 8 0 0 0 7 - 3 4 - 3 4 0 68 o1 2 6 23 41 7 7 81 5 03 8 4 0 03 1 4 2 7 0 0 0 8 9 81 6 52 1 8 13 41 7 7 81 5 02 “0 01 9 2 5 7 0 0 0 8 2 0 n 2 0 0 81 6 52 1 8 l 3 4 1 7 7 81 5 0 2 2 5 0 0 5 2 6 9 0 0 0 2 1 5 2 6 21 2 。42 0 0 03 41 7 7 81 5 08 8 1 2 56 3 0 0 8 3 1 7 5 2 1 5 6 l1 2 42 0 0 03 41 7 7 81 5 08 8 5 4 41 2 8 3 5 9 7 1 2 7 - 3 8 - 3 7 58 01 2 6 23 41 7 7 81 5 03 9 5 0 41 9 4 2 7 6 6 8 7 - 2 8 - 5 3 7 58 01 2 6 23 41 7 7 81 5 04 4 2 4 95 6 7 7 2 1 4 5 7 3 0 3 3 5 58 01 2 6 23 41 7 7 81 5 04 1 2 5 71 7 0 8 7 1 0 7 7 - 3 0 - 3 6 58 01 2 6 23 41 7 7 81 5 04 3 3 7 65 9 2 9 1 8 8 4 7 - 4 0 - 3 9 5 8 01 2 6 2 3 4 1 7 7 8 1 5 04 0 4 9 62 5 6 9 3 7 7 0 8 1 9 二n 1 l1 6 52 1 8 13 41 7 7 81 5 01 4 1 2 9 21 7 0 9 9 2 9 2 1 8 2 0 - 2 0 1 61 6 52 1 8 13 41 7 7 85 01 3 8 8 1 9 1 7 1 0 7 0 7 2 0 8 - 2 2 1 21 6 52 1 8 13 41 7 7 8 1 5 0 1 3 5 0 3 0 2 0 0 3 3 9 2 9 1 8 - 2 6 1 61 6 52 1 8 13 41 7 7 81 5 01 3 7 4 1 l2 0 7 9 6 7 7 5 2 8 2 6 n 81 6 52 1 8 l3 41 7 7 81 5 01 3 8 2 s o 1 8 0 1 2 4 8 9 7 8 3 2 k 1 01 6 52 1 8 13 41 7 7 81 5 01 3 6 1 1 61 4 4 2 2 9 2 2 6 ( 1 ) 注入水中固相颗粒导致的损害程度诊断 根据井注入水中的固相颗粒平均粒径、颗粒含量、储层渗透率、日注 水量、注入速度、总注入量、储层厚度、注水层段的环形面积等数据，采 用前面阐述的计算公式可分别计算出h 、y 、注入水中固相颗粒侵入储层深 度d 、固相颗粒导致的储层损害程度s 、几口井因颗粒堵塞而产生的表皮系 数值如表2 - 6 所示。 表2 - 2 注入水水质表 l各离子含量( m 譬l 1 ) 总矿化 i n a + + k +m 矿c a 2 +c rh c 0 3 。f c 0 3 2 s 瓴。 度 水型 p h t g bd f q ， ( n a g l 、 值( 个m l - )( “m )( m g l 1 ) i 1 4 93 44 42 1 91 7 2 i 1 1 97 3 7n a 2 s 0 48 11 0 22 5 so 7 ( 2 ) 水化膨胀引起的损害程度诊断 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章储集层损害程度数学模型诊断技术研究 表2 - 3 孤东各区各岩样在不同水源下的渗透率值 水源的表皮系数 区块井号水源 矿化度( p p m )s ( 无因次) 注入水 7 9 0 31 4 6 2 八区8 - 2 l ，1 0 0 7 清水 7 3 71 9 3 3 注入水 7 9 0 31 0 2 5 七西试7 清水 7 ：3 71 8 8 8 注入水7 9 0 b0 4 1 3 二区 1 6 1 清水 7 3 7i 4 9 2 注入水 7 9 0 ，0 9 7 8 七西试7 清水 7 3 71 4 0 9 注入水 7 9 0 3 1 7 0 9 七西试7 清水 7 3 72 2 5 1 注入水 7 9 0 32 0 9 1 七西l 娜 清水7 3 76 5 9 9 注入水 7 9 0 3o 6 0 7 七区3 4 清水 7 3 71 8 6 4 图2 - 3 孤东各区在不同注入水下导致的平均表皮系数 由粘土矿物水化膨胀而引起的储集层损害问题可用油气层损害的经验 诊断和盐敏性评价实验数据得出结论。 进行各区块油气层中岩石水化膨胀导致的油气层损害程度诊断，首先 对各岩样的盐敏性曲线进行回归处理得到各曲线的二次回归方程，然后利 用回归方程分别计算了各岩样以注入水和清水为流动介质时的岩样渗透 率，最后利用j o n e s 公式计算出各条件下的表皮系数s ，计算结果如表2 3 中国石油大学( 华东) 硕士论文第2 章储集层损害程度数学模型诊断技术研究 所示。 表2 4 孤东各区各岩样在不同水源下的平均表皮系数值 平均表皮系数ss 区块水源 ( 无因次) ( 无因次) 注入水o 4 1 3 二区 清水 1 4 9 2 注入水1 2 8 2 1 5 6 4 七西 清水 2 8 0 2 注入水 1 4 6 2 八区 清水 1 9 3 3 从表2 4 或图2 3 可知，注入水导致的油气层损害程度小于清水。同时， 对这几个注水区来说，注