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第一章 绪论11.1 储层伤害研究的背景和意义11.2 主要方法11.3 国内外现状1第二章32.1 薛岔区块地质概况32.2岩矿特征32.3储层特征42.4流体性质52.4.1地层原油性质52.4.2地面原油性质52.4.3地层水性质62.4.4原油伴生气性质62.5潜在地质伤害因素7第三章 储层敏感性研究73.1 油层敏感性伤害机理研究73.1.1 速敏研究73.1.2 应力敏感研究83.1.3 水敏研究113.1.4酸敏研究12 第一章 绪论1.1 储层伤害研究的背景和意义 长4+5储层在鄂尔多斯盆地中占了极其重要的地位，长4+5储层储集砂体成分主要以长石砂岩为主，储集砂体为分流河道沉积，该砂岩是典型的低孔低渗储集岩，其成岩作用类型非常复杂，再埋藏成岩过程中各种成岩作用对砂岩的原生空隙的保存和次生空隙的发育都产生了一定的影响，次生空隙在长4+5储层砂岩中发育广泛，成为砂岩最主要的储集空间之一，成岩作用直接影响了储层砂岩的空渗条件。 防止储层伤害或储层保护问题一直是油气勘探、开发、生产工程技术人员极其关注的重大技术问题。储层伤害的发生在对地下油气开采的全过程，包括钻井、完井、开采、修井、改造增产、提高采收率等各个阶段。因此为了有效地开采地下油气，我们对长4+5储层进行储层伤害机理的研究。通过研究疏松砂岩储层建井和生产期间各工作环节以及生产过程对井眼附近储层伤害评价及增产工艺技术方案。 研究成果对减轻长4+5储层伤害，提高油气井产能，实现高效的油气田有重要作用。 研究成果的推广对鄂尔多斯盆地其他区块油气田的开发也很有帮助。1.2 主要方法 主要内容可以分为以下几个部分 第一部分：对长4+5储层的岩石成分、成因储层特征、流体性质等做出全面的分析，希望对储层伤害的研究有帮助。 第二部分：储层伤害的内在因素,包括水敏、速敏、应力敏感性、酸敏以及水锁效应等方面。 第三部分：储层外在伤害因素的分析。包括1：钻完井工作可能引起的储层伤害。2：开采过程可能引起的伤害。3：修井过程引起的伤害。1.3 国内外现状储层伤害及改造研究在国外丌展较早，四五十年代就丌始了油层损害的实验研究，主要是岩心流动实验为主。在70年代以来，世界各国主要产油国和大石油公司投入大量资会对保护储层开展了广泛深入的研究。美国石油工程学会(SPE)从1974年就丌始，每两年召开一次学术会议12”，专门讨论与交流有关这方面的技术问题，并展示了国外在地层损害防治方面的最新研究成果。在我国于1987年建立了中国石油天然气总公司油井完井技术中心，在国内外丌展全面的保护储层技术合作。1993年有张绍槐、罗平亚编著保护储层技术、李克向主编的保护油气层完井技术，1996年有万仁溥编著的现代完井工程系统的论述了储层伤害机理及其保护储层技术储层损害严重影响油气井的产量。 目前，国内外保护储层的技术措施包括：应用粘土稳定剂（储层稳定剂）、暂堵技术、解堵技术、防垢和溶垢技术、缓冲溶液防止碱敏等。现阶段储层保护已经受到了国内外各方面的重视，其内容涉及到储层损害机理研究、模拟装置研制、评价方法和标准制订及保护技术研究等方面。开始针对不同储层通过岩石学、工程学、化学及物理学等方面的知识对储层的损害机理进行定性和定量的研究并且通过建立数学模型来研究储层损害问题，但是大部分的技术是针对油层而不是气层，气层损害的研究远远不够。目前，我国已经成为了世界油气田保护技术研究与应用的一支重要力量，持续投入的人力，经费及推广应用规模均位居世界前列。对中低渗透油气层保护技术、水平井钻井完井油气层保护技术、注水开发生产保护油层技术、探井保护油气层技术、裂缝性致密砂岩和碳酸盐岩气层保护技术进行了连续的攻关，保护油气层技术实现了跨越式发展。保护油气层理论与技术仍是石油与天然气工程学科的前沿和研究热点。第二章 油田概况2.1 薛岔区块地质概况薛岔区块位于我国第二大含油气盆地鄂尔多斯盆地西南部，经过多年、特别是近几年的重点勘探开发，勘探工作取得了具有战略意义的成果，钻探发现了许多新的出油井点，尤其是长4+5油藏显示出良好的开发前景。薛岔区块在区域构造位于陕北斜坡中段，构造平缓，在西倾单斜背景上由差异压实作用形成的一系列由东向西倾没的低幅鼻状隆起，鼻状隆起轴线近于东西向，宽度近3 km5km，东西向构造与南北向砂体相配合，有利于油气的聚集。薛岔区块马家山堡子湾油田目的层为长4+5、长6层，其中长611、4+52为主力油层。长4+5油藏埋深2299m2376m，长6油藏埋深2429m。沉积相以水下分流河道河口砂坝为主。从总体上看，该区长4+5、长6砂体展布方向为北东南西向。各期砂体厚度及分布范围均有所不同。油层平均厚度10 m12.0 m。储层物性受砂体形态控制，长4+5平均孔隙度为10.84%（马家山）11.42%（堡子湾），渗透率为0.5810-3m2（马家山）0.6910-3m2（堡子湾）；长6平均孔隙度为11.78%，渗透率为0.6810-3m2（马家山）。2.2岩矿特征 延长组长2、长4+5、长6储层为粉细细粒长石砂岩，从长2、长4+5到长6，石英含量逐渐降低（分别为34.28%、27.19%、25.91%），而长石含量逐渐增加（分别为38.25%、41.88%、48.95%）。薛岔区块陆源碎屑物质主要由石英、长石、岩屑和云母组成，由于沉积、成岩等条件的改变，延长组与延安组碎屑含量差异明显。岩屑成分主要以变质岩为主，其次为火成岩屑及沉积岩屑，反映出本区母岩是由早期的变质岩组成。延长组岩屑含量略高于延安组，延9、延10、长2、长4+5、长6含量依次为10.0%、7.8%、11.85%、11.73、9.86%。云母含量延长组明显高于延安组，延9、延10、长2、长4+5、长6云母含量分别为0.69%、1.0%、4.02%、4.12%、4.23%，详见表4-1。表2-1薛岔区块陆源碎屑成分含量表层 位陆 源 碎 屑 含 量（%）石 英长 石岩 屑云 母总 量长4+524.8145.33104.1390.32长4+526.7352.217.84.4491.8长4+530.2543.2511.854.0388.41长4+520.1549.8811.734.1284.92长4+524.2154.087.924.4389.3平均25.9148.959.864.2388.95储层填隙物主要由高岭石、硅质、绿泥石、水云母及铁方解石、铁白云石组成（表2-1）。延安组储层填隙物主要为高岭石、硅质、水云母，填隙物总量较低（总含量小于10%），因此储层物性较好。与延安组显着不同的是，延长组长2、长4+5、长6储层填隙物中出现绿泥石，高岭石的含量高于延安组，水云母含量较延安组低，另外方解石、铁方解石、的含量也高于延安组。延长组储层填隙物总量（大于10%）高于延安组，且填隙物中铁质等含量普遍较高，因此储层物性较差。表2-2薛岔区块填隙物含量统计表层 位填隙物成分及含量(%)绿泥石水云母硅质高岭石方解石铁方解石铁白云石其它总量长4+51.320.581.224.253.204.150.070.0614.85长4+51.450.771.364.443.254.100.100.0715.54长4+51.310.531.454.353.114.080.110.0214.96长4+51.260.681.404.293.094.200.070.0214.99长4+51.560.541.474.223.104.070.050.0315.04平均1.380.621.384.313.154.120.080.0415.082.3储层特征本区岩性为粉细细粒岩屑质长石砂岩，砂岩粒级以细砂为主，细砂平均含量占90%以上。储层孔隙为小孔微细喉型。长6层为弱亲水岩层，敏感性试验分析结果表明薛岔区块马家山堡子湾油田长4+5油层为弱水敏、弱盐敏、弱无酸敏、弱无速敏、弱碱敏。长4+5油层无水期驱油效率26.64%、最终期驱油效率41.07%；长6油层无水期驱油效率23.54%、最终期驱油效率40.63%。2.4流体性质2.4.1地层原油性质现有薛岔区块长4+5油层，地层原油性质分析表明，原油性质好，与同类油藏白于山长4+5相比，粘度、比重明显偏低，与铁边城长4+5地层原油性质相近。地层原油粘度1.15mPas密度0.73g/ml。气体含量明显增多，气油比98.6 m3/t，溶解系数7.87，饱和压力10.61MPa（详见表2-3）。表2-3薛岔区块长4+5油层与同类油田地层原油性质对比表井 号地层压力（MPa）油层温度（）饱和压力（MPa）压缩系数（10-4/MPa）地层原油粘度（mPa.s）气油比（m3/t）体积系数收缩率（）地层原油密度（g/cm3）溶解系数（m3/m3/MPa）天然气相对密度姬塬16.673.310.61131.1598.61.29522.80.7337.871.0126元4814.456810.3911.171.5587.471.2821.130.7437.2171.0261白于山10.7153.85.979.34.347.81.3313.40.86.951.1442.4.2地面原油性质薛岔区块长4+5油层，地面原油粘度10.7 mPas，比重0.866，凝固点23.0（表2-4）。表2-4薛岔区块长4+5油层地面原油性质地面原油分析井号层位密度凝固点粘度含 水（）馏 程（%）(g/cm3)(mPa.s)总含水自由水乳化水初馏点 205250300耿115长4+50.87542412.67痕迹0痕迹8912.521340.8683239.99痕迹0痕迹78172537耿116 0.88122918.8310341529耿117 0.8529226.220.30.35522.529.541.5耿600.8481195.41303541623350.87271811.254.504.578142033平均0.866 23 10.7 2.60 0.0 2.60 76.2 14.3 22.3 34.9 2.4.3地层水性质薛岔区块长4+5地层水矿化度68.03g/l，水型为CaCI2型，PH值6.0；长6地层水矿化度61.56g/l，水型为CaCI2型，PH值7.0（表3-5）。表2-5薛岔区块长4+5、长6油层水分析数据井号层位阳离子（mg/l）阴离子（mg/l）PH总矿化度（g/l）水型Na+K+Ca+Mg+Cl-SO42-CO32-HCO3-耿115长4+52184455887754547338301004.574.16CaCl2225666322291463054590287676.23CaCl2耿116145862586116268992300562644.98CaCl2耿118251646060893515116220237684.49CaCl2沙1061842632384303527314.801695.257.55CaCl2耿572204141847004246610370319670.75CaCl2平均20771 4663 534 41321 458 0 279 6 68.03 耿115长6121952682349236779180350640.17CaCl2耿5723863346311384443120750450675.42CaCl2耿13119125331988343281383169169858.51CaCl2耿4422289351213394336310780537772.12CaCl2平均19368 3244 729 36450 1364 42 377 7 61.56 2.4.4原油伴生气性质该区无伴生气组分分析资料，借用同类型铁边城油田长4+5油藏原油伴生气组分分析，视临界压力45.66KPa，视临界温度262.23；原油拌生气C1（体积含量53.358%，下同）、C2（16.625%）、C3（18.86%）、He（0.011%）、H2 （0.11%）、N2（0.394%）、含空气4.576%，拌生气含烃99.378%、相对密度0.996。无H2S和CO气体。2.5潜在地质伤害因素通过前述资料分析，长45储层在钻井过程中存在外界水的进入，易引起膨胀和分散，运移，使渗透率下降；钻井液滤液中与地层水中的不兼容成分作用，可能生成沉淀，使渗透率下降；由于喉道细，钻井完井液滤液中的高聚物进入孔道，并吸附于细小孔道的表面，也会造成渗透率的大幅度下降。同时，由于油层弱亲油，也易引起水锁伤害。第3章 储层岩石敏感性研究 储层岩石中存在着某些敏感性矿物，油气田开发过程中引起某些地下条件变化时，可能导致地层渗透率降低，造成储层伤害。为了防止这种现象的发生，必须掌握好这些敏感性规律，在油气田正是投入开发前，对储层岩心进行各种敏感性评价试验，以确定储层与外来流体接触式，对储层可能造成的伤害程度。在作业过程中，通过采取必要的措施，防止储层伤害。3.1 油层敏感性伤害机理研究根据长45的储层特征，并依据SY/T5358-2002储层敏感性评价方法标准，用岩心流动仪等设备仪器，对长45岩心进行了速敏、水敏、酸敏、应力敏感等评价试验，并取得了初步的认识与结论。3.1.1 速敏研究 在地层中，总是不同程度的存在着非常细小的微粒，这些微粒有时未被岩石中的天然胶结物牢固胶结在固定的位置，有时甚至是以松散的颗粒形式处于孔壁或基岩颗粒的内表面上，它们可随着流体在孔隙中运移并在孔隙喉道处堆集，使地层渗透率降低。速敏性研究的目的在于了解储层渗透率的变化与储层中流体流动速度的关系, 如储层有速敏性,则测定开始发生速敏时的流速即临界流速v。并评定速敏性程度。当外来流体(如注入水)流速过高, 超过储层的临界流速时, 非胶结或胶结不良的地层微粒便开始运移，堵塞储层的孔喉通道。 地层微粒通常指地层中包括粘土和其它矿物在内的所有碎屑微粒。地层徽粒的运动主要受润湿性和孔隙系统中流动相的影响水湿储层在开采初期, 水与基质及地层微粒接触, 油从孔隙的空间通过. 这时注水速度的控制非常重要。采油井中水饱和度较低时, 水相几乎不流动, 采油作业通常不会引起速敏性。当外来流体的侵入使地层微粒变为油湿或部分油湿时, 或者当油层水饱和度较高时, 地层徽粒可能随油流一起流动, 此时采油速度过快也可能引发速敏性, 导致油层堵塞或出砂。 外来流体侵入储层使地层流体的离子浓度发生变化, 引起储层中粘土矿物水化、膨胀、分散,粘土矿物徽粒及由粘土矿物胶结的碎屑微粒被释放出来, 于是产生了速敏性。由此可见, 速教性贯穿于储层勘探开发的整个过程, 速敏性研究是油层保护中的一项重要工作。储层岩心的准敏性评价结果既可以为室内其它流动实验限定合理的流动速度, 也可以为油藏的注水开发提供合理的注人流量。 速敏矿物包括高岭石、微晶适应、微晶白云母、微晶长石等。其中长4+5储层中高岭石含量为最多为4.31%，如图3-1所示，高岭石属于1:1层型八面体的层状硅酸盐，为三斜晶系。单元晶层有一片四面体晶体和一片八面体晶体结合而成。单元晶层上、下两面的组成不同。上面全由氢氧根离子组成，下面全由氧离子组成，层间电荷为零，所以层间无阳离子。氢氧根离子和氧离子直接重叠，相邻两层间出有范德华引力外，还偶遇一定比例OH-1形成的氢键力将相邻两晶层紧密的结合起来，使水不易进入晶层之间。即使有表面水化能撑开晶层，也不足以克服其晶层间大的内聚力，但高岭石抗机械力的能力不强，因为晶层之间虽有一定比例的氢键力，但主要还是范德华的分子力，因而晶层之间联系弱，硬度低，具有解理，在流体的流动冲击作用下，便会导致解理裂开，分散成鳞片状的微粒，分分散运移的结果将会损害储层渗透率。 如图3-1 大量的实验证明，微粒运移程度随岩石中流体流动速度的增加而增加。但不同岩石中的微粒，对速度增加的反应不同。有的反应甚微，我们称此岩石对速度不敏感。反之，有的岩石，当流体流速增大时，表现出渗透率明显下降。表31耿227号井5-83/101速敏表井号岩心号长度(cm)直径(cm)空气渗透（10-3m2）孔隙度(%)耿2275-83/1016.4002.4920.53313.80内压（M Pa）围压（M Pa）渗流速度（m/d）渗透率Kw（10-3m2）5.07.08.030.18386.08.09.280.17707.09.010.700.17508.010.012.130.17369.011.013.560.172510.012.014.270.1634表32耿227号井5-83/101速敏表井号岩心号长度(cm)直径(cm)空气渗透率（10-3m2）孔隙度(%)耿2393-19/1015.4222.4920.43717.37内压（M Pa）围压（M Pa）渗流速度（m/d）渗透率Kw（103m2）5.07.02.920.06866.08.03.740.07347.09.04.250.07158.010.04.670.06889.011.05.100.066710.012.05.530.0651通过达西公式 式中渗透率流体粘度压差横截面积流量渗径长度算出渗透率大小。采用速敏指数Dk1来表征速敏程度： 式中：Kw1临界流速前岩样渗透率的算术平均值 Kmin临界流速后岩样渗透率的最小值 渗透率损害率（%） 损害程度 DK15 无 5DK130 弱 30DK150 中等偏弱 5070 强 通过上面给出的速敏性研究试验数据可以得出随着流量和渗流速度的增大，岩心的渗透率没有太大的变化，虽然一直下降，但下降的幅度不大。在薛岔区块长45油层的最大渗透率下降程度为5.27%，所以速敏程度为弱无的程度。3.1.2 应力敏感性研究 长4+5储层为低渗透砂岩，低渗砂岩气层的重要特点之一就是应力敏感性，在油气藏开采过程中, 随着储层内流体的产出,储层孔隙压力降低, 储层岩石原有的受力平衡状态会发生改变。根据岩石力学理论, 从一个应力状态到另一个应力状态必然要引起岩石的压缩或拉伸,即岩石发生弹性或塑性变形, 这必然引起岩石孔隙结构和孔隙体积的变化, 如孔隙体积的缩小、孔隙喉道和裂缝的闭合等, 这种变化将改变岩石的渗透率,进而影响流体的渗流, 从而影响油气井产能和油田开发效果。岩石渗透率随地层压力变化而变化的现象, 称为渗透率的应力敏感性。在宏观上表现为地层参数的变化，如孔隙度和渗透率的降低，越是低渗气藏，这种影响就越明显。应力对低渗砂岩气层产生的这种影响称低渗砂岩气层的应力敏感效应；低渗砂岩气层所具有的这种性质称应力敏感性。表34耿239井3-38/101号岩心应力敏感试验数据井号岩心号孔隙体积(cm3）孔隙度(%)空气渗透率（10-3m2）耿2393-38/1014.50813.760.567内压（M Pa）围压（M Pa）渗透率（10-3m2）7.09.00.07807.010.00.07097.011.00.07097.012.00.06747.013.00.06747.014.00.06387.015.00.06387.016.00.06387.017.00.06037.018.00.05677.019.00.05677.020.00.05327.019.00.05677.018.00.05677.017.00.05677.016.00.05677.015.00.05677.014.00.05677.013.00.06037.012.00.06037.011.00.06037.010.00.06387.09.00.0674通过达西公式 算出渗透率大小。耿239井，3-38/101号岩心，最高围压为20MPa，图1应力敏感曲线为围压从9MPa升至20MPa后，又逐渐降低至9MPa的过程。渗透率降低率为31.79%，属于中等偏低程度。表35耿239井3-58/101号岩心应力敏感试验数据井号岩心号孔隙体积(cm3）孔隙度(%)空气渗透率（10-3m2）耿2393-58/1014.1212.800.284长度(cm)6.646直径(cm)2.484内压（M Pa）围压（M Pa）渗透率（103m2）9.511. 50.04779.512. 50.04779.513. 50.04719.514. 50.04349.515. 50.04249.516. 50.04249.517. 50.04249.518. 50.04139.519. 50.03819.518.50.03979.517. 50.04189.516. 50.04249.515. 50.04249.514. 50.04249.513. 50.04139.512. 50.04509.511. 50.0477通过达西公式 算出渗透率大小。耿239井，3-58/101号岩心，最高围压为19.5MPa，图2应力敏感曲线为围压从11.5MPa升至19.5MPa后，又逐渐降低至11.5MPa的过程。渗透率降低率为20.13%，属于低程度。表36耿字号井长45油层应力敏感试验分析井号岩心号层位Ka10-3m2围压MPaKg10-3m2降低率%耿239井3-38/101长450.567200.053231.79耿239井3-58/101长450.284200.038120.13 渗透率损害率（%） 损害程度 DK15 无 5DK130 弱 30DK150 中等偏弱 5070 强 由以上给出的应力敏感试验数据可以看出：岩心的渗透率随着围压的升高，在逐渐降低，降低的范围在20.13%31.79%，平均降低率为25.96%。在围压降回初始值时，渗透率也未能恢复到原始值，降低范围在13.63%0%。损害程度为弱。3.1.3 水敏性研究在地层被钻开之前，粘土矿物与地层水达到膨胀平衡，当盐水的化学成分改变或矿化度浓度改变时都可能破坏这种平衡而引起粘土膨胀。储层水敏程度一般取决于储层内粘土矿物的类型及含量以及外来流体的矿化度。水敏性矿物有绿泥石、蒙皂石、伊利石、水化白云母、降解伊利石、降解绿泥石等。其中长4+5储层中绿泥石含量高为2.95%。绿泥石属于一族层状结构硅酸盐矿物。通常所称的绿泥石，指主要为Mg和Fe的矿物种，即斜绿泥石、鲕绿泥石等。它是一些变质岩的造岩矿物。火成岩中的镁铁矿物如黑云母、角闪石、辉石等在低温热水作用下易形成绿泥石。其颜色随含铁量的多少呈深浅不同的绿色。玻璃光泽至无光泽，解理面可呈珍珠光泽。主要是中、低温热液作用，浅变质作用和沉积作用的产物。化学组成可表示为Y3【Z4O10】（OH）2Y3（OH）6，晶体属单斜、三斜或正交（斜方）晶系的一族层状结构硅酸盐矿物的总称 .化学式中Y主要代表Mg、Fe2+、Al和Fe3+，在某些矿物种（如镍绿泥石、锰绿泥石、锂硼绿泥石等）中还可以是Cr、Ni、Mn、V、Cu或Li；Z主要是Si和Al，偶尔可以是Fe3+或B3+。但通常所称的绿泥石，往往只指其中主要为Mg和Fe的矿物种，即斜绿泥石、鲕绿泥石等。绿泥石常以柳叶状吸附在颗粒表面，或以绒球状集合充填于空隙中。在空隙中也呈架桥式生长。储层中的绿泥石于水膨胀，从而引起储层渗透率的明显降低。 绿泥石的晶层构造示意图水敏性评价的定义是指当与地层不配伍的外来流体进入地层后引起粘土膨胀、分散、运移，从而导致渗透率不同程度的降低的现象。水敏性评价实验的目的是了解这一膨胀、分散。运移的过程，及最终使储层渗透率下降的程度。表37耿239井3-52/101号岩心水敏实验井号岩心号孔隙体积(cm3）孔隙度(%)空气渗透率（10-3m2）耿2393-52/1014.6613.170.369长度(cm)7.296直径(cm)2.486Kw（10-3m2）0.0607Iw(%)Kw（10-3m2）0.030949.09表38耿239井3-54/101号岩心水敏实验井号岩心号孔隙体积(cm3）孔隙度(%)空气渗透率（10-3m2）耿2393-54/1014.4913.390.349长度(cm)6.874直径(cm)2.492Kw（10-3m2）0.0703Iw(%)Kw（10-3m2）0.035849.07表39耿字号井长45油层水敏试验分析井号/岩心号气体渗透率10-3m2孔隙度%Kw10-3m2Kw10-3m2伤害率%平均伤害率%备注耿2393-52/1010.36913.170.06070.030949.09%49.08%属于中等伤害耿2393-54/1010.34913.390.07030.035849.07% 渗透率损害率（%） 损害程度 DK15 无 5DK130 弱 30DK150 中等偏弱 5070 强 由以上给出的数据结果可以看出：薛岔区块长45油层水敏程度，平均为49.08%，属于中等伤害。水 3.1.4酸敏研究如果在钻完井过程中，井眼附近的地层受到了堵塞损害，或者地层渗透率较低，影响储层产量，就需要进行酸化处理以改善地层的孔隙结构和连通状况，以达到增产的目的。一方面，酸液对地层的孔有一定的溶蚀扩大作用，它使地层渗透率增加。另一方面，酸液若与地层中某些矿物发生反应产生沉淀将会造成地层的堵塞。 对于砂岩酸化，HF与地层反应产生不溶性物质有：指氟硅酸钠（Na2SiF6）、氟硅酸钾（K2SiF6）、氟铝酸钠（Na2SiF6）、氟铝酸钾（K3AIF6）、氟化钙(CaF2)等。HCl则主要与地层中的含铁矿物反应生成Fe(OH)3、Al(OH)3沉淀。这些化合物大多数是胶体，它们占据了大量储层孔隙空间，并牢牢地粘附在岩石表面上，造成地层的堵塞损害。酸敏矿物包括HCI敏感矿物和HF敏感矿物，HCI敏感矿物有铁方解石、铁白云石、赤铁矿、黄铁矿、镁铁矿、海绿石、水化黑云母等；HF敏感矿物有方解石、白云石、钙长石、沸石类、各类粘土矿物；其中长4+5储层中铁方解石和方解石含量最多，分别为4.12%和3.15%。 方解石是一种碳酸钙矿物，天然碳酸钙中最常见的就是它。因此，方解石是一种分布很广的矿物。方解石的晶体形状多种多样，它们的集合体可以是一簇簇的晶体，也可以是粒状、块状、纤维状、钟乳状、土状等等。敲击方解石可以得到很多方形碎块，故名方解。方解石是最重要的碳酸钙矿物。化学成分为CaCO3，晶体属三方晶系的碳酸盐矿物。常有少量的镁、铁、锰及微量的锌、锶等的混入。三方晶系，可有多种不同晶形，常见的为复三方偏三角面体、尖锥菱面体，也见有板状、片状、柱状等。集合体多为块状、粒状，也常见隐晶、微晶致密块状或鲕状。一般无色，或乳白、浅黄色，也有少数因混入着色元素， 方解石的晶体结构可由NaCl结构导出。设想使NaCl的晶体结构沿一个三次轴方向压扁，把碳酸根离子和Ca离子分别置于变形NaCl结构的Cl离子和Na离子的位置上，并使平面三角状的碳酸根离子均垂直三次轴排列，即成为方解石的晶体结构。 方解石与HF酸反应生成沉淀氟化钙(CaF2)沉淀方程式为： CaCO3+2HFCaF2+CO2+H2O铁方解石中铁含量较多与HCl反应生成Fe(OH)3沉淀 所谓酸敏性，使指酸化液进入地层后与地层中的酸敏矿物发生反应、产生沉淀或释放出微粒，出现地层渗透率下降的现象。酸敏性评价实验的目的在于了解准备用于酸化的酸液是否会对地层产生伤害及伤害的程度，以便优选酸液配方，寻求更为有效的酸化处理方法。表410耿字号井长45油层酸敏试分析井号岩心号空气渗透率10-3m2孔隙度%渗透率Kw10-3m2渗透率Kw10-3m2酸敏指数Ia（%）平均指数耿2275-83/1010.53313.800.17500.130725.3122.61%酸敏指数由以下公式计算式中Ia酸敏指数Kw酸处理前岩石渗透率K酸处理后岩石渗透率 酸敏感性评价指标酸敏指数（）酸敏性程度0弱酸敏015中等偏弱酸敏1530中等偏强酸敏3050强酸敏50极强酸敏据结果可以看出：薛岔区块长45油层酸敏程度在19.91%25.31%，平均指数在22.61%，属于中等偏强酸敏。3.1.5 明显的水锁效应 水锁效应是由于储层的毛细管力引起的。由于气层中多孔介质的直径很小，而毛细管压力的大小与多孔介质的直径成反比，所以使得气层毛细管力很大。钻井中一打开储层，就有一系列的施工工作液接触储层，外来的水相流体侵入到水润湿储层孔道后，大的毛细管力会使得流体在井壁周围孔道中形成水相堵塞。要想让油气流向井筒，就必须克服这一附加的毛管压力，若储层能量不足以克服这一附加压力，就不能把水彻底驱开，最终会影响储层的采收率，这就足水锁损害的结果。水锁损害的大小也与储层原始水饱和度有很大关系，原始水饱和度越小（如干气层），水锁效应越强，储层损害就越严重。另外，水锁效应还与液相侵入深度、侵入液相表界面张力有关。第4章 钻井工艺对储层的损害 钻井过程中对油气层的伤害不经影响油气田的发现和油气井的初期产量，还会对随后各项作业伤害油层的程度以及作业效果带来影响。钻井对油层的伤害有两个主要来源（1）滤失到地层的钻井液与油层岩石矿物的反应.（2） 钻井中固体微粒的入侵. 4.1 钻井液对储层的损害 钻井时用来清洗井底并把岩屑携带到地面、维持钻井操作正常进行的流体称为钻井液或洗井液。钻井液按组成成分可分为清水、泥浆、无粘土相冲洗剂、乳状液、泡沫和压缩空气等。清水是最早使用的钻井液、无需处理、使用方便，适用于完整岩层和水源充足的地区，泥浆是广泛使用的钻井液，主要适用于松散、裂缝发育、坍塌掉块、遇水膨胀剥落等空隙不稳定岩层。 钻井液的作用（1）清洁井底，携带岩屑。保持井底清洁，避免钻头重复切削，减少磨损，提高效率（2）冷却和润滑钻头及钻杆，降低钻头温度，减少钻具磨损，提高钻具的使用寿命 （3）平衡井壁岩石侧压力，在井壁形成滤饼，封闭和稳定井壁，防止地层流体对钻井液的污染（4）平衡（控制）地层压力，防止井喷，井漏，防止地层流体对钻井液的污染（5）悬浮岩屑和加重剂。降低岩屑下沉速度，避免沉沙卡钻 (6）在地面能沉除沙子和岩屑（7） 有效传递水力功率。传递井下动力钻具所需动力和钻头水力功率（8） 承受钻杆和套管的部分重力。钻井液对套管和钻具的浮力，可减少起下钻时起升系统的载荷（9） 提供所钻地层的大量资料。利用钻井液可进行电发测井，岩屑录井等获取井下资料（10） 水力破碎岩石。钻井液通过喷嘴所形成的高速射流能够直接破碎或辅助破碎岩石 虽然钻井液对地层和钻井是有很多帮助但我们不得不承认钻井液对地层仍然造成了很多不可逆的伤害。 当钻开油层时，在正压差，毛细管力的作用下，钻井液的固相进入油气层造成空喉堵塞，其液相进入油气层且与其发生作用，破坏油气层原有的平衡，从而诱发油气层潜在伤害因素，造成渗透率下降，在侵入过程中，侵入物主要分滤液和固相颗粒两部分。钻井液中存在多种固相颗粒，如膨润土、加重剂、堵漏剂、暂堵剂及岩屑等。钻井液中小于油气层孔喉直径和裂缝宽度的固相颗粒，在钻井液有效液柱压力与地层空隙压力形成的钻差作用下，进入油气层孔喉和裂缝中形成堵塞，造成油气层伤害。伤害的严重程度随钻井液中固相含量的增加而加剧，特别是较为分散的膨润土的含量影响最大；固相颗粒侵入油气层的深度随压差增加而加深；钻井液中除保持必需的膨润土、加重剂、暂堵剂等外，应尽可能降低钻井液中无用固相的含量。依据所钻油气层的孔喉直径，选择匹配的固相颗粒尺寸大小、级配和数量，用以控制固相侵入油气层的数量与深度。4.2 水泥浆滤液和固相颗粒造成的伤害 注井水泥：“波特兰”水泥是研磨的很细的含钙的无机化合物的混合物，在水中能水化和硬化，是目前最常用的水硬性胶凝材料。1903年第一次在油井中使用水泥，以封堵水层。1910年第一次用水泥封堵井眼与套管的环形空间。20世纪30年代末才开始使用水泥外加剂。注水泥主要作用：隔绝流体在层间流动，支撑套管，防止管壁腐蚀，封隔漏失或低压层等。注水泥过程：配制水泥浆，把它沿套管向下泵送并上返至套管外环形空间，在环形空间凝结（24-72h）过程。 凝结的水泥应具有较低的渗透率和一定的抗压强度，测井合格后，完井射孔活继续钻进。 虽然注水泥浆对地层和采油都有很大的帮助但是水泥浆的侏儒过程中水泥浆对油层存在伤害。伤害来自两个方面：一方面是水泥浆滤液侵入地层，另一方面是水泥浆固体颗粒侵入地层。 在正常情况下，由于井壁泥饼对地层的保护作用及水泥中固相颗粒直径较大（30-35m），所以水泥中固相颗粒侵入地层不是伤害的重要因素。但是水泥浆一般虑失量较大，注水泥的压差很大，其滤液能透过泥饼，进入储层一定深度。进入储层的滤液可以由以下几方面原因造成伤害：（1） 滤液与地层矿物不匹配，造成粘土膨胀分散；（2） 水泥的水化作用使氢氧化物过饱和而重新结晶，沉淀在空隙中；（3） 滤液中的氢氧化物与地层中硅起反应，生成硅质熟石灰，成为粘结性化合物；（4） 滤液与富含钙的地层水相接触，易产生碳酸钙或硅酸钙水合物的沉淀；（5） 水泥浆滤液有相对高的pH值，它进一步促进地层中的粘土矿物发生水化膨胀。 需要指出的是，固井过程中水泥浆对储层的伤害一般小于钻井液对储层的伤害。这一方面是由于在水泥浆进入地层之间，钻井液滤液已进入了一部分，从而使水泥浆滤液不像钻井液那么容易侵入；另一方面是由于水泥浆凝固前在井下的时间短，因此与储层的接触时间也是有限的。4.3其他钻井工序与储层伤害（1） 钻井液流变性能与储层伤害 钻井液性能好坏与油气层伤害程度紧密相关。钻井液固相和液相进入油气层的深度及伤害程度均随钻井液静滤失量、动滤失量、HTHP虑失量的增大和泥饼质量变差而增加。钻井过程中起下钻、开泵所产生的激动压力随钻井液塑性粘度和动切力的增大而增加。此外，井壁坍塌压力随钻井液抑制能力的减弱而增加，维持井壁稳定所需要的钻井液密度就要随之增高，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，致使储层伤害加重。（2） 钻井液侵泡时间与储层伤害 当油气层被钻开时，钻井液固相或滤液在压差作用下进入油层，其进入数量和深度对油层伤害程度均随钻井液浸泡时间的增加而增加，浸泡时间对油田伤害程度的影响不容忽视（3） 钻井液液柱压差与储层伤害 钻井液液注与地层空隙压力之间的压差是钻井液虑失量增大的一个重要因素，也是其他伤害因素的动力，因而钻井液进入油层的深度和伤害油层的严重程度均随正压差的增加而增大。此外，当钻井液有效液注压力查过地层破裂压力或钻井液在油层裂缝中的流动阻力时，钻井液就有可能漏失至油层深部，加剧对油层的伤害。（4） 循环时的剪切速率对储层伤害 循环时的剪切速率对储层伤害也会有影响。若钻井液在换空中的剪切速率过大，会冲蚀井壁，破坏泥饼，从而使其滤液及固相颗粒易于进入储层。此外，剪切速率过大，还会造成井眼扩大，影响固井质量。薛岔盆地地层可钻性强，机械钻速高，需要大量的排量才能清洁井眼，循环时的剪切速率很高，滤液及固相颗粒易于进入储层，造成储层伤害。（5）起下钻速率与储层伤害 起下钻速率对储层伤害也会有影响。起钻的抽汲效应会降低钻井液液注压力，破坏泥饼；而加快起下钻的锤击效应则使钻井液液注压力增大，从而增大压差，促使钻井液侵入储层的量增加，从而加重对储层的伤害。因此，它是储层伤害的间接因素。（6）剂水泥过程中造成的伤害 采用高压剂水泥被认为是水泥侵入地层的重要原因之一。若使用的压力过高，特别容易对非胶结的高渗透性砂岩早成严重的伤害。（7）固井质量与储层伤害 如果固井质量不好，则后续工作液会沿水泥环渗入地层，造成十分严重的地层伤害。因此，固井质量的好坏，是影响储层损害程度的一个很重要的因素。为保护油层，应尽量可能使用低密度水泥浆，降低水泥浆以及隔离液、清洗液的虑失量，以保证固井质量。 通过以上分析研究，钻井液的塑性粘度和动塑比高，这两方面的性能还需要调整；油层段浸泡时间越长，钻井液中的滤液、固相颗粒等进入储层的量就越多，对储层的伤害越大，表皮系数越高；利用储层渗透率、孔隙度、虑失量、工作压差和浸泡时间等资料计算钻井液的浸泡时间内的进入深度；利用工作压差、储层空隙的平均孔径和钻井液基本性能参数等资料计算钻井液中固相颗粒侵入量。第5章 开采后引起的储层伤害5.1注入水的损害机理 注水开发应是目前最为广泛且行之有效的油田开发方式，是目前我国和世界广泛采用的二次采油技术。注入水具有驱替原油和补充地层能量双重作用，油田通过注水保持压力是确保油田长期稳产，提高油田开发效果的基本措施。油田注水是保持一定地层压力水平提高原油采收率的有效措施,但注入水易于形成深部伤害,伤害易于累积, 一但形成则损害难以解除。所以要尽量使地层水与注入水匹配。注入水对储层的伤害机理主要分以下四类:(1) 注入水与储层流体不配伍产生的垢沉淀堵塞地层( 无机垢堵塞)；(2) 注入水与储层岩石不配伍引起的粘土矿物膨胀/ 分散/ 运移损害地层；(3) 注入水中悬浮物( 包括系统腐蚀产物、细菌、乳化油滴、固相颗粒等) 堵塞地层；(4) 速敏性地层内部微粒运移堵塞地层。5.1.1 无机垢堵塞 当注入水在地层中与不相容的地层水相混时,水驱前缘混合带将产生无机垢沉淀,但由于前缘混合带体积不大, 产生的垢晶粒很小且来不及堆积, 易被后来的注入