储层损害室内评价

1、游游 利利 军军提提 纲纲1、室内损害评价概述、室内损害评价概述2、储层敏感性评价、储层敏感性评价3、储层水相圈闭损害、储层水相圈闭损害4、工作液损害评价、工作液损害评价5、其它损害评价实验、其它损害评价实验油田开发注水压力产量减低增产无效?问题的提出问题的提出 地质评价地下有油气，探井完钻之后，测井、地质评价地下有油气，探井完钻之后，测井、测试没有油气显示，或者产量很低。为什么？测试没有油气显示，或者产量很低。为什么？（1）没有进行储层保护；（）没有进行储层保护；（2）储）储层保护技术实施过程中出现问题层保护技术实施过程中出现问题原因油气层损害室内评价油气层损害室内评价是借助各种仪器设备测定

2、油气层岩石与外来流体作用是借助各种仪器设备测定油气层岩石与外来流体作用前后渗透率的变化，或者测定油气层物化环境变化前前后渗透率的变化，或者测定油气层物化环境变化前后渗透率的改变，来认识和评价储层损害，对储层损后渗透率的改变，来认识和评价储层损害，对储层损害程度及其原因进行定量分析和评价害程度及其原因进行定量分析和评价1 1、室内损害评价概述、室内损害评价概述:岩心分析：指利用各种仪器设备来观测和分岩心分析：指利用各种仪器设备来观测和分析岩心一切特性的系列技术析岩心一切特性的系列技术岩相学分析，岩石学分析岩相学分析，岩石学分析岩石界面性质、物性和孔隙结构分析岩石界面性质、物性和孔隙结构分析岩石声

3、、电、磁、放射性分析岩石声、电、磁、放射性分析岩石力学、强度性质分析岩石力学、强度性质分析岩石对环境变化的响应分析岩石对环境变化的响应分析岩石与工作液接触所发生的变化分析岩石与工作液接触所发生的变化分析1.1 1.1 室内损害评价目的室内损害评价目的4搞清油气层潜在损害因素和程度搞清油气层潜在损害因素和程度4为损害机理诊断提供实验依据为损害机理诊断提供实验依据4为保护油气层方案的制订提供依据为保护油气层方案的制订提供依据4优化施工作业优化施工作业1.2 实验岩心的准备岩样准备岩样准备收集取心井的地质资料，明确岩性、物性、含油气性收集取心井的地质资料，明确岩性、物性、含油气性对井场或库房中保存的

4、岩心进行观察、核对岩心记录，确对井场或库房中保存的岩心进行观察、核对岩心记录，确定岩心柱塞钻取的数量和位置定岩心柱塞钻取的数量和位置岩心柱塞钻取岩心柱塞钻取岩样登记、办理移交手续岩样登记、办理移交手续岩样修整、切削，标号，造册岩样修整、切削，标号，造册岩样清洗，烘干，量取长度、直径、称重岩样清洗，烘干，量取长度、直径、称重孔隙度、渗透率测定孔隙度、渗透率测定地层取心地层取心岩样钻取岩样钻取岩样编号岩样编号岩样洗油岩样洗油岩样烘干岩样烘干岩心柱尺寸测量岩心柱尺寸测量岩心柱孔隙度渗透率测量岩心柱孔隙度渗透率测量岩心分类与计划安排岩心分类与计划安排CMS-300岩心抽空饱和岩心抽空饱和3030303

5、0303030岩样钻取岩样钻取1.2 1.2 实验岩心的准备实验岩心的准备T选定实验岩样选定实验岩样绘制孔隙度绘制孔隙度渗透率交汇图（渗透率交汇图（ log ）根据岩性、物性、含油气性、电性和试井根据岩性、物性、含油气性、电性和试井资料确定实验岩样资料确定实验岩样根据需要确定岩心数量，选取实验样品根据需要确定岩心数量，选取实验样品烘干保存，备用烘干保存，备用渗透率，渗透率， m2孔隙度，孔隙度，%岩心的钻、切、岩心的钻、切、洗的注意事项：洗的注意事项：1)岩心的钻、切、岩心的钻、切、洗的液体应该是洗的液体应该是3-5%NaCl和和KCl的盐水溶液；的盐水溶液；2)岩心在烘干时岩心在烘干时的温度

6、应控制在的温度应控制在60-65oC3)需保持岩心孔需保持岩心孔隙结构不遭破坏。隙结构不遭破坏。 1 1、油气层敏感性评价、油气层敏感性评价 速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力和温度敏感速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力和温度敏感 等七敏实验等七敏实验 （单因素分析研究单因素分析研究） 2 2、工作液对油气层的损害评价、工作液对油气层的损害评价 各类工作液对岩心的损害评价各类工作液对岩心的损害评价 （多因素综合分析研究多因素综合分析研究）研究内容研究内容1.3 1.3 实验流体准备实验流体准备:驱替流体准备驱替流体准备实验用蒸馏水实验用蒸馏水、地层水地层水、模拟地层水模拟地层水、标准盐水标准盐

7、水不同矿化度级别的水、不同不同矿化度级别的水、不同pH的水的水:实验用油实验用油白油白油、煤油煤油、混和油混和油:氮气、氦气氮气、氦气地层水分析地层水分析4离子种类、含量和总矿化度离子种类、含量和总矿化度采用化学滴定采用化学滴定方法方法、离子色谱方法离子色谱方法4pH值测定：采用值测定：采用pH值试纸值试纸、pH计计4水型判断一般用苏林分类法水型判断一般用苏林分类法4主要用于配制实验用水及研究各种入井流体的主要用于配制实验用水及研究各种入井流体的配伍性配伍性以以Na+和和Cl- -的当量比为基础，配合（的当量比为基础，配合（rNarNa+ +-rCl-rCl- -）/rSO/rSO4 42-2

8、-、（、（rClrCl- -rNa-rNa+ +）/rMg/rMg2+2+两个成因系数，把两个成因系数，把地下水分成四个基本类型。地下水分成四个基本类型。 苏林认为，苏林认为，NaNa2 2SOSO4 4型水在近地表较发育，而型水在近地表较发育，而CaClCaCl2 2型水是一种处于地壳深部的水，型水是一种处于地壳深部的水，MgClMgCl2 2型水则型水则为典型的海洋成因水。为典型的海洋成因水。水型水型 rNarNa+ +/rCl/rCl- - (rNa(rNa+ +-rCl-rCl- -)/rSO)/rSO4 42-2- (rCl(rCl- -rNa-rNa+ +)/rMg)/rMg2+2

9、+ NaNa2 2SOSO4 4 1 1 1 1 0 0 NaHCONaHCO3 31 1 1 1 0 0 MgClMgCl2 21 1 0 0 1 1 CaClCaCl2 21 1 0 0 1 1 阳离子阳离子(mg/L)阴离子阴离子(mg/L)Na+K+Ca2+Mg2+Cl-SO42-HCO3-CO32-3341.191296.19160.887279.7427.981055.00微量元素微量元素: I 0mg/L, Br 0.5mg/l, B 0 mg/L总矿化度总矿化度: 13160.98mg/L水型水型:CaCl2pH值值: 6.95地层水分析结果地层水分析结果实例实例 根据地层水分

10、析结果怎样计算模拟地层水化合物的组根据地层水分析结果怎样计算模拟地层水化合物的组成及其含量？成及其含量？思考与作业思考与作业Na+K+Ca2+Mg2+Cl -SO42-HCO3-CO32-HCO3-1511074318024112 498 1112 0Na=23 K=39 Ca=40 Mg=24.3 Cl=35.5 S=32 O=16 C=12 H=1MgCl2？实验流体制备实验流体制备盐水盐水/工作液工作液类型类型用途用途NaCl（+CaCl2）盐水等）盐水等评价盐水体系或工作液体评价盐水体系或工作液体系对岩心渗透率的损害率系对岩心渗透率的损害率钻井完井液钻井完井液射孔液、压井液、修井液射孔

11、液、压井液、修井液注入水注入水实验流体制备实验流体制备气体气体类型类型用途用途空气空气氮气氮气氦气氦气天然气天然气岩心气测渗透率或克氏渗透率岩心气测渗透率或克氏渗透率岩心气体速度敏感性实验岩心气体速度敏感性实验岩心应力敏感性实验岩心应力敏感性实验1.4 实验仪器准备实验仪器准备p备齐所用仪表、管线、夹持器、驱替泵备齐所用仪表、管线、夹持器、驱替泵(气瓶气瓶)p检查、校准仪表，清洗管线、泵等检查、校准仪表，清洗管线、泵等p连接管线，检查管线密封情况，连接管线，检查管线密封情况，排空排空p准备实验准备实验岩心夹持器岩心夹持器线性流达西公式线性流达西公式L AP K = QQ=Rate of Flo

12、w, cm3/s P=Pressure Differential, MPaA=Area, cm2 =Fluid Viscosity, mPa.sL=Length, cmK=Permeability, um2q岩心长度岩心长度: L p=p1-p2 p1 p2横截面积横截面积: A流体粘度流体粘度: L AP K = Q平流泵平流泵中间容器中间容器过滤器过滤器岩心流动实验流程图围压表围压表流压表流压表手压泵手压泵岩心夹持器岩心夹持器六通阀六通阀电子天平电子天平12122热Sasssassas1.5 1.5 实验岩心的抽空饱和实验岩心的抽空饱和用地层水或煤油抽空饱和实验岩心用地层水或煤油抽空饱和实

13、验岩心饱和容器饱和容器真空表真空表液体容器液体容器干燥瓶干燥瓶真空泵真空泵.岩心岩心抽空流程抽空流程饱和流程饱和流程2 2、敏感性评价、敏感性评价n速敏分析速敏分析n水敏分析水敏分析n盐敏分析盐敏分析n酸敏分析酸敏分析n碱敏分析碱敏分析n应力敏感分析应力敏感分析1）速敏性）速敏性( Flow rate sensitivity )因流体流动速度变化引起储层岩石中微粒运移、堵塞喉因流体流动速度变化引起储层岩石中微粒运移、堵塞喉道，导致岩石渗透率或者有效渗透率下降的现象。道，导致岩石渗透率或者有效渗透率下降的现象。2）水敏性（盐敏性）水敏性（盐敏性）( water /salt sensitivity

14、 ) 因流体盐度变化引起储层粘土矿物膨胀、收缩、分散、因流体盐度变化引起储层粘土矿物膨胀、收缩、分散、运移，导致岩石渗透率或者有效渗透率下降的现象。运移，导致岩石渗透率或者有效渗透率下降的现象。3）酸敏性）酸敏性( acid sensitivity ) 酸液与储层矿物或流体发生反应，产生沉淀或释放出微酸液与储层矿物或流体发生反应，产生沉淀或释放出微粒，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。粒，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。4）碱敏性）碱敏性( alkaline sensitivity ) 碱液与储层矿物或流体接触发生反应，产生沉淀或释碱液与储层矿物或流体接触发生反应，产生沉淀或释放出微

15、粒，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。放出微粒，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。5）应力敏感性）应力敏感性( stress sensitivity ) 应力敏感性是指油气层物性随着有效应力的变化而变应力敏感性是指油气层物性随着有效应力的变化而变化的性质。化的性质。 储层岩心的敏感性储层岩心的敏感性敏感性及损害评价敏感性及损害评价l原则原则若在地面实验有损害，则在地下一定会产生损害若在地面实验有损害，则在地下一定会产生损害若在地面实验无损害，并不表明地下不存在损害若在地面实验无损害，并不表明地下不存在损害l实质实质模拟流体与岩石作用，属于物理模拟模拟流体与岩石作用，属于物理模拟未考虑相

16、似准则未考虑相似准则2.1 速敏分析速敏分析3速敏性概念速敏性概念钻井、测试、试油、采油、增产作业、注钻井、测试、试油、采油、增产作业、注水作业或其它注入作业过程中，当流体在水作业或其它注入作业过程中，当流体在储层中流动时，引起微粒运移并堵塞喉道，储层中流动时，引起微粒运移并堵塞喉道，造成储层渗透率下降的现象。造成储层渗透率下降的现象。微粒运移主要与流体流动速率有关。微粒运移主要与流体流动速率有关。流速增大微粒运移前微粒运移前微粒运移后微粒运移后3速敏评价实验目的速敏评价实验目的确定临界流速和速敏损害程度确定临界流速和速敏损害程度为其它敏感性实验和损害评价实验确定合理为其它敏感性实验和损害评价

17、实验确定合理的流速（的流速（0.8倍临界流速）提供依据倍临界流速）提供依据确定合理的注采速度确定合理的注采速度速敏速敏原理和实验程序原理和实验程序以不同的注入速度向岩心注入实验流体以不同的注入速度向岩心注入实验流体测定各个注入速度下岩心的渗透率测定各个注入速度下岩心的渗透率绘制注入速度绘制注入速度渗透率关系曲线渗透率关系曲线确定临界流速确定临界流速计算速敏程度计算速敏程度速敏原理与作法速敏原理与作法 以不同的注入速度向岩心注入实验流体（煤以不同的注入速度向岩心注入实验流体（煤油或地层水）并测定各个注入速度下岩心的渗油或地层水）并测定各个注入速度下岩心的渗透率，从流速与渗透率的相关关系上判断油气

18、透率，从流速与渗透率的相关关系上判断油气层岩心对流速的敏感程度及其损害程度。层岩心对流速的敏感程度及其损害程度。 地层水速敏评价流程地层水速敏评价流程6ml/min的流速测定渗透率的流速测定渗透率Kn递增流速测定渗透率递增流速测定渗透率Ki0.1ml/min0.1ml/min流速驱替水测流速驱替水测K1K1岩心抽空饱和水岩心抽空饱和水最高流速驱替测定渗透率最高流速驱替测定渗透率Kon递增流速测定渗透率递增流速测定渗透率Koi油低流速注入驱替测油低流速注入驱替测K Ko1o1岩心抽真空饱和地层水岩心抽真空饱和地层水油驱替建立束缚水油驱替建立束缚水油速敏评价程序油速敏评价程序1 1）抽空饱和抽空饱

19、和。用地层水或煤油抽空饱和实验岩心；。用地层水或煤油抽空饱和实验岩心； 为什么要用煤油或地层水进行速敏实验为什么要用煤油或地层水进行速敏实验？思考思考地层水或煤油抽空饱和实验岩样后应浸泡地层水或煤油抽空饱和实验岩样后应浸泡40h以上；以上；若岩样渗透率低于若岩样渗透率低于1010 3 m 2，应将饱和的岩样，应将饱和的岩样置于不锈钢容器中，在置于不锈钢容器中，在10MPa压力下浸泡压力下浸泡40h2 2）按规定的按规定的0.100.10、0.250.25、0.500.50、0.750.75、1.001.00、1.501.50、2.02.0、3.03.0、4.04.0、5.05.0、6.0ml/

20、min6.0ml/min的流量依的流量依次测量岩心渗透率；次测量岩心渗透率；实验中可根据实际情况作适当调整实验中可根据实际情况作适当调整对于低渗或致密岩样，当流量尚未达到对于低渗或致密岩样，当流量尚未达到6.0ml/min，压力梯度已经达到压力梯度已经达到3.0MPa/cm，且随着流量增加，渗，且随着流量增加，渗透率没有明显下降，则认为岩样没有速敏透率没有明显下降，则认为岩样没有速敏3 3）在在流动状态稳定流动状态稳定的情况下，每的情况下，每1010分钟测量一次，分钟测量一次，连续测三次，渗透率相对误差小于连续测三次，渗透率相对误差小于1%1%时更换下一时更换下一个流量。个流量。，时当%1%1

21、0011iiiKKK可以更换下一个流量可以更换下一个流量0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 6.0 渗透率渗透率 10 3 m 27 6 5 4 3 2 1 Ki-1KiQiQi-1流量（流量（ml/min) 2.1 速敏分析速敏分析3临界流速确定，当临界流速确定，当（Ki-1 - Ki）/ Ki-1 100% 5%说明已发生速敏损害，说明已发生速敏损害，Qi-1 即为临界流量即为临界流量0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 6.0 渗透率渗透率 10-3 m27 6 5 4 3 2 1 Ki-1KiQiQi-1流量（流量（ml/min) 若流量若流量Qi-1对应的对应的 Ki-

22、1与与 Qi对应的对应的Ki满足：满足： Ki-1-Ki 100% 5% Ki-1 说明储层发生了速度敏感损害，即储层具有说明储层发生了速度敏感损害，即储层具有速敏性速敏性临界流量临界流量Qc的确定的确定把发生速敏损害的前一个流量点的流量把发生速敏损害的前一个流量点的流量（ Qi-1 ）称为临界流量）称为临界流量Qc 。速敏损害程度评价指标速敏损害程度评价指标评价标准评价标准%100maxminmaxKKKDwKKmaxmin，分别为实验中最大和最小渗透率SY-T 5358-94标准：标准： 损害率损害率 30% 30% 70% 70%敏感程度敏感程度 弱弱 中等中等 强强储层敏感性流动实验评

23、价方法储层敏感性流动实验评价方法 SY-T5358-2002SY-T5358-2002渗透率损害率（渗透率损害率（%)损害程度损害程度Dk1 5无无5 Dk1 30弱弱30 Dk1 50中等偏弱中等偏弱50 70强强0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 6.0 渗渗透透率率 10 3 m 27654321流流 量量 （ m l/m in) %100maxminmaxKKKDwABA、B图中最大和最小渗透率应该是？图中最大和最小渗透率应该是？高渗透岩心速敏实验中为什么会高渗透岩心速敏实验中为什么会出现下面现象？出现下面现象？0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 6.0 渗透率渗透率

24、， m 27 6 5 4 3 2 1 QiQi-1流量（流量（ml/min) 1015202530350123456流速(ml/min)渗透率(10-3m2)38速敏实验曲线速敏实验曲线01234560.01.2流 量 （ ml/min）渗透率(x10-3mm）正 向 渗 透率01234560.01.2流量（ml/min）渗透率(x10-3mm）正向渗透率速敏分析速敏分析注意事项注意事项对于采油井，需要以煤油为实验流体对于采油井，需要以煤油为实验流体对于注水井，应以地层水或模拟地层水为对于注水井，应以地层水或模拟地层水为实验流体实验流体对于气藏，应以氮气为实

25、验流体对于气藏，应以氮气为实验流体临界流速依赖于流体矿化度、临界流速依赖于流体矿化度、pH值、粘度、值、粘度、流体极性等流体极性等研究实例研究实例l低渗透油气层：吐哈油田低渗透油气层：吐哈油田l碳酸盐岩储层碳酸盐岩储层l高渗透疏松砂岩油层高渗透疏松砂岩油层l注水开发油田注水开发油田3.4513.4803.0542.9512.3042.1402.0842.000煤油煤油 速敏速敏随流量增加随流量增加, 岩心岩心 K ？临界流量：临界流量： ？Dw ？速敏程度：速敏程度： ？台台2 2井盐水速敏实验曲线井盐水速敏实验曲线1.5661.5661.5771.5771.4871.4871.6151.61

26、5 1.6111.6111.5641.5660.160.970.971.971.972.942.944 45.035.03渗透率（渗透率（10-3 m2）流量（流量（ml/min）随着流量增加，岩心随着流量增加，岩心 K？临界流量：临界流量：？Dw ？速敏程度：速敏程度：？盐水盐水 速敏速敏煤油煤油 速敏速敏随着流量增加，岩心随着流量增加，岩心 K？临界流量：临界流量：？Dw ？速敏程度速敏程度？3.4513.4803.0542.9512.3042.1402.0842.000该点为临界流量点盐水盐水 速敏速敏随着流量增加，岩心随着流量增加

27、，岩心 K？临界流量：临界流量：？Dw ？速敏程度：速敏程度：？1.5661.5661.5771.5771.4871.4871.6151.615 1.6111.6111.5641.5660.160.970.971.971.972.942.944 45.035.03渗透率（渗透率（10-3 m2）流量（流量（ml/min）随着流量增加，随着流量增加，岩心岩心 K 增加增加临界流量临界流量5.03ml/min速敏程度：速敏程度：弱弱台台2 2井储层速敏实验研究井储层速敏实验研究盐水速敏盐水速敏煤油速敏煤油速敏随流量增加随流量增加,岩心岩心 K

28、缓慢下降缓慢下降临界流量：临界流量：0.42ml/min速敏程度：速敏程度：中等中等思考思考速敏实验结果是否可应用的现场实际生产？速敏实验结果是否可应用的现场实际生产？q p=p1-p2线性流线性流平面径向流平面径向流室内实验临界流速转化到油井产量过程示意图室内实验临界流速转化到油井产量过程示意图实验岩心实验岩心裸眼完井裸眼完井射孔完井射孔完井实验室临界流速转化为油田实验室临界流速转化为油田 临界产量的计算公式临界产量的计算公式设实验的岩心线性流动时的临界流量为设实验的岩心线性流动时的临界流量为QcQc，线，线性流时视临界流速性流时视临界流速VcVc应等于应等于QcQc除以岩心横截面除以岩心横

29、截面积和孔隙度，即积和孔隙度，即224)4/(DQcDQcVc min)/(cm 对于地层径向流动时的渗流速度为：对于地层径向流动时的渗流速度为：在式中，地层中流速在式中，地层中流速V与距井眼中心半径与距井眼中心半径r成反比，成反比，r越小，越小，则则V越大。即在井壁处越大。即在井壁处r=rw时时V是最大的，为了限制是最大的，为了限制V不超过不超过临界流速，应有临界流速，应有r=rw处，令处，令V=Vc 即即hrQVwcc2（cm/min）将实验室条件下转换为油藏条件下，这儿我们首先定义一将实验室条件下转换为油藏条件下，这儿我们首先定义一个转换系数下：个转换系数下：同时假定实验室临界流速同时假

30、定实验室临界流速QcQc是在油藏条件下测得，那么有：是在油藏条件下测得，那么有：转换系数转换系数（面积）（面积）油藏油藏（面积）（面积）实验室实验室对于裸眼井的情况对于裸眼井的情况其转换公式：水敏原理水敏原理 油气层中的粘土矿物在原始的地层条件下与油气层中的粘土矿物在原始的地层条件下与地层水处于一种稳定的平衡状态。地层水处于一种稳定的平衡状态。 当淡水进入地层时，某些粘土矿物就会发当淡水进入地层时，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移，从而减小或堵塞地层孔生膨胀、分散、运移，从而减小或堵塞地层孔道，造成渗透率的降低。道，造成渗透率的降低。 油气层遇淡水后渗透率降低的现象，称为油气层遇淡水后渗透

31、率降低的现象，称为水敏。水敏。2.2 水敏性分析水敏性分析2.2 2.2 水敏性分析水敏性分析S水敏性评价指标水敏性评价指标 无水敏无水敏 Iw0.05Iw0.05弱水敏弱水敏 0.050.05Iw0.3Iw0.3中等水敏中等水敏 0.30.3Iw0.7 Iw0.7 强水敏强水敏 I IW W0.70.7KfKwKfIWQ P2Q P1Q P2Q P1Q P2水敏实验方法水敏实验方法C00.5C00Q P1水敏损害评价程序水敏损害评价程序浸泡浸泡12h后测定后测定次地层水或次标准盐水次地层水或次标准盐水渗透率渗透率Ksf低流速注入低流速注入10-15PV10-15PV次地层水或次标准盐水次地层

32、水或次标准盐水岩心抽真空饱和地层水或标准盐水岩心抽真空饱和地层水或标准盐水驱替驱替地层水或标准盐水测地层水或标准盐水测Kf或或Ks低流速注入低流速注入10-15PV10-15PV蒸馏水蒸馏水浸泡浸泡12h后测定后测定蒸馏水蒸馏水渗透率渗透率Kw水敏实验流体的矿化度变化梯度水敏实验流体的矿化度变化梯度将地层水用蒸馏水稀释一倍的盐水将地层水用蒸馏水稀释一倍的盐水次地层水次地层水=50%地层水地层水+50%蒸馏水蒸馏水 设地层水矿化度为设地层水矿化度为C0，则水敏实验流体的矿化，则水敏实验流体的矿化度为度为C0 ， 0. 5C0 ，0， 因此水敏实验流体的矿化度变化梯度是：因此水敏实验流体的矿化度变

33、化梯度是：Iw =Kf - KwKf 100%Iw -为岩心渗透率损害率或水敏指数为岩心渗透率损害率或水敏指数Kf -地层水测的岩心渗透率地层水测的岩心渗透率Kw -蒸馏水测的岩心渗透率蒸馏水测的岩心渗透率水敏指数（水敏指数（%)损害程度损害程度Iw 5无无5 Iw 30弱弱30 Iw 50中等偏弱中等偏弱50 70强强塔塔巴巴庙庙低低渗渗砂砂岩岩的的水水敏敏性性评评价价岩心号井号层位Kf(10-3m2)Ksf(10-3m2)Kw(10-3m2)损害率（%）水敏程度D1-20-4大1P1x11.6611.6041.47011.2弱14大10P1x11.7681.8191.7541.0弱10*大

34、10P1x158.18940.38226.66754.1中等63大10P1s11.6371.5081.46910.3弱D1-92-2大1P1s10.3510.6530.438-25.0无D1-122*大1P1s112.2529.8774.55963.0中等102大10C3t3.3573.5244.709-40.1无105大10C3t5.4363.4684.47017.9弱D8-127-2*大8C3t24.63717.78714.16043.4中等注：*表示裂缝中夹一层锡箔纸。水敏实验曲线水敏实验曲线00.811.20255075100125150累计孔隙体积PVKi/KO地层

35、水次地层水蒸馏水二次正向地层水反向地层水H1-8C Evaluation of Water SensitivityEffect of Salinity of Liquid Permeability盐敏原理盐敏原理当高于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，将可能当高于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，将可能引起粘土的收缩、失稳、脱落。引起粘土的收缩、失稳、脱落。 当低于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，则可当低于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，则可能引起粘土的膨胀和分散。能引起粘土的膨胀和分散。 这些都将导致油气层孔隙空间和喉道的缩小及堵塞，这些都将导致油气层孔隙空间和喉道的缩小

36、及堵塞，引起渗透率的下降从而损害油气层引起渗透率的下降从而损害油气层。2.3 盐敏损害分析盐敏损害分析l盐敏实验目的盐敏实验目的1、找出盐敏发生的条件、临界矿化度上下限；、找出盐敏发生的条件、临界矿化度上下限；2、由盐敏引起的油气层损害程度；、由盐敏引起的油气层损害程度；3、为各类工作液的设计提供依据。、为各类工作液的设计提供依据。盐敏实验种类盐敏实验种类降低矿化度降低矿化度的盐敏实验的盐敏实验升高矿化度升高矿化度的盐敏实验的盐敏实验Ci1 C31 C21 C11 C0 C12 C21 C32 C42 Ci2K盐敏损害评价程序盐敏损害评价程序低流速注入低流速注入10-15PV10-15PV下一

37、级矿化度的实验流体，浸泡下一级矿化度的实验流体，浸泡12h12h测测K1K1岩心抽真空饱和地层水或标准盐水岩心抽真空饱和地层水或标准盐水驱替驱替地层水或标准盐水测地层水或标准盐水测Kf或或Ks低流速注入低流速注入10-15PV10-15PV蒸馏水蒸馏水浸泡浸泡12h后测定后测定蒸馏水蒸馏水渗透率渗透率Kw低流速注入低流速注入10-15PV10-15PV再再下一级矿化度的实验流体下一级矿化度的实验流体，浸泡，浸泡12h12h测测K2K2渗透率，渗透率， 10-3 m27 6 5 4 3 2 1 Ki-1KiCiCi-1Ki-1- Ki Ki-1 5%Cc2=Ci-1，时当%5%10011iiiK

38、KK盐敏实验有临界矿化度上限和下限盐敏实验有临界矿化度上限和下限;盐敏评价指标盐敏评价指标KfKwKfIW盐敏指数（盐敏指数（%)损害程度损害程度Iw 5无无5 Iw 30弱弱30 Iw 50中等偏弱中等偏弱50 70强强0.00.81.01.2020406080100120140累 积 孔 隙 体 积 倍 数Ki / Ko8.8正 向 地 层 水反 向 地 层 水1.1矿 化 度 （ 104mg/l）DB17-30C0.00.81.01.2020406080100120140160180累积孔隙体积倍数Ki / Ko4/51.1正向地层水

39、反向地层水1.1矿化度（104m g/l）2/31.11/21.11/31.1DB22-2C（造缝）盐敏（矿化度升高）评价实验结果盐敏（矿化度升高）评价实验结果20.6629.8928.414.8损害损害率率(%)弱弱0.2150.190.1940.2580.271K(10-3 m2)青一青一段段DB20DB20-1C33.332.626.114.2损害损害率率(%)中偏弱中偏弱0.370.3740.410.4760.555K(10-3 m2)青一青一段段DB18DB18-1B9.288.617.984.28损害损害率率(%)弱弱3.4793.5053.5293.6713.835K(10-3

40、m2)青二青二段段DB15DB15-22A16.3416.1215.636.79损害率损害率(%)弱弱4.1264.1374.1614.5974.932K(10-3 m2)青二青二段段DB15DB15-10A盐敏程盐敏程度度2.21.1矿化度矿化度(104ppm)层位层位井号井号岩心号岩心号20.6629.8928.414.8损害损害率率(%)弱弱0.2150.190.1940.2580.271K(10-3 m2)青一青一段段DB20DB20-1C33.332.626.114.2损害损害率率(%)中偏弱中偏弱0.370.3740.410.4760.555K(10-3 m2)青

41、一青一段段DB18DB18-1B9.288.617.984.28损害损害率率(%)弱弱3.4793.5053.5293.6713.835K(10-3 m2)青二青二段段DB15DB15-22A16.3416.1215.636.79损害率损害率(%)弱弱4.1264.1374.1614.5974.932K(10-3 m2)青二青二段段DB15DB15-10A盐敏程盐敏程度度2.21.1矿化度矿化度(104ppm)层位层位井号井号岩心号岩心号 因此，储层敏感性流动实验新标准（因此，储层敏感性流动实验新标准（2002）把水敏、盐敏实验合为一个实验：盐敏实验。把水敏、盐敏实验合为一个

42、实验：盐敏实验。酸敏概念酸敏概念实验目的意义实验目的意义因此，其本质是研究酸液与油气层的配伍性因此，其本质是研究酸液与油气层的配伍性为油气层基质酸化和酸化解堵设计提供依据为油气层基质酸化和酸化解堵设计提供依据研究储层岩心对各种酸液的酸敏程度研究储层岩心对各种酸液的酸敏程度2.4 2.4 酸敏性分析酸敏性分析酸敏实验的主要内容酸敏实验的主要内容1.盐酸（盐酸（HCl）酸敏）酸敏2.氢氟酸（氢氟酸（HF）酸敏）酸敏3.土酸（土酸（HCl+HF）酸敏）酸敏盐酸酸敏性评价程序盐酸酸敏性评价程序|酸敏评价指标酸敏评价指标KfKfaKfIa酸敏指数酸敏指数0.050.05-0.150.15-0.30.3-

43、0.50.5敏感程度敏感程度弱弱中等偏弱中等偏弱中中中等偏强中等偏强强强酸敏程度评价标准酸敏程度评价标准 0.00.51.01.5051015202530累计孔隙体积，P VK/K0正驱地层水正驱地层水注入12%HCl+1%缓蚀剂关井2小时0.00.51.01.501020304050累计孔隙体积，P VK/K0正驱地层水正驱地层水注入3%HF+1%缓蚀剂关井2小时土酸酸敏性评价程序土酸酸敏性评价程序正向测定K f a 或K s a反向注入0 . 5 1 P V 土酸反向注入2 3 P V 1 5 %盐酸驱替地层水或标准盐水测K f 或K s岩心抽空饱和地层水或标准盐水酸液的评价的程序酸液的评

44、价的程序反注后置液反注酸液0.51PV反注前置液p地层水地层水pH值一般呈中性或弱碱性，而大多数钻值一般呈中性或弱碱性，而大多数钻井完井液的井完井液的pH值在值在812之间。之间。p当高当高pH值流体进入油气层后，将造成油气层中值流体进入油气层后，将造成油气层中粘土矿物和硅质胶结的结构破坏粘土矿物和硅质胶结的结构破坏(主要是主要是粘土矿粘土矿物解理和胶结物溶解物解理和胶结物溶解后释放微粒后释放微粒).p此外，大量的氢氧根与某些二价阳离子结合会此外，大量的氢氧根与某些二价阳离子结合会生成不溶物，造成油气层的堵塞损害。生成不溶物，造成油气层的堵塞损害。2.5 碱敏性分析碱敏性分析碱敏实验评价的目的

45、碱敏实验评价的目的？l找出碱敏发生的条件，主要是临界找出碱敏发生的条件，主要是临界pH值值l由碱敏引起的油气层损害程度；由碱敏引起的油气层损害程度；l为各类为各类工作液工作液的设计提供依据。的设计提供依据。 Permeability and pH as Function of Volume Throughput Illustrating Water Sensitivity of Samples工作液碱敏损害评价程序工作液碱敏损害评价程序岩心抽真空饱和地层水或标准盐水岩心抽真空饱和地层水或标准盐水驱替地层水或标准盐水测量驱替地层水或标准盐水测量Kf或或Ks反向注入高反向注入高pH值的地层水或标准

46、盐水值的地层水或标准盐水浸泡浸泡12h后，正向测量地层水或标准盐水渗透率后，正向测量地层水或标准盐水渗透率K1反向注入高反向注入高pH值的地层水或标准盐水值的地层水或标准盐水浸泡浸泡12h后，正向测量地层水或标准盐水渗透率后，正向测量地层水或标准盐水渗透率K2浸泡浸泡12h后，正向测量地层水或标准盐水渗透率后，正向测量地层水或标准盐水渗透率KnKi-1- Ki Ki-1 5%工作液碱敏性评价指标工作液碱敏性评价指标 无碱敏无碱敏 IbIb 0.05 0.05 弱碱敏弱碱敏 0.050.05IbIb 0.30.3中等碱敏中等碱敏 0.30.3IbIb 0.70.7强碱敏强碱敏 IbIb0.70.

47、7maxminmaxKKKIb塔巴庙致密塔巴庙致密砂岩碱敏性评价砂岩碱敏性评价岩心号井号层位pH 值6.2891113碱敏程度K(10-3m2)11.6907.2098.6597.9235.845D1-19-2大 1P1x1损害率(%)38.3325.9332.2250中K(10-3m2)20.02919.55916.8413.8313.2255(加锡箔纸)大 1P1x1损害率(%)2.3515.9230.9533.97中K(10-3m2)9.0468.5347.6817.3152.560D1-111-1大 1P1s1损害率(%)5.6615.0919.1471.7强K(10-3m2)45.8

48、640.61922.93011.9638.59965(加锡箔纸)大 1P1s1损害率(%)11.4350.073.9181.25强K(10-3m2)21.12121.62214.88312.80411.001D8-134-1大 10C3t损害率(%)-29.5339.3847.91中K(10-3m2)26.06520.77212.64911.37810.7197大 8C3t损害率(%)20.3151.4756.3558.93中敏感性实验研究中存在的问题敏感性实验研究中存在的问题1) 很难保证对单因素评价很难保证对单因素评价2) 渗透率测量不准（对致密岩心）渗透率测量不准（对致密岩心）3) 模拟

49、原地条件困难模拟原地条件困难4) 敏感性实验耗时，快速实验比较困难敏感性实验耗时，快速实验比较困难2.6 应力敏感性Gas / oil /water有效应力有效应力P有效应力有效应力PP K油气层损害的室内评价实验程序实验程序(1)选择天然岩心柱塞；选择天然岩心柱塞；(2)测定不同有效应力点的测定不同有效应力点的 、K值；值；(3)岩心柱塞人工造缝；岩心柱塞人工造缝；(4)与与(2)的有效应力点相对应，测含缝岩样的的有效应力点相对应，测含缝岩样的 、K值；值；(5)利用公式利用公式 t f m，求出，求出 f值。值。裂缝性致密砂岩应力敏感性评价 盒盒 1 段段基基块块 山山 1 段段太太 原原

50、 组组0510152025010203040506070有效应力( M P a )渗透率( 1 0-3m2)D1-11-1D1-23-4D1-26-2裂裂缝缝渗透率损害率法（行业标准法）渗透率损害率法（行业标准法） 应力敏感性系数法应力敏感性系数法 基于原地的有效应力敏感性评价法基于原地的有效应力敏感性评价法 储层应力敏感性评价方法储层应力敏感性评价方法渗透率损害率法（行业标准法）渗透率损害率法（行业标准法）p有效应力测点范围的选择有效应力测点范围的选择 p渗透率损害系数和临界有效应力渗透率损害系数和临界有效应力p渗透率损害率的计算渗透率损害率的计算 渗透率损害率法的不足之处渗透率损害率法的不

51、足之处有效应力测点范围的选择有效应力测点范围的选择行业标准法行业标准法实际情况实际情况有效应力测点范围有效应力测点范围选择在选择在2.52.520MPa20MPa多数油气田的有效应力多数油气田的有效应力一般大于一般大于20MPa20MPa应力敏感性室内实验应适当扩大有效应力测点应力敏感性室内实验应适当扩大有效应力测点以符合实际情况。以符合实际情况。 行业标准认为：选用初始测点（一般为行业标准认为：选用初始测点（一般为23.5MPa）渗透率为渗透率损害率的计算初始点渗透率为渗透率损害率的计算初始点钻井完井及开发过程中，有效应力波动的初始点钻井完井及开发过程中，有效应力波动的初始点是是原地有效应力

52、原地有效应力，而不是初始测点，而不是初始测点23.5MPa渗透率损害率的计算渗透率损害率的计算%100minWWKKKKD应力敏感性系数法应力敏感性系数法应力敏感系数评价方法应力敏感系数评价方法 1/3*()1lgsKSK *参考有效应力值，一般为参考有效应力值，一般为3MPa； K* *对应岩样渗透率；对应岩样渗透率； K对应岩样渗透率；对应岩样渗透率；Ss斜率，斜率，称为应力敏感系数称为应力敏感系数SsS SS S0.050.050.05S0.05SS S0.300.300.30S0.30SS S0.500.500.50S0.50SS S0S0.701.01.0敏感程度敏

53、感程度无无弱弱中偏弱中偏弱中偏强中偏强强强极强极强应力敏感系数法评价标准应力敏感系数法评价标准 *3/1* lg 1KKSs应力敏感性系应力敏感性系数法的优点：数法的优点：1. 整体性整体性2. 唯一性唯一性00.811.200.511.5lg(/*)(K/K*)1/30.29mD0.15mD0.75mDSs = 0.327-0.381LgK6MPa00.810.010.1110K6MPa(10-3m2)Ss渗透率的立方根为有效应力渗透率的立方根为有效应力 渗透率应力敏感系数渗透率应力敏感系数Ss 对数的线性函数对数的线性函数 与渗透率的关系与渗透率的关系基

54、于原地有效应力的应力敏感性评价基于原地有效应力的应力敏感性评价R RI I有效应力为有效应力为I MPaI MPa时的渗透率损害率时的渗透率损害率K KI I I MPaI MPa时的渗透率时的渗透率K Kininstiustiu原地有效应力测点的渗透率原地有效应力测点的渗透率%100| )( |stiuinIstiuinIKKKR 基于原地有基于原地有效应力的应效应力的应力敏感性评力敏感性评价方法解释价方法解释井漏现象井漏现象以原地有效应力为基准点计算的渗透率损害率以原地有效应力为基准点计算的渗透率损害率（地层压力衰竭（地层压力衰竭50时）与应力敏感性系数之间时）与应力敏感性系数之间线性关系

55、线性关系:应力敏感性评价小结：应力敏感性评价小结：（1）行业标准法夸大储层的应力敏感性）行业标准法夸大储层的应力敏感性（2）基于原地有效应力的应力敏感性评价更符）基于原地有效应力的应力敏感性评价更符合实际情况合实际情况（3）推荐使用应力敏感性系数法或基于原地有）推荐使用应力敏感性系数法或基于原地有效应力的应力敏感性评价法来评价储层的应力敏效应力的应力敏感性评价法来评价储层的应力敏感性感性 水相圈闭损害能水相圈闭损害能改变气藏初始状况，改变气藏初始状况，严重严重妨碍气藏发现、储量计算、及时评价和经济开妨碍气藏发现、储量计算、及时评价和经济开发发。因此，水相圈闭成为低渗。因此，水相圈闭成为低渗-

56、-致密气层损害致密气层损害研究的核心问题。研究的核心问题。3、水相圈闭损害评价（SPE122034）加拿大埃尔姆沃斯气田加拿大埃尔姆沃斯气田 发现之前，发现之前，曾有近百口井穿过了白垩系的含气层，曾有近百口井穿过了白垩系的含气层，由于当时主要勘探目的层是密西西比系（下石炭由于当时主要勘探目的层是密西西比系（下石炭统），加之气层压力较低，岩性致密以及钻井过程统），加之气层压力较低，岩性致密以及钻井过程中中水相圈闭损害水相圈闭损害，所以较长一个时期以来深盆气没，所以较长一个时期以来深盆气没有得以发现。有得以发现。 长庆气田长庆气田 在在20世纪世纪80年代至年代至1997年，累计钻天然气探年，累计

57、钻天然气探井井300多口，几乎多口，几乎100%含气，但由于含气，但由于水相圈水相圈闭闭损害，电阻率普遍偏低，损害，电阻率普遍偏低，70%以上探井达以上探井达不到工业标准。即不到工业标准。即“井井见气，井井不争气井井见气，井井不争气”131 SPE HFTC, Woodlands, TX January 2009 Global Challenges by Jacques AlfenoreWell with good potential might exhibit no (or reduced) production for an extended period of time: loss of

58、 early production, wrong productivity information in exploration/delineation wellsGraph 7(Jacques ALFENORE,2009)文文 23 井最初视表皮系数高达井最初视表皮系数高达 11.70 ，在投产初期的两年内，在投产初期的两年内有大有大 量重晶石粉喷出。量重晶石粉喷出。1985 年年 5 月大压差短期生产时有部月大压差短期生产时有部分钻井液滤液从气层退入井筒。分钻井液滤液从气层退入井筒。随着长期的试采随着长期的试采 ,气层渗透条气层渗透条件得到改善件得到改善 , 视表皮系数逐渐视表皮系数逐渐减

59、小至减小至0.109 , 表明气层损害逐表明气层损害逐渐减轻渐减轻 , 其生产压差不断减小其生产压差不断减小 , 采气指数不断增大。采气指数不断增大。（据靳秀菊，（据靳秀菊，2002）Sw(%)1000SwiSwirRgRw相对渗透率相对渗透率油气井作业过程中，由于水基工作液侵入或生产中水的聚集，油气井作业过程中，由于水基工作液侵入或生产中水的聚集，使井筒附近储层或裂缝面含水饱和度使井筒附近储层或裂缝面含水饱和度Sw从初始含水饱和度从初始含水饱和度Swi到束缚水饱和度到束缚水饱和度Swirr再到再到100%之间变化，从而导致储层之间变化，从而导致储层油相或气相渗透率降低的作用或现象，称为水相圈

60、闭损害油相或气相渗透率降低的作用或现象，称为水相圈闭损害渗透率损害渗透率损害率率气相渗透率随着含水饱和度的升高而降低，尤其含水饱和气相渗透率随着含水饱和度的升高而降低，尤其含水饱和度从初始含水饱和度上升到束缚水饱和度过程中，气相渗度从初始含水饱和度上升到束缚水饱和度过程中，气相渗透率下降幅度最大透率下降幅度最大 （2）实验评价）实验评价势差法势差法 2i22()cwww iw twp AkssNttaIPKt()cwwwiIPp kss222()()cwwrwtdwwppAkssNtta DP tK侵入过程侵入过程返排过程返排过程()()cwwrwDPpp kss渗吸势滞留势水相圈闭损害水相圈