油气层保护技术模板

资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。油气层保护一、名词解释1、油气层保护:在油井完井及生产阶段,在储层中造成的减少油气层产能或降低注液注气效果的各种阻碍。2、绝对渗透率:渗透率是反映渗透性大小的物理量。3、有效渗透率:多相流体并存时,岩石对其中每相流体的经过能力。4、相对渗透率:相对渗透率是每一相的有效渗透率与绝对渗透率的比值。5.表皮系数:描述因油气层损害而造成的井底附近地带流体渗流阻力增加的数值6、条件比:储层受到损害时,油气井供给半径内的平均有效渗透率与未受损害的储层原始渗透的比值。7、产能比:在相同生产压差条件下,油气层受到损害后的产量与假定未受损害时的理想产量之比。8、采油指数:油井单位生产压差下的日产油量。9、流动效率在相同的产量条件下,油气层受到损害时的采油指数与未受损害时的理想采油指数的比值。10污染系数污梁系数等于1-PR,其中PR为产能比。11、含水饱和度:单位孔隙体积中水所占的百分数。12、含油饱和度:单位孔隙体积中油所占的百分数。13、钻进液:钻开油气层过程中所用的的流体。14、粘土水化膨胀:粘土因吸水而造成层间距加大致积增大的现象.15.定势离子:粘土表面所带负电荷.16、反离子:粘土表面吸附的阳离子.17、晶格取代:低价离子取代高价离子的现象.18、分散运移:指的是粘土颗泣的运移.19、颗粒运移:指的是储层中固有的非粘土颗粒的运移.20、微粒运移:地层中细小松散的固体颗粒随流体在砂岩孔隙中的流动.21、临界流速:使渗透率明显下降的流体流动速度.22.临界盐度:使渗透率明显下降的盐度.23、水锁损害:外来液体的侵入造成含水饱和度增加,使油的相对渗透率下降的现象.24.毛管力:使液体沿毛细管上升的压力.25、贾敏效应:乳状液的液珠在经过地层喉道时产生的堵塞效应。26润湿反转:因表面活性剂的吸附,使表面的亲油亲水性发生改变的现象.27、润湿:液体在分子力作用下在固体表面流散的现象.28、润湿角:从水、油、固三相之交点对水相作切线,该切线与水固界面的夹角,称为润湿角29、分散质点式:粘土矿物以分散质占形式充填在砂岩粒间孔隙中,质点间互不连接.30、薄膜式:粘土矿物在砂粒表面呈定向排列,形成连续的薄膜.31搭桥式粘土矿物自孔隙壁伸向孔隙空间,在整个孔隙空间形成粘土桥.32、硅氧四面体:由一个硅原子和四个氧原子组成的四面体,氧原子在顶点,硅原子在四面体中心.33、铝氧八面体:由一个铝原子和六个氧组成的八面体。34、交换吸附:一种离子被吸附的同时,从吸附剂表面顶替出等当量的带相同电荷的另一种离子的过程。35、阳离子交换容量:在PH值等于7的条件下,每100克干粘土所交换下来的阳离子的毫摩尔数.36.孔隙度:孔隙体积与岩石总体积之比37、克氏渗透率:气体渗透与平均压力的倒数成一直线关系,该直线在渗透率轴的截距.38、等价液体渗透率:气体渗透与平均压力的倒数或一直线关系,该直线在渗透率轴的截距.39、水敏性:水敏性是指当与储层不配的水进入储层后,引起储层中粘土水化膨胀,分散运移,导致渗透率下降的现象.40、速敏性:因流过储层的液体流动速度增加而引起储层中微粒运移而造成渗透下降的现象。41、盐敏性:地层渗透率随外来液体含盐量下降而降低的现象。42、酸敏性:当酸化时因胶结物溶解释放微位及形成化学沉淀物而使油层渗透率下降的现象。43、压降曲线:关井达到稳定静止条件后开井,井底流压与时间的关系曲线。44、完井方法:是指油气井井筒与储层的连通方式,以及为实现这一特定的通方式所采用的井身结构、井口装置和有关的技术措施。45.先期裸眼完井法:先在油层顶部下入技术套管并固井,然后再钻开油气层。46、射孔完井法:钻穿油气层后,将套管下至油层底部固井.然后用射孔器射穿套管和水泥环,并射入储层内一定的深度,使井筒与储层之间构成通道.47、各向异性:地层沿层理方向和垂直层理方向上的渗透率不一样,一般来说沿层理方向渗透率大、这种现象称为地层各句异性。48.水基完井液:以水为连续相的完井液.49、油基完井液:以油为连续相的完井液.50、压力恢复曲线:当一口油井以某一稳定的产量生产一定时间后,将井关闭.井底压力恢复值与关井时间的关系曲线.51、吸附层:部分反离子以单离子层紧紧吸附在粘土颗粒表面,随粘土颗粒一起运动,称为吸附层。52、扩散层:部分反离子呈扩散状态分布,不随粘土颗粒一起运动,称为扩散层。53、桥堵剂:是指能很快在油层孔隙和裂缝入口处架桥,形成薄而致密的泥饼,从而减少固相颗粒进入油气层的物质。54、矿化度:每升水所含盐的毫克数(mg/l或ppm)。55、表面活性剂:是一种加入很少的量就能显著改变物体界面性质(如表面张力)的物质。56、API失水量:钻井液完井液在0.7mPa的压力下,30分钟的时间内,经过直径为75mm的过滤面所滤失的水量。57、射孔:是用聚能射孔弹将套管、水泥环和储层射开,使储层中的油气流入生产井底的过程。58、水质比:就是过滤试验中悬浮固体的浓度与所形成滤饼渗透率的比值。59、晶格取代:低价离子取代高价离子的现象,称为晶格取代。60、流动效率:在相同的产量条件下,油气层受到损害时的采油指数与未受损害时的理想采油指数的比值。61、微粒运移:地层中细小松散的固体颗粒随流体在砂岩孔隙中的流动。62、水敏性:是指当与储层不配的水进入储层后,引起储层中粘土水化膨胀,分散运移,导致渗透率下降的现象。63、润湿反转:因表面活性剂的吸附,使表面的亲油亲水性发生改变的现象。64、完井方法:是指油气井井筒与储层的连通方式,以及为实现这一特定的连通方式所采用的井射结构、井口装置和有关的技术措施。65、压力恢复曲线:当一口油井以某一稳定的产量生产一定时间后,将井关闭。井底压力恢复值与关井时间的关系曲线。简答题答案1、什么是表皮系数?写出其定义式,并指明符号的意义及与油层损害的关系?答:表皮系数是描述井底附近地带的储层因受到损害而引起的渗流阻力增加的数值。定义式为S＝(K－Ka)/(ka)ln(Ra/Rw)其中S为表皮系数K为原始渗透率Ka为损害带渗透率Ra、Rw分别为损害带和井眼半径S＞0地层有损害,S越大损害越严重2、写出Jˊ指数方程的表示式,指明符号的意义,与油层损害有何关系?答:Jˊ指数方Jˊ程是离心法评价岩芯损害方法的计算公式,其表示式为Jˊ＝σ2/Pd2(1-Swr)式中Jˊ为入口压力σ为表面张力Sw为残余润湿相饱和度与油层损害的关系是损害越严重Jˊ越小损害越严重入口压力越大损害越严重Sw越大3、什么是毛管力?写出其计算式,指明符号的意义,与油层损害的关系?答:使液体沿毛细管上升的压力为毛管力,其计算公式为Pd=(2σcosθ)/γ其中Pd为毛管力,σ为界面张力,r为毛管半径,θ为润湿般角σ越大,r越小,则毛管力越大,一般来说对于亲水地层,毛管力对油层流出产生阻力,因此Pd越大,损害越严重。4、什么是贾敏效应?写出其计算式,指明符号的意义,与油层损害的关系。答:乳状液珠在经过地层孔隙喉道处所产生的堵塞效应,称为贾敏效应。贾敏效应的大小可用下式计算ΔP＝2σ(1/r-1/R)式中,R为乳状液珠半径,r为孔隙喉道半径,σ为界面张力,ΔP为液珠经过油所层喉道时要克服的压差,即敏效应。贾敏效应的影响可从计算公式中看出,即σ、r和R。r越小,R越大,σ越大则ΔP越大。5、什么是绝对渗透?写出其计算式,指明符号的意义,说明影响因素。答:绝对渗透率是反映岩石渗透性大小的物理参数,其计算公式为K＝(Qμl)/(ΔPA)式中,Q为流量,单位是m3/s,,μ为粘度单位是mPa·s,L和A分别为岩芯的长度和横截面积,单位是m和m2,ΔP为压差,单位是Pa,K即为渗透,单位为m2(μm2)。渗透率的影响因素为:6.什么是条件比?什么是表皮系数?写出二者之间的关系式,指出符号的意义。答:条件比是指储层受到损害时,油气井供给半径之内的平均有效渗透率与未受损害的储层原始渗透率的比值,用CR表示.表皮系数则是揭述井底附近地带的储层因受到损害而引起的流体渗流阻力增加的数值。用S表示二者均是反映油层损害大小的参数,均可用不稳定试井数据计算,二者之间存在如下关系CR={ln(Re/Rw)}/{ln(Re/Rw)+S}式中,Re为油层供给半径,Rw为井眼半径。7.什么是产能比?什么是表皮系数?写出二者之间的关系式,指出符号的意义。答:产能比是指在相同生产压差条件下,油气层受到损害后的产量与假定未损害时的理想产量之比,用PR表示表皮系数是描述井底附近地带的储层因受到损害而引起的液体渗透流阻力增加的数值,用表示。二者是描述油层损害程度的参数,均可用不稳定试井数据计算.二者之间关系为:PR={ln(Re/Rw)}/{ln(Re/Rw)+S}式中Re为地层供给半径,Rw为油井半径8、盐度敏感性实验的目的、意义及实验方法各是什么?答:盐度敏感性试验的目的是测定当注入液体的矿化度逐渐下降时岩石渗透率的变化,从而确定出使渗透率明显下降时的临界矿化度,其意义在于;在设计钻井液完井液时,将其矿化度至少保持临界盐度以而避免对储层造成严重影响,试验方法是:首先按自行制定的浓度范围配制不同浓度的盐水(最高浓度应保持岩石不发生水敏)。然后按浓度由高至低的顺序注入岩芯进行驱替。每更换一次盐水,应先用该盐水驱替10－15Vp,浸泡24小时后测其渗透率。最后以盐水浓度为横坐标,以渗透率为纵坐标作图,由曲线确定出临界盐度。9.什么是油层损害?其核心问题是什么?危害是什么?答:油气层损害是指在油井完井及生产阶段,在储层中造成的减少油气层产量或降低注液注气效果的各种阻碍。油气层损害的核心问题是:在压差作用下钻井液完井液中的滤液和固相侵入油层,引起储层岩石的结构及表面性质发生改变,从而使井眼附近地带的渗透率大大下降。油气层损害后,一方面影响单井产量,严重时,可”枪毙”油层,另一方面有可能丧失发现油气层的机会。10.保护油气层的主要思路是什么?答:保护油气层的主要思路是:①不该进入的工作液要使之不进入,至少的进入。②不可避免要进入的流体应该是良性的、配合性好的、最好的无固相的,进入深度应控制在有效的范围内。③凡是已进入的液相、固相都能用化学方法或物理方法解堵、排液.④在油气层段钻进和完井施工时,要强化技术组织管理、力争消除井下事故的复杂情况,尽量减少缩短池层浸泡时间.⑤保护油气层以”预防为主”。11.储层保护研究和实施程序是什么?答:①首先分析储层孔隙结构的特点、所含粘土矿物类型、分布、数量、地层水的性质及各种微粒的类型,研究潜在影响;②根据潜在影响,进行敏感性评价确定出储层的敏感程度;③从潜在影响和敏感性出发研究损害机理;④根据机理选择完井及完井技术,提出保护措施;⑤按油田作业工序逐一实施保护措施;⑥用测井或试井的办法评价保护措施的对应效果,由反馈效果进一步研究机理,完善保护技术.12.什么是绝对渗透率、有效渗透率及相对锁透率?答:绝对渗透率是反映岩石渗透性大小的物理参数,它是岩石的自身性质,取决于岩石的孔隙结构.有效渗透率是多相流体并存时,岩石对其中每一相流体的经过能力.它既和岩石自身必须有关,又和流体的饱和度有关.相对渗透率是指有效渗透率与绝对渗透率的比值.13.什么是润湿反转?其原因有哪些?答:由于表面活性剂的吸附,使原有亲油亲水性发生改变的现象叫润湿反转,其原因有3个:①表面活性剂具有双亲结构,加入液体之后亲水基因(亲油基因)优先吸附在呈极性(呈非极性)表面上,而亲油基因(亲水基因)朝外,于是改变了固体表面的亲油亲水性.②砂岩表面是羟基化了的,某些活性剂能与羟基反应,使表面活性吸附剂固体表面,亲油基因朝外,从而使砂岩由亲水变为亲油。③砂岩表面一般带负电,一些活性剂可与负电反应,而将活性剂吸附到砂岩上,从而使砂岩亲水变为亲油.14.什么是水锁损害?由哪两种因素构成?答:随着外来液体的侵入,造成含水饱和度增加,从而使油相对渗透率下降,这种现象称为水锁损害,一般来说话,水锁损害包含毛管力和贾敏效应两部分,毛管力是指使液体沿毛细管上升的压力,其作用方向与油流刚好相反,贾敏效应则是乳状液液珠在喉道处产生的堵塞效应,二均阻碍油气流入井底,毛管力经常存在,而贾敏效应则必须生成乳状液后才发生。15.什么叫完井方法?对完井方法有哪些要求?答:完井方法是指油气井井筒与储层的连结方式,以及为实现这待定的连通方式所采用的井身结构、井口装置和有关的技术措施,对完井方法有以下几点共同要求:①有效地减少油气流入井底的阻力,减少对储层的损害②要妥善地封隔油汽水层,防止各层之间互相窜槽.③克服井塌或油井出砂,保证油气井长期稳定延长油井寿命.④能够进行压裂、酸化等增产措施,以及便于修井.⑤工艺简便易行,完井速度高,经济效益好.16.钻开油气层时有哪些损害因素?答:①钻井液方面.钻井液侵入地层后,其面相堵塞孔隙,滤液引起粘土水化膨胀,当滤液与地层水不配伍时可能造成化学沉淀,如果滤液中还有表面活性剂还可能造成润湿反转.对于低渗透地层来说,也存在着水锁和贾敏效应等问题.②地层方面.地层中存在砂、微粒,钻井液侵入之后有可能被释放,随流体一同运移而堵塞喉道.③钻井工艺,钻井工艺技术不当可加剧油层损害,起钻的抽吸作用,会降低井底液体压力,破坏泥饼,钻井液进一步侵入地层,下钻压力激动使液柱压力增加,促使钻井液侵入.上返速度过大对井璧产生冲蚀作用,破坏泥饼和井身质量.钻具对井壁向刮削作用,使固相严实地嵌入地层中。17.为防止钻井时损害油层应注意采取哪些措施?答:①控制压差,实现平衡或负压钻井,减少固相和滤液侵入地层的数量。②尽量缩短浸泡油层的时间.③控制钻井液的滤失量.④选择与储层配伍的钻井液。⑤优化钻井工艺技术.控制上返速度,减少压力激动,防止钻具弯曲等。18.选择钻井完井液应遵守哪些原则?答:钻井完井液的选择.从油层保护的角度来说,应考虑地层的特点,遵守下列原则:①对速敏地层.主要问题是微粒运移,因此应首先应选用具有的低的高温高压失水量的钻井液,使进入油层的滤液量少,流速低,不超过其临界流速.②对于水敏性地层,主要问题是粘土水化膨胀。最好采用不滤失的油基钻井或气体钻井液,其次可采用抑制性钻井液,③化学敏感性地层。主要问题是化学沉淀.应选用与地层水相配伍的钻井液。④对于一些引起水锁、贾敏效应和润湿反转等物理变化的储层,一是减少滤失量、二是避免使用能发生润湿反转和易生成乳状液的表面活性剂.19.什么是桥堵剂?如何选择?答:桥堵剂是能很快在油气层孔隙和裂缝处架桥,形成薄而致密的泥饼,从而减少固相的侵入的物质,桥堵剂有水溶性性、油溶性和酸溶性三种。对于非酸敏性地层,应选用酸溶性的,对于干气层和酸敏性地层,选用水溶性性的,而对于凝析油层选用油溶性性的,选择标准是:粒径是地层孔隙平均直径的1/3以上,加量为完井液固相的5％。20.射孔作存在哪些损害油层问题?答:①射孔弹穿孔时的堵塞,主要是流芯堵塞.②射孔弹穿孔时产生压实作用,使渗透性下降.③射孔液带来的危害,包括固相堵塞反滤液造成的水锁、贾敏、水化膨胀、分散运移等。④碎屑及固相堵塞.主要指的是射孔弹的破碎金属、水泥环和矿物等产生的固相。⑤地层各向异性。21.酸化时损害油层的原因有哪些?答:①HF反应产物沉淀.如AlF3CaF2等②铁反应物沉淀,如S、Fe(OH)3、FeS等.③酸化释放固体微粒,随流体运移,堵塞地层喉道。④肢体残渣的堵塞。⑤化学不配伍引起堵塞.主要指的是各种添加剂之间互不相容22.注水对地层伤害与水质有关,与水质有关的因素有哪些?答:①注入水与地层水不相容.生成化学沉淀而堵塞地层.②悬浮物的堵塞。产出水常含有某些粘土和其它微粒,也可能有原油,要么直接堵塞地层,要么形成乳状液经过贾敏效应而堵塞地层。③不稳定盐类沉淀。如Ca(HCO3)2等,因温度和压力变化析出沉淀物而堵塞油层。CO2+H20+CO32-=2HCO3-温度升高,使HCO3-分解CO32-浓度增大,于是CaCO3析出沉淀。④细菌堵塞.注入水中有细菌,在地层中繁殖,引起孔隙堵塞.23.采油生产过程中产生损害的原因有哪些?答:①无机结垢堵塞,主要来源地层砂、沥青和无机垢物可能发生在井筒里,也可能生发在地层孔隙中.②沥青质沉淀.③过高的生产压差或建立不合理室的压差方式,可能导致储层出砂,堵塞井壁孔隙或射孔孔道.③有些化学药剂,不配伍,形成沉淀而堵塞油层.24、写出油层损害的矿场评价方法及评价标准?答:表皮系数法S＞0有损害越大损害越严重条件比法CR<l有损害越小损害越严重产能比法PR<l有损害越小损害越严重流动效率法PE<1有损害越小损害越严重污染系数法DF>0有损害越大损害越严重"7"字法CI=7元损害(完善指数法)CI>8有损害越大损害越严重25.请用双电层理论解释外来液体含盐量越高,粘土膨胀越小的原因?答:粘土遇水后表面带负电.为保持整体电中性,周围吸附阳离子,这些阳离子成扩散状态分布,形成扩散双电层.粘土膨胀,就是层间距加大,层间距是否加大,取决于受力情况,若斥力大,则层间距加大,粘土遇水后,层间上下层面均形成双电层,扩散层中的反离子之间形成斥力,在斥力作用下,层间距加大,外来液体含量高,反离子浓度增高,迫使反离子进入吸附层〈压缩双电层),于是双电层斥力减少,从而减少了粘土水化膨胀.26.无机结构的原因有哪些?答:①外来液体与地层水不配伍,在井筒或地层中相遇就可能形成沉淀.②温度和压力变化.水中CO2、CO32－及HCO3－在一定压力下存在如下平衡关系CO2+H2O+CO3－＝2HCO3－由于温度和压力变化,使C02逸出,平衡左移,CO3－浓度增大,于是生成难溶沉淀物.③吸附引起结垢,储层孔隙壁带负电,构成引力场、形成吸附中心,吸引和促使微晶产生而引起结垢.27.防垢剂的主要作用有哪些?答:①增溶作用:水溶性防垢剂与易结垢的离子形成可溶性络合物,阻止结垢产生.②分散作用.无机盐CaCO3形成晶体结垢,是逐渐由小交大的,当它们处于亚微米晶粒悬浮在水溶液中不沉淀时加入带负电性的阴离子防垢剂,使其与结垢晶粒相碰时发生物理或化学吸附,呈分散状态悬浮在水溶液中不沉淀,阻止结垢的生成.③静电斥力作用。带负电荷的聚阴离子可吸附几个带正荷的无机盐微晶粒,微晶粒间靠静电斥力作用,阻碍相互碰撞而形成大的晶体,防止结垢物生成.④晶体畸变作用.加入防垢剂对Ca2+等有络合作用,在晶体中占有一定位置,阻碍和干扰无机盐结晶的生成.28、铁离子沉淀的原因有哪些?答:①PH值的改变PH=2.2Fe3+开始,析出Fe(OH)3PH=3.2全部析出PH=7.7Fe3＋以Fe(OH)2析出上述二者均可堵塞地层孔隙.②铁离子与H2S反应Fe3＋十H2S→S↓十Fe2+十H＋Fe2＋十H2S十FeS↓十2H③与水中CO2反应Fg3+十CO2十H2O→Fe2(CO3)3十H+④铁离子与沥青质原油结合,形成不溶性胶体沉淀.29.什么是润湿角?与润湿性的关系如何?答:从油、水、固三相交点对水相作切线,该切线与水固界面之夹角称为润湿角,用θ表示.规定从极性大的一边算起.θ＜90º称为亲水或憎油,θ越小亲水性越强θ>90º称为亲油或憎水,θ越大亲水性越强θ=90º称为两性润湿。30.砂岩储层中粘土有几种存在形式,各自对产能有什么影响?答:①薄膜式:粘土在孔隙壁上呈定向排列,组成连续的薄膜,粘土的性质决定岩石的物理及化学性质。外来液体进入后与粘土接触的面积大,因粘土水代膨胀而堵塞油层。②分散质点式:粘土矿物以分散质点式充填在粒间孔隙中各质点间互不连接。对油层的主要影响是:粒径较大,附着力弱,当流体流动时脱落随流体运移堵塞喉道。③搭桥式:粘土矿物自储层孔隙壁伸向孔隙,空间在整个孔隙空间形成粘土桥。对油层的影响是:形成粘土桥后,将大孔隙分割成小孔隙,形成大的吸水区,外来液体侵入后造成含水饱和度增加,油的相对渗透率下降.31.蒙脱石的晶体结构及特点如何?对产层有如何影响?答:蒙脱石是2:1型粘土矿物,由两个硅氧四面体夹一个铝氧八面体组成,层间靠分子间力连接,层间连接不紧密,水分子易进入.蒙脱石一个显著待点是晶格取代多,且多发生在铝氧八面体上.结果使蒙脱石晶体带负电,且负电性很强,这些待点决定了蒙脱石易吸水且易进入层间,由于层间连接力弱,层间距加大,水化膨胀性很强.因此,这种粘土矿物对产层的最大影响就是水化膨胀.32.高岭石的晶体结构及特点如何?对产层有如何影响?答:高岭石晶体结构是由一个硅氧四面体和一个铝氧八面体晶片组成,所有四面体的尖顶都指向八面体为1:1型粘土。高岭石构造单元中原子电荷是平衡的,即几乎无晶格取代.高岭石片状结构中一面为氧层,另一面为OH,晶片间靠H键连接.这就决定了高岭石不易吸水,水分子不易进入层间,水化性能小,是非膨胀性粘土.高岭石的两大特征是:一为颗粒大,二是附着力弱.当流体以较高的流速流动时,因剪切力作用而使高岭石脱落并随流体运移,堵塞喉道.33.伊利石的晶体结构及特点如何?对产层有何影响?答:伊利石晶体构造与蒙脱石相似,也是由两个硅氧四面体夹一个铝氧八面体组成,即为2:1型粘土.不同的是:其品格取代多发生在硅氧四面体上,所缺的正电荷由K＋补偿.K＋的直径为2.66A,四面体表面氧组成的六角环内切园直径为2.8A,K＋正好进入六角环中,阻止水分子进入.同时K＋与晶格取代发生的位置近,相邻晶层与K＋产生较强的静电引力,使各晶层间拉得较紧,即使在水分子存在的情况下晶层也不易分开。因K＋不参加交换,同时本身水化较弱,因此其吸水能力比蒙脱石小得多,膨胀性也较差.伊利石在地层中较为常见,从形态上看大多数以搭桥式存在,将大孔隙变成细孔隙,具有较大的吸水区,外来液体侵入后造成含水饱和度增加,使油的相对渗透率下降.同时毛发状伊利石当流体流动时将被打碎并随流体运移,堵塞喉道.34.粘土颗粒带电性如何?其原因是什么?答:粘土在水中带负电,其带电原因是:①晶格取代引起粘土带负电.蒙脱石理想分子结构中电荷是平衡的,但在实际生成的过程中,Al3+可能被Fe2+等取代.Sl4+可能被Al3+等取代,结果造成负电荷过剩,其表吸附其它阳离子,保持粘土整体带电中性。分散到水中后,吸附的阳离子扩散到水中,结果带负电.由于这种带负电不受PH值等影响,因此称为永久负电荷。②粘土表面的Al-OH在碱性条件下解离使粘土带负电.粘土表面有很多裸露的AI－OH键,在碱性条件下OH基因中解离出H＋,于是粘土显出负电性.由于粘土这种负电荷受PH值影响,因此称为可变负电荷。③断键使粘土带负电,粘土矿物在破碎时,化学键断裂之后,可使某一面带正电荷.另一面带负电荷.这种电荷只出现在粘土片状边缘上,且电荷量很小,因此粘土总体上还是带负电.35、什么是离子吸附?有什么特点?答:一种离子被吸附的同时,从吸附剂表面顶替出等当量带相同电荷的另一种离子的过程叫阳离子交换吸附.离子交换吸附的特点是:①同电性离子进行交换。粘土颗粒带负电,吸附阳离子,只有溶液中阳离子能够与粘土表面吸附的离子交换.②等当量进行交换。被交换下来的和吸附上的离子的当量是相等的.③离子交换吸附的反应是可逆的.吸附和脱附的速度受阳离子浓度的影响.36、什么是阳离子交换容量?其影响因素如何?答:在PH值等于7的条件下,粘土所能交换下来的阳离子总量,其数值以100克干粘土所交换下来的毫摩尔数表示.影响因素有:①粘土矿物的类型.晶格取代越多阳离子交换容量越大.蒙脱石>伊利石>高岭石②粘土颗粒的分散度。分散度越大,裸露的Al～OH越多,H＋解离越多,电性越大,阳离子交换容量越大.其中高岭石的阳离子交换容量受分散度影响最大。③PH值.在粘土矿物和分散度相同的条件下,PH值增加,H＋解离越多,阳离子交换容量越大.37、什么是水敏性?写出水敏性试验步骤及评价方法?答:水敏性是指矿化度较小的外来液体进入油层后引起粘土水化膨胀,分散运移,进而导致渗透下降的现象.试验步骤:①首先测气体渗透率,求出K∞②将岩芯完全饱和〈用地层水〉③注入地层水,浸泡40小时进行老化,然后在小于临界流速的条件下测地层水渗透率Kf④注入次地层水,浸泡24小时,在小于0.75Vc的条件下测次地层水渗透率Ksf.⑤注入无离子水.浸泡20小时.在小于0.5Vc条件下测无离子水渗透率Kw评价方法:用Kw/K∞由来判断强弱:<0.3强水敏0.3一0.7中等水敏0.7-1弱水敏38.写出酸敏性试验流程、评价方法及评价标准?答:流程:①气测渗透率求K∞②用地层水饱和24小时,测地层水渗透率K1③反向注入15%HCl,反应24小时.④连续用地层水测渗透率,同时检查排出液PH值和Fe3＋,当PH值不变且无Fe3＋存在时为止,计算kf评价方法及标准:酸敏性大小用kf/ko表示.>1改进油气层,达到酸化目的.〈1有伤害,Kf/Ko＜0.3强酸敏性;0.3一0.7中等酸敏佳0.7-1弱酸敏性39.阳离子表面活性剂稳定粘土的机理是什么?写出一种活性剂结构?答:阳离子表面活性剂溶于水后电离出有机阳离子基团,这些阳离子基因团聚取代粘土晶层表面的K＋、Na＋、Ca2＋等无机阳离子而吸附到粘土颗粒表面,吸附后阳离子有机尾部伸向空间,形成一层亲油憎水的吸附层,于是将水和粘土分开.同时被吸附的阳离子中和了粘土表面的负电荷,减少各层间压力,从而避免了粘土的水化膨胀.例:十二烷基三甲基氯化铵40、有机阳离子聚合物稳定粘土的机理是什么?答:①阳离子聚合物在水中电离子出来的有机阳离子将粘土颗粒表面的低价金属阳离子交换下来,有机阳离子聚合物与粘土颗粒经过静电引力,H及分子间力吸附在粘土颗粒表面上,形成一层有机阳离子聚合物保护膜。一方面中和了粘土的负电荷,使粘土晶层间压力减少,同时使粘土颗粒与分子隔开,从而抑制门粘土的水化膨胀.②有机阳离子聚合物的链比较长,而且链上有许多正电荷,因此可同时与几个粘土颗粒相吸附,从而限制粘土颗粒的水化分散和运移。③有机阳离子的吸附是多点吸附,吸附力强,因此稳定持久.④这种稳定剂不受PH值影响,应用范围广.41.评价粘土稳定的方法有哪些?答:①岩芯流动试验法:根据渗透率的变化来判断。②浊度法:根据达到最佳絮凝所需要的稳定剂量来判断.③X一射线衍射法:根据处理前后粘土层间距的变化来判断.④粒度分析法:根据处理前后粘土的粒度分布来判断.⑤静态膨胀法:测定用稳定剂溶液浸泡一定时间后体积的变化情况。42.写出岩芯流动试验法评价粘土稳定剂的实验步骤及判断方法?答:①将岩芯装入岩芯夹持器中;②抽真孔后注入标准盐水,饱和30分钟;测渗透率KS;③反向注入90分钟处理剂溶液;④正向注入30分钟标准盐水,测渗透率Ks;⑤反向注入60分钟淡水,测渗透率Kw⑤正向注入30分钟标准盐水,测渗透率Kˊs评价方法Ks/Ks:反映了处理剂本身对地层的堵塞情况.K〞s/Ks反映了处理剂的防膨和防分散运移的能力.K〞s/Ks反映了处理剂保持岩石芯原有渗透的能力.43.如何用毛管数据判断油层损害?有什么规律?答:①用离心机测毛管曲线〈毛管力与含水饱和度的关系〉②从毛管曲线上得到入口压力Pd和残余润湿相饱和度Sw③用指数方程Jˊ＝(Q2/Pd2)(1-Sw)来预测渗透率的变化.④其规律是:损害越严重,Jˊ越小;损害越严重,Pd越大;损害越严重,Sw越大.44.试谁导并联地层的平均渗透率计算公式?答:设两个地层厚度分别为h1、h2,渗透率分别为k1,k2,流体粘度为μ,地层供给半径为Re,井眼半径为Rw,地层压力为Pe,井底流压为Pw,地层平均渗透率K.并联地层具有两个特点:一是总产量等于分层产量之和,另一个是两个层的生产压差相同,即Q=Q1+Q2根径向流产量公式有Q={2π(h1+h2)(P一Pw)K}/{μ㏑(Re/Rw)};Q1={2π(h1K1)(Pe-Pw)k}/{μ㏑(Re/Rw)};Q2=2π(h2K2)(Pe-Pw)/{μ㏑(Re/Rw)}因此{2π(h1+h2)(P.一Pw)K1}/{μ㏑(Re/Rw)}＝{2π(h1K1)(Pe-Pw)k}/{μ㏑(Re/Rw)}＋{2π(h2K2)(Pe-Pw)k}/{μ㏑(Re/Rw)}因此(h1+h2)k=k1h1+k2h2因此K=k1h1+k2h2/h1+h245.影响粘土水化膨胀的因素有哪些?答:①吸附的阳离子:Ca2＋蒙脱土膨胀性较Na＋膨胀性弱②粘土矿物的类型:蒙脱石膨胀性最强,其次是伊利石,高岭石几乎不膨胀.③粘土晶体部位:层面上水化膜厚,边缘上水化膜薄.④外来液体含盐量:含盐量增加,膨胀性减弱.⑤外来液体处理剂的使用:某些处理剂能抑制粘土膨胀,而另一些则加剧粘土分散。46.影响微粒运移的因素有哪些?答:①流体流速V:存在临界流速Vc,当V大于Vc时渗透率急剧下降.②润湿性:只有能润湿微粒的流体运移时,微粒才会运移.③PH值的影响:PH值升高,加剧微粒运移.④含盐量:含盐量增加,运移减弱,含盐量小,微粒运移加剧,同时也与降低速度有关。47、影响水锁损害大小的因素有哪些?答:水锁损害包括毛管力和贾敏效应两部分:1)毛细管半径越小,毛管力越大,水锁越严重。2)油水界面张力越大,毛管力和贾敏效应均越大,水锁越严重。3乳状液液珠半径越大,贾敏效应越大,水锁越严重4油气层的渗透性越小,水锁越严重。5乳状液粘度越大,水锁越严重。48、岩相学分析有哪几项?分别测试哪些内容?答:①X－射线衍射分析:测定小于4μm的粘土矿物和大于4μm的非粘土矿物②薄片分析:测定胶结物的组分及分布,描述孔隙性质及类型,测定粘土矿物的分布和成因,了解敏感矿物的分布。③扫描电镜分析:观察孔隙的几何形状,颗粒充填物、内衬物和各种矿物的立体图象。可了解储层孔隙、喉道、胶结物和粘土矿物的特性及空间关系。49、哪几种液体渗透率可做为岩芯原始渗透率,是否有缺点?若有是什么?答:①K1:即在ΔP=1绝对大气压下的空气渗透率。②Kf:模拟地层水单相流支渗透率③Ko:在束缚水饱和度下,模拟油作单相流动时的渗透率④K∞:克氏渗透率不足:方法(1)在渗透率很低时很难测出方法(2)和方法(3)由于吸咐等原因也不很准确,当前普遍采用方法(4)型敏感矿物损害方式水敏/盐敏蒙脱石、绿蒙混层、伊蒙混层膨胀、分散运移酸敏HCl绿、绿蒙混层、铁方解石、铁矿Fe(OH)3↓微粒运移HF方解石、沸石、各种粘土矿物CaF2↓SiO2↓碱敏PH>12钾长石、钠长石、各种粘土矿物硅酸盐沉淀速敏性高岭石,毛发状伊利石、微晶石英,微晶长石等分散运移,颗粒运移53.如何控制完井液的粘度?答:提粘:增加水量或有机土、氧化沥青的数量。降粘:增加油量及使用防止胶凝的表面活性剂,降低滤失量:使用有机土、氧化沥青等亲油胶体,选择乳状液品种,保持必要的数量.控制乳状液的稳定.提比重:注意润湿反转剂的品种和数量;加有机土至切力达到一定数值后.再加重晶石粉或其它亲油的加重物质.54.有限制地打开油层的原因有哪些?答:①避免水和气进入井筒:②由于机械或安全的原因.不能钻开整个油层:③避免出砂或其它易碎的地层颗粒;④在所选择的层段进行测试;⑤保留未穿透部分套管用于设置机械设⑥由于测井解释的错误,以致于不能定义真正的整个油层⑦不能进行生产的堵塞穿透55、部分穿透的一般特征是什么?答:①流体由原来的径向流动变成射孔孔道附近的垂直方向的流动②在各向异性的地层中,各方向的渗透有相当大的变化,大多数情况下层理方向的渗透率大于垂直层理方向的渗透率,因此造成产能降低。③流体在射孔孔处产生汇流,由此形成紊流使压差增大。④流入井筒的产量与穿透比有很大关系。随着穿透比的增大,产能增加。56、简述油层损害的原因?答:①外来固相进入地层,堵塞地层孔隙②地层微粒运移堵塞地层孔隙③外来液体引起粘土膨胀,降低孔隙半径④外来液体浸入引起润湿反转或形成沉淀⑤外来液体侵入,造成含水饱和度增加,使油的相对渗透率下降。57、如何确定岩芯是否有微粒运移发生?答:①在进行流动试验反向流动时,渗透率突然上升,然后又趋于下降(且幅度较大)②将淡水注入岩石时,会发现有一些微米级的细粒排出。③在水敏性岩芯中,单相流的水渗透率比反向稳定流的原油渗透率低。油在钻井液损害后的岩芯中反向时,低压差比高压差得到的渗透率恢复情况要好。58、完井液、修井液有哪些类型?答:钻进液:钻开油气层所用的流体。隔离液:用于隔离两种不能配合的液体。压裂液:用于压裂岩石的弱解理面,达到增产目的的液体。酸化液:用于酸化作业的液体射孔液:射孔时所用的液体。封隔液:完井时套管和油管之间的一种充填液体。套管封隔液:用于稳定井壁,以便从中向井内回收套管或油管。砾石充填液:用于输送砾石。修井液:提高产能而进行的作业或维修井时所用的流体。59、裸眼完井法有哪些优缺点?答:裸眼完井最大优点是储层直接与井底相通,油气流入井内的阻力小,和后期裸眼相比,先期裸眼完井还具有如下优点:①浸泡时间短,消除水泥浆对油层的损害②消除高压对固井的影响,为提高固井质量创造了条件③排除了上部地层对钻开油层的干扰,为采用和油层相匹配的完井液提供了条件缺点:①不能克服井壁坍塌和出砂,对油气井生产的影响。②如果储层物性结构不一致,不能克服产层内油、气、水的互相干扰。③无法进行选择性酸化压裂。④后期裸眼完井未能消除水泥浆对产层的影响。60、射孔完井法有哪些优缺点?答:优点:①能比较有效地封隔和支撑易塌油气层②能分隔不同压力和物性的油气层,可进行分层测试,分层开采等措施。③经过选择性射孔,可有效地控制油层的生产量。④可进行无油管井、多管完井等。⑤适宜于防砂。缺点:①要求测井分析和井深监测准确②钻井液和水泥浆对储层会产生损害。③由于射孔数目和深度有限,油气层与井底连能面积小,油气流入井内的阻力大。61、表皮系数法判断储层损害的判断方法。答:S>0时,表明储层受到损害。S越大,损害越严重。S=0时,这时储层未受到损害,或者损害完全解除。S<0时,这时井底处于超完善条件。62、用条件比法判断储层损害的判断方法。答:CR=1,表示与相等,说明油气层未受损害,或损害完全解除。CR〈1,表示小于,说明油气层受到损害,CR越小,损害越严重。CR〉1,表示大于,这种情况说明井底处于超完善条件。63、用产能比法判断储层损害的判断方法。答:PR=1,即,说明油气层未受到损害,或者损害完全解除。PR<1,即,说明油气层受到损害,PR越小,损害越严重。PR>1,即,说明油气层经过强化措施后,产量增加,这时井底处于超完善条件。64、什么是采油指数?什么是流动效率?答:采油指数是油井单位生产压差下的日产油量。流动效率是指在相同的产量条件下,油气层受到损害时采油指数PIa与未受损害时的理想采油指数PIi的比值,用FE表示。65、实验室确定微粒运移的根据有哪些?答:(1)当进行岩芯流动试验反向流动时,渗透率突然下降。一般认为反向渗透率仅为正向渗透率的80％时,可能有微粒运移发生。(2)把淡水注入含粘土的岩芯时,能排出一些微米级的微粒。(3)在水敏性的岩芯中,单相流的水渗透率比反向稳定流的油渗透率低;油在钻井液损害后的岩芯中反向流动时,低压差(即低流速)比高压差得到的渗透率恢复情况好。66、写出计算乳状液粘度的Richardson公式,指明符号的意义。答:计算乳状液粘度的Richardson公式:式中:--乳状液粘度,MPa·S;--分散介质粘度, MPa·S;--分散相占整个乳状液体积的百分数;k--常数(当时,k＝7,当>0.8时,k=8)。67、粘土颗粒的带电规律有哪些?答:(1)粘土颗粒表面带负电,边缘可正可负。(2)粘土是片状结构,层面上带电性强,边缘带电性弱。(3)粘土矿物不同,带电性的强弱也不同。68、简述阳离子交换吸附的规律。答:(1)阳离子价数越高,吸附能力越强。对于不同价的阳离子,在其它条件相同时,阳离子价数越高,与粘土之间的吸引力越大,因此交换到粘土颗粒表面上去的能力越强。(2)同价阳离子中,离子半径越小,吸附能力越弱。同价阳离子的吸附能力强弱取决于离子的水化程度。离子半径越小,水化能力越强,水化膜越厚,吸附能力越弱。69、写出岩芯分析技术中微粒的分析方法。答:(1)将天然岩芯砸碎过50目筛子,用苯—酒精洗油,经稀酸处理,用沉降法提取37及16两种微粒;(2)用X—射线方法测定微粒的矿物组份;(3)用库尔特计数器测量微粒的粒度分布。70、写出储层敏感性分析中岩芯的选择方法。答:(1)对于一系列岩芯测出孔隙度和渗透率;(2)以孔隙度为横坐标,以渗透率为纵坐标,标出所有实验点,利用最小二乘法画出回归曲线;(3)找出曲线上的最大值和最小值,然后根据这两点找出中间点作为代表性岩芯。71、无机盐类稳定粘土的机理是什么?答:由于粘土矿物的晶格取代,使粘土颗粒带负电,为保持电荷平衡,在粘土颗粒表面吸附其它阳离子,可产生交换吸附。无机盐类粘土稳定剂正是利用粘土颗粒表面阳离子交换吸附这一特点,把无机阳离子吸附到粘土颗粒表面上,从而防止粘土的水化膨胀、分散运移,使储层损害减小。显然,无机盐中的阳离子与粘土颗粒表面负电荷的静电吸引力越强,晶层间越不易进入水分子,粘土越不易膨胀,就越稳定。72、粘土的稳定性主要取决于哪些因素?答:粘土的稳定性主要取决于无机阳离子的性质、种类和水化能力等。(1)无机阳离子价数、水化效应:价数越高的金属离子与粘土矿物晶层吸附能力越强;对同价离子来说,离子水化半径愈小与粘土矿物晶层的吸附能力愈大,愈易被吸附到粘土矿物晶层上。吸附能力越强的阳离子,对粘土稳定性越好。(2)金属离子浓度效应:对同一种粘土矿物来说,在不同浓度的盐水溶液中的水化膨胀程度也不相同,对CaCl2和KCl来说,浓度达到0.4％时,抑制水化膨胀的效果就很好,而NaCl的浓度达到8％以上才有明显效果。(3)阳离子大小与粘土矿物结构的几何效应:阳离子的大小与粘土矿物结构的适应性,也是影响阳离子吸附牢固程度及稳定粘土效果的重要原因。若阳离子的大小能恰好进入粘土晶层氧的六角环中,这种离子被粘土吸附的牢固,就能更好地防止粘土水化膨胀,分散运移,更有效地保护储层。73、和后期裸眼完井相比,先期裸眼完井有哪些优点?答:(1)缩短了完井液对油气层的浸泡时间,消除了水泥浆对储层的损害。(2)消除了高压油气层对固井工作的影响,为提高固井质量创造了良好条件。(3)排除了上部地层对钻开储层的干扰,为采用和储层相匹配的完井液提供条件。74、射孔过程中减轻储层损害的措施。答:(1)最大限度地减少钻穿油气层和固井中对储层的损害,选择的射孔深度以能穿透损害深度为宜。(2)最好采用负压射孔,负压值的大小,根据油田具体情况而定。(3)优质射孔液是关键,要求射孔液与储层类型相配伍,携带能力好,能及时清除孔眼和井眼内的杂质,沙粒及炮弹碎片等,具有良好的悬浮能力,能悬浮射孔碎屑及其它固体物质。(4)使用不产生流芯堵塞的射孔弹。75、酸化过程中对油气层损害来源主要有哪些?答:(1)氢氟酸反应产物的沉淀;(2)铁反应物的沉淀;(3)酸化释放固体微粒造成储层损害;(4)胶体残渣的堵塞;(5)化学不配伍引起堵塞储层。除了上述损害来源以外,脏的管柱也可能是酸化堵塞物的一个来源。76、对压裂液的性能要求有哪些?答:1)滤失量少2)悬浮能力强3)稳定性高4)与储层配伍好5)低残渣6)易排77、说出用测定水质的办法能测定因悬浮固体造成的几种注水井的堵塞。答:(1)射孔孔眼堵塞;(2)固相下沉充填井眼,减小注水层的有效厚度;(3)在井筒表面生成滤饼,井筒变小;(4)固相颗粒侵入储层内形成泥饼。78、简述油层出砂的原因?答:(1)储层内岩石胶结物被溶解。(2)应力状态发生变化。(3)储层流体的剪切作用。除了上述原因外,不适当的酸化等措施会使岩石结构物遭到破坏,也会引起油井出砂。79、砂岩的胶结方式有几种?答:(1)接触胶结:胶结物数量少,仅在颗粒接触处存在,这种砂岩胶结强度最低。(2)基底胶结:胶结物的数量大于岩石颗粒数量,颗粒完全被胶结物包围,颗粒间互不接触或接触很少,胶结强度很大。(3)孔隙胶结:胶结物的数量介于上述两种胶结类型中间,胶结物一部分存在在于颗粒接触处,另一部分充填于部分孔隙中,其胶结强度也居于上述两者之间。80、说出除砂的办法有哪些?答:(1)对于易出砂的油井,开、关井操作要平稳,避免油井压力激动。(2)在开采过程中,注意控制产量(即生产压差),限制储层流利的流动速度,如果限制油井生产压差无法满足生产要求时,只能在采取其它措施后,才能提高采油压差。(3)酸化时,要防止破坏油层的结构,防止使用过浓的酸液。(4)避免淡水大量进入储层,否则将引起粘土水化膨胀,降低胶结强度或破坏油层结构而引起油井出砂。(5)化学胶结防杀。这一方法是用胶结剂将储层内松散的砂,在它们的接触点胶结起来。81、认为水泥浆对油层有损害的观点有哪些?答:(1)水泥和石灰过饱和液的水合作用引起重结晶,在储层孔隙内沉积,堵塞孔隙。(2)滤液中的Ca2+与储层中的硅反应生成硅酸钙水化物沉淀堵塞孔隙。(3)水泥浆固相侵入储层引起损害。82、理想的冻胶压裂液应满足哪些性能要求?答:(1)滤失小。(2)携砂能力强。(3)配伍性好,对油层损害小。(4)稳定性好。(5)摩阻低。(6)易返排。(7)残渣少,对裂缝渗透率损害小。83、压裂液冻胶与地层配伍有哪几种相容添加剂?答:(1)防止地层中粘土水化膨胀——防膨剂。(2)改变油层中岩石表面润湿性,由亲油反转为亲水——润湿剂。(3)表面活性剂用于降低破胶后水化液的表面液,以利于返排,减少压裂液对油层的损害。(4)防止压裂液与地层中原油乳化而损害地层渗透率,可使用破乳剂。84、低压酸化的酸化液有哪几种?作用是什么?答:(1)前置液。一般为低浓度盐酸。作用是清洗井筒、地层,先溶解掉油层中的钙质,防止处理液中土酸与钙质发生反应产生沉淀。(2)处理液。它是主要措施液。其作用是酸液中的氢氟酸与地层中的粘土、砂、泥浆、水泥滤液反应,解除井筒周围污染,恢复其渗透率。(3)后置液。其作用是改变油层润湿性,防止形成乳化液堵塞地层。(4)顶替液。作用是将后置液顶入地层。85、压裂酸化的酸化液有哪几种?作用是什么?答:一般分为前垫液、前置液、酸化液和顶替液四种。(1)前垫液一般为防膨液,其作用是冷却地层顶造缝。(2)前置液一般为冻胶,作用是冷却地层、造缝、延伸裂缝。(3)酸液可用不稠化的酸液,也可用稠化的酸液。利用酸液与前置液的密度差、粘度差,使酸液在前置液中形成指进,酸蚀沟槽,提高油层导油能力。(4)顶替液一般为防膨液。其作用是将酸液顶入地层。86、射孔液的作用及对射孔液的要求有哪些?答:(1)射孔液要与储层配伍,保护储层,提高油井产能。(2)消洗井筒,携砂能力好,能及时清除井眼内的杂质、砂粒原油沥青质射孔碎片。(3)抑制作用强,能防止储层中粘土水化膨胀、分散运移而形成的堵塞现象。(4)建立与储层相平衡的液柱压力,防止射孔作业时发生井喷、井漏事故。在保证井下安全的条件下,尽可能保持负压射孔。(5)防腐蚀,延长钻具和套管的寿命。87、怎样使接触油气层的完井液修井液中不含2µm以上的固相颗粒?答:(1)地面用两层细筛,用筛孔为2µm的过滤筛布除去大颗粒,即金属氧化物、铁锈及铁皮等杂质。(2)提高上返速度。当上返速度达到45m/min时,清水亦可将井底的大颗粒,如钻屑、砂子送到地面。(3)提高粘度。无固相液体可通过加入过滤的原油或盐水及增粘剂提高粘度。粘度大有利于将井底大颗粒带到地面。88、怎样控制完井液及修井液的固相进入油气层?答:(1)采用压差平衡或负压差的办法减少进入油气层的固相数量。(2)用有效的护胶剂及快速桥堵剂形成致密泥饼,阻止固相进入油气层。(3)采用回流或酸溶的办法除去其它工序留在油气层表面的固相颗粒。89、完井液修井液中固相含量的测定方法有哪几种?答:(1)蒸干法测定固相含量。用蒸发皿放入定量的完井液或修井液,加热蒸干,剩下所有的固相称重或测其体积,然后与所取完井液的重量或体积进行比较,便得其固相含量。(2)仪器法测定固相含量。采用钻井液固相含量测定仪,可快速测定完井液中的油、水及固相含量,经过计算,还可推算出固相的密度。90、完井液和修井液的加重剂应满足哪些条件?答:(1)与连续相不起化学反应。(2)能够研磨成所需的颗粒分布范围。(3)对设备不产生磨损作用。(4)易溶于水或盐酸。91、气体型钻井液完井液主要有哪些特点?答:(1)防止油气层损害,特别是低压层和强水酸性油气层更为明显。(2)能有效地防止井漏。(3)适用于钻坚硬地层。(4)可用于严重缺水地区。92、油包水乳化完(钻)井液中乳化剂的作用有哪些?答:(1)乳化剂在油—水界面形成一种坚固的膜,当液滴相碰时,不易合并变大,使乳状液稳定。(2)降低油水界面张力,使乳化剂富集,有利于形成较稳定的乳化剂层。(3)增加外相粘度,增加液滴碰撞的阻力,从而提高乳状液的稳定性。93、温度升高,乳状液稳定性下降的原因有哪些?答:(1)高温促进分子键的断裂、分子间各种不饱和键或活性基团之间的反应,破坏原有活性剂的表面活性,使乳化剂和润湿反转剂丧失原有效能。(2)温度升高使油水界面上的乳化剂分子解吸附,降低了乳化剂在油水界面膜上的密集堆积程度,大大降低膜的强度。(3)温度升高,乳化剂的油溶剂化膜减薄,保护作用降低。(4)温度升高,油的粘度降低,液滴碰撞的阻力减小,碰撞机会增大,影响乳状液的稳定性。(5)某些活性剂,在高温下溶解度降低,甚至可能从溶液中析出而完全丧失其乳化作用。94、低压低渗透油气层有哪些特点?答:(1)地层孔隙压力低,其压力梯度一般均小于1。(2)孔隙变低,渗透率低。孔隙度约为10-15%,渗透率多数为以下,也有的储层为。(3)粘土及敏感性粘土含量高,粘土含量可达10-15%,其中敏感性粘土矿物含量在5%以上。(4)产量低。这类储层油井产量均小于5t/d。有的油井不经压裂处理根本采不出油。95、稠油层有哪些特点?答:(1)水敏性强,注入蒸汽冷却后凝结成水,与水敏性粘土相遇,造成粘土水化膨胀,严重降低渗透率。(2)岩性疏松。胶结物主要是沥青质,原油中也有大量沥青物质。(3)地层中含高岭石量多,易造成微粒运移,堵塞油层。(4)地层水与外来水易形成化学沉淀。注入的蒸汽冷凝后冷凝水与地层水相遇后易发生以碳酸钙为主的化学沉淀。96、低渗透气藏有哪些特点?答:(1)孔隙度低,渗透率低。孔隙度为0.5—12%左右,渗透率一般为,有的为左右(2)高应力敏感性。地表测得的渗透率要比实际地层的渗透率高很多倍,受上覆压力的影响大。(3)高水敏性。气层对水有很强得敏感性,主要原因时低渗透气层具有较高的毛管力,水锁严重,天然气驱动水锁十分困难。因此水侵对这种储层的影响十分严重。(4)高含水饱和度特征。在气层中天然气与水对岩石表面润湿性差异很大,水作为润湿相,气体则为非润湿相。含水饱和度越高,天然气在气层中的渗透率越低。油气层论述题1．述储层常见粘土矿物结构特点及对油气层的潜在影响储层中常见粘土矿物有蒙脱石、高岭石、伊利石及绿泥石。蒙脱石是2:1型粘土矿物,即由两个硅氧四面体夹一个铝氧八面体组成。蒙脱石矿物一个重要现象就是晶格取代较多,负电性强,阳离子交换容量大,吸水能力强,蒙脱石晶层间靠分子间力联接,联接不紧密水分子进入后层间距易增大,即蒙脱石矿物易水化膨胀。蒙脱石在砂岩中常以薄膜式存在,水分子进入后,与粘土充分接触,因此蒙脱石对油气层的最大潜在影响在于水化膨胀,减少孔隙半径,损害油层。伊利石组成上与蒙脱石相似,区别是:晶格取代位置不同,同时结构中有K＋,K＋位于相邻两晶层的表面上氧组成的六角环中,一方面相邻晶层与K＋产生较强的静电引力,使晶层间拉得较紧,另一方面K＋本身水化较差,本身不参加交换,于是,伊利石的负电性弱,阳离子交换容量低,吸水能力弱,故其膨胀性较蒙脱石弱。伊利石在砂岩中常以搭桥式存在,在储层中将大孔隙分割成微细孔隙,从而产生强的吸水区,外液体浸入后易造成含水饱和度增加,使油的相对渗透率下降。高岭石是1:1型粘矿物,即由一个硅氧四面体与一个铝氧八面体组成。高岭石片状结构中一面为层,一面为OH层,层间靠H键连接,层间紧密,高岭石构造单元中,原子电荷是平衡的,几乎无晶格取代现象。故带电性弱,阳离子交换容量低,吸水能力弱,遇水不膨胀,高岭石在砂岩中以分开散质点式存在,颗粘大,附着力弱,流体流动时脱落井运移,堵塞喉道。绿泥石层间由静电相吸连接,连接力较强。水分开子不易进入,因此绿泥石遇水不膨胀,绿泥石对产层的最大影响是富含铁,酸化时,铁离子释放,酸耗尽时,生成Fe(OH)3沉淀,堵塞孔隙喉道。2综述油层损害的原因1粘土水化膨胀,粘土遇水后带负电,周围吸附分子,这些水分子可进入晶层间,在渗透压和双层斥力作用下,层间距加大,体积膨胀堵塞孔隙。2微粒运移,外来液体侵入后,打破粘土周围的平衡环境,造成粘土分散,进而运移,堵塞孔隙,地层中固有的微粒被胶结构束缚,外来液体侵入后胶结物溶解,微粒释放,堵塞喉道。3水锁损害。外来液侵入造成饱和度增加,油的相对渗透率下降,主要由毛管力和贾敏效应构成。4固相损害:在泥饼形成之前。因压差的作用而使固相侵入地层孔隙,或堵塞地层或减少地层孔隙半径。5化学沉淀:地层水中和外来液体中某些离子不配伍,在地层相遇生成沉淀,减少孔隙空间。6润湿反转:表面活性剂随流体进入地层后,被岩石表面吸附,体油层的亲水性发生改变,使油的相对渗透率下降。3．某岩芯长为3×10-2m截面积为2×10－4m2.当用饱和盐水测渗透率时,在2×105Pa压差下,流量为5×10－7m3/s.当用油测渗透率时,在同样压差下,流量为1.67×10－7m3/s.已知盐水和油的粘度分别为0.1×10－2Pa•s,0.3×102Pas。分别求两种情况下的渗透率,从结果能得出什么结论?岩芯渗透率计算公式为:K＝Qµl/ΔPA根据题意,盐水流量Q＝5×10－7m3/s,ΔP=2×105Pa·s,粘度μ＝0.1×10－2Pa•s,岩芯长1＝3×10－2m,横截面积A＝1×10－4m2,于是盐水渗透率为:K＝(5×10－7×0.1×10－2×3×10－2)/(2×105×2×104)＝0.375×10－12(m2)＝0.375(µm2)对于油而言,ΔP=2×105Pa时,流量Q＝1.67×10－7m3/s,粘度μ＝0.3×10－2Pa•s,于是油的渗透率为K＝(1.67×10－7×0.3×10－2×3×10－2)/(2×105×2×104)＝0.375×10－12(m2)＝0.375(µm2)结论:岩芯绝对渗透是岩石自身性质,它取决于岩石的孔隙结构,在层流、岩石与流体不起反应而且100%为流动流体所饱和条件下,岩石的绝对渗透率与此经过的流体性质无关。4.某岩芯3×10-2m,截面积为2×10-4mP1＝7Mpa,P2＝1Mpa,kg=4.40µm2P1＝5Mpa,P2＝1Mpa,kg=2.73µm2P1＝3Mpa,P2＝1Mpa,kg=3.40µm2(P1,P2分别为岩芯入口和出口压力)(2)水测时:ΔP＝2×105Pa时,Q＝5×10－7m3/s,µ=0.1×10-2mPa·s试根据上述判断该岩芯的水敏性。答:岩芯水敏性用K/K∞比值来判断.其中Kw为无离子水渗透率,K∞为克氏渗透率。Kw=Qµl/ΔA根据题意Q＝5×10－7m3/s,ΔP=2×105Pal=3×10-2m,A=2×10-4m2µ=0.2×10-1mPa·s因此K＝(5×10－7×0.1×10-2×3×10－2)/(2×105×2×10－4)＝0.375×10－2(m2)=0.375(µm2)气体渗透率与平均压力的倒数成直线关系,该直线与渗透率轴之截距为克氏渗透率。因此气体渗透率与平均压力之间可建立如下议程:Kg=K∞+b/p代入任意两组数据有如下议程组2.40＝K∞＋b/43.40＝K∞＋b/2解此方程,得K∞＝1.4(µm2)因为Kw/K∞=0.375/1.4=0.268<0.3因此该岩芯属于强水敏5、某井油层渗透率K＝7.0×10－4µm2,油层厚度h=21m,µ0=1mPa·s,Cw=29.4×104/Mpa,BO=1.20,Rw=0.06m,原始地层压Pe=31.7Mpa,Re=320m以40m3/天的稳定产量生产45天后,关井恢复测试,从测试数据算出S＝5.60后经酸化处理S＝－3.7。1求酸化前表皮引起的压力损失2假设酸化的油井产量为45m/d,计算酸化后的井底流压答:(1)酸化前引起的压力下降附加值:Δpa＝{(1.842×10－3QBµ)/(Kh)}h代入已知数:ΔPa＝{(1.842×10－3×40×1.2×1)/7.0×10－3×21}×5.6＝3.37(Mpa)未受损害时理想动井压差为:ΔP＝{(1.842×10－3×10－3QBµ)/Kh}ln(Re/Rw)代入已知数据:ΔPa＝{(1.842×10－3×40×1.2×1)/7.0×10－3×21}ln(320/0.061)＝5.15(Mpa)因为油井损害后总压差为3.37＋5.15＝8.52(Mpa)因此由表皮造成的附加占总压降的百分数为3.37/8.52＝39.65%(2)由强化后的井底流压Pe-Pwf=(1.842×10-3QBµ)/(Kh)[ln(Re/Rw)+S]=(1.842×10-3×45×1.2×1)/7.0×10-3×21[ln(320/0.061)-3.7]=3.29(Mpa)即Pe-Pwf＝3.29因此Pw＝Pe－3.29＝31-3.29＝28.4(Mpa)6．综述钻井过程中地层损害原因及预防措施答:钻开油气层时,在压差作用下,钻井液固相和滤液进入油层,造成渗透下降,可如下几方面:1钻井液中固相颗粒堵塞油气层,固相包括粘土,加重剂、钻屑等。在压差作用下进入喉或裂缝,形成堵塞,损害的严重程度与固相类型,含量、压差等因素有关:1,钻井液滤液与油气层岩石不配合伍引起的损害水敏:抑制性低的钻井液进入水敏性地层,引起粘土矿物水化、膨胀、分散而产生损害。盐敏:矿化度低于极限临界矿化度,引起粘土矿物水化,分散和运移。碱敏:高PH值滤液进入碱敏性油气层,引起碱敏矿物分散、运移及结垢润湿反转:滤液里有活性剂时,被亲水岩石吸附,发生润湿反转,降低油的相对渗透率。表面吸附:处理剂被油气层孔隙表面吸附,缩小孔隙尺寸。1、钻井液滤液与油气层流体不配伍引导损害。2、形成无机盐沉淀3、形成处理剂不溶物4、发生水锁损害5、形成乳化堵塞6、细菌堵塞1、油相渗透率变化引起的损害钻井液滤液进入油气层,改变了井壁附近地带的油气水分布导致油相渗透率下降增加油流阻力。压差急剧变化造成的油气层损害负压差过大,可诱发油气层速敏,引起油气层出砂及微粒运移。也会诱发有机结垢和产生应力敏感损害。预防措施:控制液柱与油层的差压,,控制钻井液的滤失量,尽量缩短钻井液浸泡油气层的时间选用与储层配伍的钻井液7、综述影响射孔损害地层的原因及预防措施。答:(1)射孔弹穿孔时形成杵堵,减少油流入井。(2)射孔弹穿孔时所产生的压实作用,压实带厚度约为12.7mm,其渗透率仅为原始渗透率的10－20%。(3)碎屑及固相产生堵塞射孔弹在穿孔时,将套管、水泥环和各种不同矿物组成的砀油气层穿透,形成一定量的碎屑,残留在孔眼里堵塞油气层,破碎时由于高温作用产生一些氧化物和一些微粒喷镀在孔眼表面上,从而降低渗透率。在孔眼表面上,从而降低渗透率。(4)射孔液带来损害射孔液可沿孔眼进入油层深部,产生固相损害,粘土水化膨胀,水锁效应等,降低渗透率.(5)储层各向异性造成的损害射孔时是部分穿透,流线汇聚在被打开的油气层上下,由径向流动变成垂直储层方向的流动,而层理方向的渗透率大于垂直层理方向的渗透率,因而各向异性阻碍了油气流入井底。预防措施:大限度地减少钻油气层和固井中对储层的损害,选择的射孔深度以能穿透损害深度为宜。2、最好采用负压差射孔,减少射孔液侵入数量及深度.3、优选射孔液,要求射孔液与油层类型配伍,携带能力好;能及时清除孔眼和井眼的杂质。4、使用不产生流芯堵塞的射孔弹.8、某岩芯长为3×10－3m,截面积为2×10－4m2,在2×105Pa压差作用下,粘度为0.1×10－2Pa·s的饱和盐水的流量为5×10－7m3/s.假设岩芯中充满的是70%的盐水和30%的油(粘度为0.3×10－2Pa·s),且总保持在这样的饱和度下渗流,压差同上,则盐水的流量为3×10－7m3/s,油的流量为0.2×10－7m3/s。试求油、水的有效渗透率及相对渗透率。从结果中能得出什么结论。答:(1)先求绝对渗透率:K＝Qµl/ΔPA=(5×10－7×0.1×10－2×3×10－7)/(2×105×2×10－4)=0.375×10－12(m2)=0.375(µm2)(2)求油、水的有效渗透率Kw和Ko.Kw=(Qwµwl)/(ΔPA)=(5×10－7×0.1×10－2×3×10－7)/(2×105×2×10－4)=0.225×10－12(m2)=0.225(µm2)Ko=(Qoµol)/(ΔPA)=(0.2×10－7×0.3×10－2×3×10－7)/(2×105×2×10－4)=0.45×10－12(m2)=0.45(µm2)(3)油、水相对率Kro、Krw:Kro=Ko/K=0.045/0.375=12%Krw=Kw/K=0.225/0.375=60%从计算结果中能够看出:Kw+ko=0.270μm2<0.375=K即同一岩石的有效渗透率之和总是小于岩石的渗透率。Kro+Krw=72%<100%即同一岩石的相对渗透度之和总是小于100%9、试从达西公式出发推导气体渗透率计算公式。答:达西公式为Q＝K(ΔPA)/(μl),即(Qμl)/(ΔPA),式中ΔP为岩芯两端压差(P1－P2)。但对于液体来说,由于其体积随压力变化较小,当压力变化时,其流量基本不变。仁但气体来说,由于其体积对压力非常敏感,这时从岩中流过时,其流量不是常数,故不能用上式计算。设岩芯在P1和P2下流量分别为Q1和Q2,平均压力P¯＝(P1＋P2)/2下平均流量为Q¯。将气体流动过各视为等温过程。则有:P1Q1＝P2Q2＝P¯Q¯＝PoQoPo为标准大气压,Qo为Po下的体积流量,于是:Q¯＝(PoQo)/(P)=(2PoQo)/(P1＋P2)将P代入达西公式则有:K＝(Qμl)/(ΔPA)＝(Qμl)/(P1－P2)A＝(2PoQoμl)/(P12－P22)A此式即为气体渗透率计算公式。10、试推导油层损害后(串联)产量计算公式。答:实际油井流体流动可视向流动,达西公式径向流量公式为:Q＝[2πhK(Pe-Pw)]/[μln(Re/Rw)]设损害区渗透率为Ka,半径为Ra,损害区非损害区界面处的地层压力为Pa.此时油气井的生产压差为Pe-Pwf.Pe-Pwf=Pe-Pa+Pa-Pwf因为Q＝[2πhK(Pe-Pw)]/[μln(Re/Rw)]因此Pe-Pwf＝[Qμln(Re/Rw)]/(2πhK)同理可得Pe-Pa=[Qμln(Re/Ra)]/(2πhK)Pa-Pwf=[Qμln(Ra/Rw)]/(2πhKa)将(2)、(3)、(4)式代入(1)式,有:[Qμln(Re/Rw)]/(2πhK)＝[Qμln(Re/Ra)]/(2πhK)＋[Qμln(Ra/Rw)]/(2πhKa)即[ln(Re/Rw)]/K＝[ln(Re/Rw)]/(K)＋[ln(Ra/Rw)]/(Ka)因此K¯={Kkaln(Re/Rw)}/{Kaln(Re/Ra)+Kln(Ra/Rw)}={Kln(Re/Rw)}/{ln(Re/Ra+[(K-Ka)/Ka]ln(Ra/Rw)令(K-Ka)/Ka]ln(Ra/Rw)=S则K={Kln(Re/Rw)}/{ln(Re/Rw)+S此式即为平均渗透率公式,式中S为表皮系数。11、分析粘土水化膨胀及微粒运移的影响因素,并给出防止敏性油气层粘土堵塞的最低盐度。答:粘土化膨胀的影响因素.(1)粘土吸附的阳离子:粘土吸附的阳离子不同,形成水化膜的厚度也不相同。钙蒙脱石的水化膜比纳蒙脱石的水化膜厚度小得多.其原因就是钙与晶层间的静电引力大。(20)土矿物类型:粘土矿物不同,晶体构造不同,水化膨胀不同.蒙脱石层间靠分子间力连接,晶格取代多,水分子易进入,膨胀性最强。伊利石中因有K＋存在,增强了层间连接力,而K＋水化性差,其膨胀性比蒙脱石小,高岭石层间靠H键连接,几乎无晶格取代,因此是非膨胀性矿物。(3)粘土晶体部位:粘土所带负电荷大部分集中在层面上,于是吸附的阳离子也多,水化化膜厚.(4)外来液体的含盐度:含盐度增加粘土Zeta电位降低,吸水能力降低,膨胀变小(5)处理剂的使用:某些处理剂能抑制粘土膨胀,另一些则加剧膨胀.微粒运移的影响因素:(1)流体流速:存在一个临界流速Vc,流速大子Vc时,渗透率急剧下降,小于Vc时微粒不发生运移.(2)润湿性:地层微粒受润湿性及界面张力控制,只有能润湿微粒的流体运移时,微粒才会运移.(3)PH值的影响:PH值高,溶解SiO2胶结物,释放微粒,故PH值高.加剧微粒运移发生。(4)含盐的影响:存在极限浓度,盐度大于极限浓度不发生运移,低于极限浓度,则有微粒运移发生.综合粘土膨胀和微粒运移影响因素能够看出,外来液体含盐量对保护油层至关重要为此人们提出了防止油层损害的最低盐度粘土类型NaCl(mg/l)CaCl2(mg/l)KCl(mg/l)蒙脱石300001000010000伊、绿、高100001000100012、某井油层渗透率为7×10－4µm2,油