《储集层保护技术》

1、 第一节第一节. .油气层损害的油气层损害的定义及保护储集层的意义定义及保护储集层的意义 国内外大量的生产实践证明地层损害国内外大量的生产实践证明地层损害 导致以下恶果：导致以下恶果：降低产能及产量，影响试井与测井资料解释的正降低产能及产量，影响试井与测井资料解释的正确性，严重时可导致误诊、漏掉油气层甚至确性，严重时可导致误诊、漏掉油气层甚至“枪毙枪毙”油气层，这还会造成储量和产能估算不准、影响合油气层，这还会造成储量和产能估算不准、影响合理制定开发方案等。理制定开发方案等。增加试油、算化、压裂、解堵、修井等井下作业增加试油、算化、压裂、解堵、修井等井下作业的工作量因而提高油气生产成本；特别是

2、在低油价的工作量因而提高油气生产成本；特别是在低油价时，如果井下作业费用过高就从经济上导致不能进时，如果井下作业费用过高就从经济上导致不能进行井下作业甚至被迫停止油井生产。行井下作业甚至被迫停止油井生产。 影响最终采收率，即损伤油气资源。任何一个国影响最终采收率，即损伤油气资源。任何一个国家，任何一个油气田，资源（即储量）总是有限的。家，任何一个油气田，资源（即储量）总是有限的。特别是任何一个油气田随着油气藏剩余储量的减少特别是任何一个油气田随着油气藏剩余储量的减少和勘探开发成本的增加，迟早要达到或接近临界盈和勘探开发成本的增加，迟早要达到或接近临界盈利状态，地层损害往往增加井下作业从而导致经

3、济利状态，地层损害往往增加井下作业从而导致经济损失。损失。 从理论上来说，储集层的损害有可能是无限的，从理论上来说，储集层的损害有可能是无限的，而增产措施的效果只是有限的，且很难达到一口井而增产措施的效果只是有限的，且很难达到一口井原始的潜在产能。原始的潜在产能。 第二节第二节. 油气层损害的机理油气层损害的机理油气损害的外因油气损害的外因b油气损害的内外作用形式油气损害的内外作用形式一一 . 油气层潜在损害因素油气层潜在损害因素1. 敏感性矿物敏感性矿物对损害的影响对损害的影响 2 . 孔隙和喉道结构孔隙和喉道结构对损害的影响对损害的影响3 . 岩石表面性质岩石表面性质对损害的影响对损害的影

4、响4. 孔隙流体孔隙流体对损害的影响对损害的影响 二二.主要内容主要内容1. 外来液固导致的损害外来液固导致的损害分解水解吸热吸热吸热吸热放热放热uPH值升高值升高导致沥青絮凝；导致沥青絮凝；u与酸反应与酸反应形成胶状污泥；形成胶状污泥；u气体进入气体进入不容性烃类衍生物增多不容性烃类衍生物增多(O2所致所致)，沥青质沉淀，沥青质沉淀（CO2所致）所致）;u表面张力降低表面张力降低沥青质沉淀形成；沥青质沉淀形成；u温度降低温度降低温度于石蜡初凝点时，石蜡析出；温度于石蜡初凝点时，石蜡析出；u轻质组分和溶解气轻质组分和溶解气使石蜡溶解能力和初凝点降低，出现使石蜡溶解能力和初凝点降低，出现析蜡；析

5、蜡；u晶核量的增多晶核量的增多微粒形成和外来固相颗粒侵入，为蜡析出微粒形成和外来固相颗粒侵入，为蜡析出提供了结晶中心。提供了结晶中心。u当乳状液液滴尺寸大于孔喉尺寸时，形成液滴堵当乳状液液滴尺寸大于孔喉尺寸时，形成液滴堵塞和增加附近毛管阻力；塞和增加附近毛管阻力；u乳状液的粘度高，流动阻力大，导致液体堵塞。乳状液的粘度高，流动阻力大，导致液体堵塞。细菌繁细菌繁殖和损害随殖和损害随矿化度矿化度、温度温度、含油饱和度含油饱和度的降的降低而增加。低而增加。u硫酸盐还原菌硫酸盐还原菌：厌氧菌，体积小，繁殖快；通过氧化有机：厌氧菌，体积小，繁殖快；通过氧化有机物和气态氢将硫酸盐还原成二价硫获取繁殖能量。

6、物和气态氢将硫酸盐还原成二价硫获取繁殖能量。u腐生菌腐生菌：好氧菌，通过氧化有机质获取新陈代谢能量。：好氧菌，通过氧化有机质获取新陈代谢能量。u铁细菌：铁细菌：好氧菌，将好氧菌，将Fe2氧化成氧化成Fe3，生成，生成 Fe(OH)3 沉沉淀。淀。细菌新陈代谢产生细菌新陈代谢产生CO2、H2S、S2、OH与与Ca2+ 、Fe3+离子反应生成离子反应生成FeS、CaCO3、Fe(OH)3无机沉淀。无机沉淀。作业压差导致的损害作业压差导致的损害导致微粒运移堵塞导致微粒运移堵塞/作业压差是液相和固相颗粒进入油层的驱作业压差是液相和固相颗粒进入油层的驱动力。正压差驱使井内液固进入地层，负动力。正压差驱使

7、井内液固进入地层，负压差驱使地层流体和微粒向井内流动。压差驱使地层流体和微粒向井内流动。/压差越大，流速越快，容易速敏。压差越大，流速越快，容易速敏。/正压差越大，外来固相颗粒进入越深，进正压差越大，外来固相颗粒进入越深，进入的液相越大，外来液固损害越严重。入的液相越大，外来液固损害越严重。导致无机和有机沉淀堵塞导致无机和有机沉淀堵塞/正压差：正压差：液相进入油层，与孔隙流体作用生液相进入油层，与孔隙流体作用生成无机和有机沉淀。成无机和有机沉淀。/负压差：负压差：地层压力降低，使地层压力降低，使CO2析出，析出，PH值升高，值升高，HCO3分解，分解，CO32浓度增加，导浓度增加，导致致CaC

8、O3无机沉淀形成；使石蜡溶解度降低无机沉淀形成；使石蜡溶解度降低，形成石蜡有机沉淀。，形成石蜡有机沉淀。导致应力敏感损害导致应力敏感损害 除原地应力外，井眼周围应力取决于井内压力。近井除原地应力外，井眼周围应力取决于井内压力。近井壁的切向压应力随井内压力增大而减小，径向应力随壁的切向压应力随井内压力增大而减小，径向应力随井内压力增大而增大。因此，井内压力增大使径向孔井内压力增大而增大。因此，井内压力增大使径向孔喉直径增大，切向孔喉缩小，有利于井内流体和固相喉直径增大，切向孔喉缩小，有利于井内流体和固相进入地层；进入地层；s s3 3s s1 1s s1 1s s3 3PmPos srs sq

9、qs srs srs sq qs sq q压漏地层导致损害压漏地层导致损害 井内压力增大使径向应力增大，切向压应力减井内压力增大使径向应力增大，切向压应力减小；当井内压力增大到某一值时，切向应力变为小；当井内压力增大到某一值时，切向应力变为拉应力。如果拉应力超过岩石的抗拉强度，井壁拉应力。如果拉应力超过岩石的抗拉强度，井壁岩石被拉裂，形成裂缝，导致井内液体漏失。井岩石被拉裂，形成裂缝，导致井内液体漏失。井内液相和固相漏入地层会导致严重的损害。内液相和固相漏入地层会导致严重的损害。s srs sq qs sq qs sr地层出砂和井壁坍塌导致损害地层出砂和井壁坍塌导致损害/负压差不当，使松散地层

10、出砂和井壁坍塌。出负压差不当，使松散地层出砂和井壁坍塌。出砂使近井壁喉道被堵，降低渗透率；同时容易导砂使近井壁喉道被堵，降低渗透率；同时容易导致井壁坍塌。致井壁坍塌。Po-Pm温度变化导致的损害温度变化导致的损害增加损害程度增加损害程度/温度升高，各种敏感性损害程度增加；流体粘度降温度升高，各种敏感性损害程度增加；流体粘度降低，工作液容易进入地层，使损害深度加深。低，工作液容易进入地层，使损害深度加深。导致沉淀生成导致沉淀生成 2温度降低：放热沉淀反应生成无机沉淀温度降低：放热沉淀反应生成无机沉淀(BaSO4) ；使石蜡析出，生成有机沉淀。使石蜡析出，生成有机沉淀。2温度升高：吸热沉淀反应生成

11、无机沉淀温度升高：吸热沉淀反应生成无机沉淀(CaCO3 、CaSO4)；导致变温应力敏感导致变温应力敏感2温度升高：产生切向变温压应力，使径向温度升高：产生切向变温压应力，使径向喉道缩小；喉道缩小；2温度降低：产生切向变温拉应力，使径向温度降低：产生切向变温拉应力，使径向喉道增大或形成微裂纹，有利于液相进入喉道增大或形成微裂纹，有利于液相进入，导致损害。，导致损害。工作液接触时间越长损害越严重工作液接触时间越长损害越严重/细菌损害随时间增加；细菌损害随时间增加；/进入液随时间增加。进入液随时间增加。作业时间对损害的影响作业时间对损害的影响第三节第三节.增产作业中的油层损害及保护措施增产作业中的

12、油层损害及保护措施一一.酸化作业中的油层损害及保护措施酸化作业中的油层损害及保护措施 酸化产生水锁和润湿性改变酸化产生水锁和润湿性改变 酸液冲刷及溶解作用造成微粒运移酸液冲刷及溶解作用造成微粒运移添加剂选择不当添加剂选择不当酸化设计和施工不当酸化设计和施工不当 施工参数选择不当施工参数选择不当v酸浓度、酸液用量酸浓度、酸液用量腐蚀管道，引入铁离子；破坏骨架强度腐蚀管道，引入铁离子；破坏骨架强度，导致出砂和油层坍塌，导致出砂和油层坍塌v施工泵压施工泵压形成裂缝，酸液沿裂缝流动，不能有效清洗井壁形成裂缝，酸液沿裂缝流动，不能有效清洗井壁附近损害带；酸化后不能排除堵塞物附近损害带；酸化后不能排除堵塞

13、物v排量排量导致速敏导致速敏v关井时间关井时间 酸液中固相颗粒和溶解氧进入地层酸液中固相颗粒和溶解氧进入地层二二. 修井作业中的油层损害及保护措施修井作业中的油层损害及保护措施 在修井过程中，随着修井液也进入井内，必然会在修井过程中，随着修井液也进入井内，必然会造成一定得储集层损害。有时因为修井作业引起的造成一定得储集层损害。有时因为修井作业引起的储集层损害，将导致修井作业的失败，甚至是油井储集层损害，将导致修井作业的失败，甚至是油井生产状况更加恶化。因此，必须重视修井给储集层生产状况更加恶化。因此，必须重视修井给储集层造成损害的问题，采取适当的防护措施。造成损害的问题，采取适当的防护措施。一

14、一 1.修井作业中储集层损害的分析修井作业中储集层损害的分析一一 一般来说，钻井、完井、注水压裂及酸化过一般来说，钻井、完井、注水压裂及酸化过程中造成的储集层损害，在修井过程中也会发生。程中造成的储集层损害，在修井过程中也会发生。1. 修井液对储集层的损害修井液对储集层的损害使用钻井液或未过滤的油或水压井或循环时，会堵使用钻井液或未过滤的油或水压井或循环时，会堵塞射孔孔眼、地层空隙、空洞及裂缝。塞射孔孔眼、地层空隙、空洞及裂缝。使用的修井液与地层岩石及地层流体不配伍。现场使用的修井液与地层岩石及地层流体不配伍。现场有时使用的修井液是当地的水、油田产出的油、加油有时使用的修井液是当地的水、油田产

15、出的油、加油化学剂的水、混合油或精制油等。这类液体的质量极化学剂的水、混合油或精制油等。这类液体的质量极易改变，从而大大影响作业效果。微粒、乳化油、化易改变，从而大大影响作业效果。微粒、乳化油、化学添加剂、沉淀的有机物和无机物均会损害储集层的学添加剂、沉淀的有机物和无机物均会损害储集层的渗透率。滤液侵入底层，可能引起水堵和乳化液堵，渗透率。滤液侵入底层，可能引起水堵和乳化液堵，使底层变为油湿；水敏性地层由于滤液的侵入造成粘使底层变为油湿；水敏性地层由于滤液的侵入造成粘土膨胀，微粒运移等。滤液可能与地层流体发生反应土膨胀，微粒运移等。滤液可能与地层流体发生反应，引起沉淀、结垢。，引起沉淀、结垢。

16、在需要起出封隔器时，封隔器上面的钻井液或其它能引起储集层损害的液体可在需要起出封隔器时，封隔器上面的钻井液或其它能引起储集层损害的液体可能进入地层。能进入地层。若在修井液中不加杀菌剂，则可在注入管线及井筒附近储集层带造成复杂的微若在修井液中不加杀菌剂，则可在注入管线及井筒附近储集层带造成复杂的微生物发育环境。这是因为：（生物发育环境。这是因为：（）某些修井液的盐度较低，使储集层水稀释，有）某些修井液的盐度较低，使储集层水稀释，有利于硫酸盐还原菌的发育；（利于硫酸盐还原菌的发育；（）修井液中的氧气为腐生菌创造了良好的繁殖条）修井液中的氧气为腐生菌创造了良好的繁殖条件；（件；（）修井液中含的一些有

17、机和无机添加剂为细菌提供了良好的营养；（）修井液中含的一些有机和无机添加剂为细菌提供了良好的营养；（）各种微生物之间的协调作用。如腐生菌产生的粘液为硫酸盐还原菌提供了良好）各种微生物之间的协调作用。如腐生菌产生的粘液为硫酸盐还原菌提供了良好的隔氧覆盖层，硫酸盐还原菌产生的的隔氧覆盖层，硫酸盐还原菌产生的H H2 2S S又是硫细菌的能源物质等。在温度适宜又是硫细菌的能源物质等。在温度适宜时，井底环境中的微生物大量繁殖。因而带来腐蚀、堵塞等许多问题。细菌活动时，井底环境中的微生物大量繁殖。因而带来腐蚀、堵塞等许多问题。细菌活动不仅产生硫化氢（硫酸盐还原菌），而且也产生不仅产生硫化氢（硫酸盐还原菌

18、），而且也产生COCO2 2（腐生菌），氢氧化铁（铁（腐生菌），氢氧化铁（铁细菌）元素硫（硫细菌）等。这些产物之间又可能互相反应而产生出多种堵塞物细菌）元素硫（硫细菌）等。这些产物之间又可能互相反应而产生出多种堵塞物质，如硫化铁、元素硫、各种水垢、粘液沉积等。它们混在一起形成难以处理的质，如硫化铁、元素硫、各种水垢、粘液沉积等。它们混在一起形成难以处理的堵塞物。例如堵塞物。例如FeSFeS是可溶于是可溶于HClHCl的，但若的，但若FeSFeS表面被元素硫覆盖，则使表面被元素硫覆盖，则使HClHCl不能将不能将FeSFeS溶解。溶解。 1. 修井作业时的微粒损害修井作业时的微粒损害 如果井预先

19、进行了水力压裂形成了支撑裂缝，如果井预先进行了水力压裂形成了支撑裂缝，则进入裂缝的任何固体颗粒都可能在砂粒或其他支撑则进入裂缝的任何固体颗粒都可能在砂粒或其他支撑剂间形成桥拱，并造成裂缝导流能力的永久性降低。剂间形成桥拱，并造成裂缝导流能力的永久性降低。粘土、重晶石或其它碎块进入裂缝也会堵塞碳酸盐岩粘土、重晶石或其它碎块进入裂缝也会堵塞碳酸盐岩中先前被酸蚀的裂缝。中先前被酸蚀的裂缝。 修井作业时的其他损害修井作业时的其他损害 当处理射孔完成的井时，修井造成的深穿透损当处理射孔完成的井时，修井造成的深穿透损害将类似于射孔不能穿透前已形成的损害带一样，可害将类似于射孔不能穿透前已形成的损害带一样，

20、可使油井产能很容易下降到未受损害产能的几分之一。使油井产能很容易下降到未受损害产能的几分之一。 . 对修井液应进行认真选择，而不是凑合了事。依据处理目的对修井液应进行认真选择，而不是凑合了事。依据处理目的的和所用修井液的不同类型，在修井过程中，借助于下列措施可的和所用修井液的不同类型，在修井过程中，借助于下列措施可使产层损害减至最小：使产层损害减至最小：适用于储集层岩石及储集层流体都配伍的液体；适用于储集层岩石及储集层流体都配伍的液体；经地面过滤得到的清洁液体；经地面过滤得到的清洁液体；使用能桥堵在储集层表面，而当油井投产时易于除去或溶解的使用能桥堵在储集层表面，而当油井投产时易于除去或溶解的降滤失剂控制失水；降滤失剂控制失水；在井筒和储层之间建立小压差，减少失水。在井筒和储层之间建立小压差，减少失水。第四节第四节 油气层损害的矿场评价技术油气层损害的矿场评价技术油井复合油藏模型油井复合油藏模型表皮系数一.油层、油井损害模型SKKrrddw 1 ln/rdrwKdKSSSS000:;近井壁损透率增高；无损害；有损害越大，损害程度就越高pdprdrwpops有效损害区压力分布有效损害区压力分布pdprcrwporc= rwe-ss-表皮系数表皮系数无损害无损害