如何保護好油氣層大學畢業(yè)論文

中國石油大學（華東）現(xiàn)代遠程教育畢業(yè)設計(論文)題目：如何保護好油氣層學習中心：油田學習中心年級專業(yè)：網(wǎng)絡09春石油工程（采油）學生姓名：學號：指導教師：職稱：導師單位：中國石油大學（華東）遠程與繼續(xù)教育學院論文完成時間：年月日如何保護好油氣層摘要：本文通過對造成油氣層損害的原因的分析，從而得出保護油氣層的本質(zhì)是保護油氣層的滲透率的結(jié)論，從其產(chǎn)生的危害及造成的損失，認識到保護油氣層的重大意義。文中主要通過對油氣層損害機理，油氣層敏感性的評價方法和油氣層的具體保護措施以及獲得的成果和存在的問題等方面，從不同角度論述了油氣層損害的原因和解決這些問題的方法。全文主要通過調(diào)查研究和實驗評估以及從實際的工藝中尋求解決的方法，并在這些方面及鉆井工藝方面取得了富有成效的進展，并獲得了明顯的效果。目錄1前言-------------------------------------------------------12油氣層損害的機理-------------------------------------------13油氣層損害的評價方法---------------------------------------34油氣層保護的具體措施---------------------------------------54.1縮短鉆井液完井液的油層浸泡時間--------------------------64.2采用近平衡技術鉆進--------------------------------------74.3鉆井液的固相控制---------------------------------------84.4油層保護材料的使用--------------------------------------114.5井漏的預防和處理----------------------------------------124.6保護油氣層的固井工藝技術--------------------------------135結(jié)論--------------------------------------------------------15參考文獻-----------------------------------------------------16附錄A附錄B1前言鉆井與完井的最終目的在于鉆開儲層并形成油氣流動的通道，建立油氣井良好的生產(chǎn)條件。然而，實際經(jīng)驗表明，在鉆井、完井、修井及增產(chǎn)措施的每個作業(yè)過程中，都有可能造成人為地損害污染，從而造成大規(guī)模的降低油氣井的產(chǎn)能，宏觀上表現(xiàn)為油氣層滲透率降低。隨著油氣藏類型的增加，勘探和開發(fā)的難度越來越大，油氣層的保護變得刻不容緩。如今在保護油氣層技術領域已取得豐碩的成果。主要方面體現(xiàn)在：1.1室內(nèi)評價方法和儲集層敏感性評價技術發(fā)展1.1.1巖心分析技術與儲集層敏感性評價標準的建立；1.1.2儲集層損害機理的研究；1.1.3建立了相應的裝備；評價方法及儀器；1.2保護油氣層的鉆井液，完井液的發(fā)展1.2.1研究并搞清了鉆井液及其組份損害油氣層的原因；1.2.2研制出各種處理劑和鉆井液，完井液配方；1.3采用欠平衡的鉆井技術1.4鉆井液固相控制的發(fā)展1.5負壓射孔工藝技術的研究等本課題主要解決的問題是儲集層的滲透率問題，主要采用油層物性、x射線衍射，差熱，巖化，巖心分析的方法從油層的物理，化學性質(zhì)的現(xiàn)場試驗和室內(nèi)試驗總結(jié)出經(jīng)驗解決的方法，而且在此基礎上不斷的探索和改進，并在理論與現(xiàn)場的應用中得到了認可，還在保護油氣層的鉆井工藝技術上獲得了豐富的現(xiàn)場經(jīng)驗，并取得了明顯的效果。這些將為今后的研究工作打下堅實的基礎。本文主要就保護油氣層的幾種具體措施加以評述。2油氣層損害的機理油氣層損害機理是指在油氣井作業(yè)過程中導致儲集層滲流阻力增加和滲透率降低的原因，以及所經(jīng)歷的物理、化學變化過程。它可以直接影響到油氣田勘探進程和開發(fā)效果，因而油氣層損害機理研究是保護油氣層技術中不可少的基礎工作。2.1油氣層的潛在損害因素油氣層的潛在損害因素是指導致滲透率降低的油氣層內(nèi)在的因素，它包括以下方面：2.1.1油氣層儲滲空間首先從微觀角度來看，孔喉類型和孔隙結(jié)構(gòu)參數(shù)與油氣層損害關系很大。一般情況下，若孔喉直徑較大，則固相顆粒的侵入深度較大，因固相堵塞造成的損害就會比較嚴重，而濾液造成的水鎖，氣阻等損害的可能性較??；此外，如果孔喉的彎曲度越大和連通性越差，則油氣層越易收到損害。再從宏觀方面來看，損害類型在很大程度上取決于儲層的孔隙度和原始滲透率。對于滲透率較高的儲層，可推出其空隙尺寸較大且連通性較好，膠結(jié)物含量較低，這種情況下受固相侵入而造成的損害較大；而對低滲透率油氣層，由于其孔喉尺寸小且連通性差，膠結(jié)物含量高，因而固相造成的損害不是主要的，而容易發(fā)生諸如粘土水化膨脹，微粒運移和水鎖等損害。2.1.2油氣層的敏感性礦物敏感性礦物是指油氣層中容易與外來流體發(fā)生物理和化學作用并導致油氣層滲透率下降的礦物。絕大數(shù)敏感性礦物屬于自生礦物，其粒徑在小于37μm的微粒級范圍之內(nèi)，多數(shù)位于孔喉附近；因而總是與外來流體相接觸并相互作用。敏感性礦物的類型基本上決定了油氣層損害的類型。2.1.3油藏巖砂的潤濕性潤濕性是油藏巖石最重要的表面特性，它一般分為親水性，親油性和中性潤濕等三種情況。在油氣開采過程中，油藏巖石的潤濕性有以下作用：2.1.3.1潤濕性是控制地層流體在空隙介質(zhì)中的位置，流動和分布的重要因素。對于親水性巖石，水通常吸附于顆粒表面或占據(jù)小空隙角隅，油氣則位于空隙中間部位，而親油性巖石正好出現(xiàn)于此相反的情況。2.1.3.2潤濕性決定著巖石中毛管力的大小和方向。由于毛管力的方向中總是指向非潤濕相一方，因此對于親水性巖石，毛管力是水驅(qū)動油的動力；而對于親油性巖石，毛慣力則是水驅(qū)油的阻力。2.1.3.3潤濕性對油氣層中微粒運移情況有很大的影響。一般只有當流動著的流體潤濕微粒時，運移才容易發(fā)生。2.1.3.4油氣層流體性質(zhì)：除油氣藏巖石外，油氣層流體也是引起損害的潛在因素。因此在進行鉆井液等工作流體的設計時，必須全面了解地層水，原油和天然氣的性質(zhì)。2.2油氣層損害的主要類型綜合分析各施工工序中的油氣層損害問題，可以將油層損害歸納為以下幾種不同類型：2.2.1水敏性損害。水敏性指巖石與外來水接觸后，其中的粘土礦物發(fā)生水化膨脹，分散脫落，運移，而導致地層滲透率降低的現(xiàn)象。水敏性損害是各種油層損害類型中最復雜，最主要的一種。產(chǎn)生水敏性損害的原因，一方面是由于膨脹性粘土遇水膨脹，減少了油層的孔隙通道；另一方面是一些非膨脹粘土遇水產(chǎn)生分散脫落，釋放微粒并且微粒隨流體運移堵塞孔隙通道。2.2.2酸敏性損害。酸敏性損害實質(zhì)巖石與酸液接觸后，發(fā)生有害反應生成沉淀或是巖石解體產(chǎn)生的地層微粒，而引起油層滲透率降低的現(xiàn)象。2.2.3微粒運移損害。微粒運移是指由于流體速度高或壓差波動較大，是儲層中固有的顆粒脫落，隨流體發(fā)生移動。在孔隙通道中形成橋堵堆積而阻擋流體流動。2.2.4結(jié)垢損害。地層結(jié)構(gòu)泛指在地層孔隙內(nèi)形成的各種沉淀物，它包括無機垢和有機垢兩大類。形成結(jié)構(gòu)是由于地層巖石和流體的內(nèi)在原因和外界物理化學因素引的。2.2.5水鎖損害。水鎖一般指由于水進入油層引起的液體堵塞，它是一種物理原因的損害。一方面，由于外來水的滲入改變油層的油水分布，含水飽和度增大而含油飽和度降低，必然導致油相滲透率降低。另一方面，由于水的滲入，油層孔道中呈現(xiàn)兩相共流狀態(tài)，不連續(xù)相則形成液珠。液柱在流動過程中將產(chǎn)生阻礙流動的各種毛管力效應。2.2.6潤滑性改變損害。不同油層巖石表面具有不同的電性及潤滑性，一般可分為親油性巖石和親水性巖石兩大類。這里所說的潤濕改變損害是指由于巖石吸附化學劑改變巖石表面潤濕性而造成油層油相滲透率下降的損害。2.2.7固相顆粒侵入損害。固相顆粒侵入是指入井流體直接將固相顆粒帶入地層，堵塞孔隙通道，而損害油層滲透率。2.2.8出砂損害。當油層巖石屬于弱膠結(jié)或未膠結(jié)型時，在高速采油的情況下，巖石結(jié)構(gòu)的完整性遭到破壞，發(fā)生解體，形成松散的沙粒或微粒物質(zhì)。其中較大的顆粒隨油流向井筒，造成油井出砂，堵塞生產(chǎn)層段。3油氣層損害的評價方法3.1評價試驗的作用：它用于研究儲層損害問題，揭示了大量關于儲層損害機理、損害原因、損害類型的認識問題，提出了很多防止儲層損害的措施。3.2評價試驗的目地：弄清楚儲層潛在的損害因素，及外界對儲層的影響；弄清在內(nèi)因、外因的影響下，儲層損害類型及程度，篩選合理的防治措施。3.3評價的方法：儲層敏感性系統(tǒng)評價和模擬動態(tài)施工過程中的工程模擬試驗。3.4技術原理：根據(jù)達西定理：K=(QμL)/(AΔP)(3-1)式中Q______流量，/S；μ______流體粘度，Pa.s；A______巖心截面積，；ΔP______壓差，Pa；L______巖心長度，m；K_____巖心的絕對滲透率，。由于平方米作為滲透率的單位特別大，一般采用平方微米表示滲透率。而目前在工程上仍普遍地使用達西作為滲透率的單位。根據(jù)達西定理，測定注入各種外來液體前后的巖樣源滲透率的變化，評價儲層敏感程度。3.5實驗內(nèi)容：3.5.1巖石滲透率的測定巖石滲透率的定義：表示巖石滲透性大小的量，是儲層的重要物性參數(shù)，是油藏巖石滲透性的量度。實驗方法：空氣滲透率法原理：空氣滲透率法亦稱氣測法，是應用空氣或氮氣來測量巖心滲透率的常規(guī)方法。測量時，當氣體壓力從巖心進口壓力變化到時，流過巖心的氣體體積和流速必定變化。因此，在計算滲透率時，必須采用平均壓所對應的平均體積流量。假如把氣體體積膨脹視為等溫過程，按氣態(tài)方程，則有：（3-2）式中：______大氣壓力；______下的體積流量；EMBEDEquation.3______平均壓力，=；______下的體積流量。整理式（3-1）和（3-2）后可得：K=（3-3）因此，用氣體測定巖心滲透率并用公式（3-3）計算時，要用標準狀況下的氣體體積量，而不是用或。鑒于壓力對氣體滲透率的影響。在礦場的巖心分析中一般采用進口壓力=0.1Mpa的空氣滲透率為巖石絕對滲透率。3.5.2巖石孔隙度的測定巖石孔隙度的定義：是指參與滲流的連通孔隙體積與巖石的外表體積的比值。定義為：（3-3）式中：______巖石的有效孔隙度，百分數(shù)；______巖石連通孔隙體積，；______巖石外表體積，；實驗方法：3.5.2.1液體飽和法原理：在巖樣抽空飽和液體前后進行稱重，其質(zhì)量差除以飽和液體的密度，即為巖石的連通孔隙體積。3.5.2.2氣體體積法原理：根據(jù)波義耳-馬略特定率，當一定容積的壓力室與處于大氣壓條件下的巖樣室相連通時，根據(jù)壓力的變化，就能測出巖樣的連通孔隙體積。常用的實驗裝置時氦孔隙計。在油氣田開發(fā)中，根據(jù)孔隙度、滲透率值劃分儲層的性能標準如下表：表3-1儲層性能劃分標準儲層性質(zhì)孔隙度（%）滲透率（μ㎡）特高孔隙度，高滲透率＞30＞2000高孔隙度，高滲透率25-30500-2000中孔隙度，中滲透率15-25100-500低孔隙度，低滲透率10-1510-100特低孔隙度，低滲透率＜10＜103.5.2.3巖石粒度分析巖石粒度分析是測量碎屑巖粒度組成的一項常規(guī)巖心分析項目。粒度組成是指構(gòu)成碎屑沉積巖的各種大小不同顆粒的含量。粒度是碎屑沉積物的重要結(jié)構(gòu)特征和巖石分類命名的基礎。同時，掌握砂巖粒度組成有助于分析判斷地層微粒的運移規(guī)律，也是出砂地層選擇完井方式的重要基依據(jù)。3.6巖心分析：3.6.1概念：巖心分析（CoreAnalysis）是認識油氣層地質(zhì)特征的必要手段。油氣層敏感性評價，損害機理的研究，對油氣層損害綜合診斷和保護油氣層技術方案制定等都必須建立的巖心分析基礎上。因此，巖心分析是保護油氣層技術中不可缺少的基礎工作。3.6.2目的：全面認識油藏巖石的物理性質(zhì)及巖石中敏感性礦物的類型，產(chǎn)狀，含量及分布特點，確定油氣層潛在損害的類型，程度機原因，從而為各項作業(yè)中保護油氣層工程方案的設計提供依據(jù)和建議。3.6.3實驗方法：=1\*GB3①X-射線衍射法；=2\*GB3②薄片法；=3\*GB3③掃描電鏡（SEM）分析；3.7工作液對油氣層的損害評價：鉆井液（DrillingFluids），完井液（CompletionFluids），水泥漿（CementFluids），射孔液（PerforationFluids），壓井液（WellControl），洗井液（WashingFluids），修井液（WorkoverFluids）。等外來流體統(tǒng)稱為工作液。開展本項評價試驗的目的是通過測定工作液侵入油藏巖石前后滲透率的變化，來評價工作液對油氣層的損害程度，判斷它與油氣層之間的配伍性，從而為優(yōu)選工作液的配方和施工工藝參數(shù)提供實驗依據(jù)。4油氣層保護的具體措施有了以上對油氣層損害機理的研究和理論分析，并且依據(jù)油氣層損害評價的實驗方法為依據(jù)，可以提出以下保護措施：4.1縮短鉆井液完井液的油層浸泡時間：原理：鉆井液浸泡時間越長，濾液的侵入量則越多，損壞程度也就越大。表4-1鉆井液侵入深度隨浸泡時間的變化時間（d）侵入深度（cm）油基鉆井液遞膠質(zhì)油基鉆井液水基鉆井液13820512283010204346152553582030586925367479304081864.1.1濾液對油氣層的損害的主要表現(xiàn)及原因：4.1.1.1油氣層的粘土礦物發(fā)生水化膨脹，分散運移，溶蝕分散。其損害程度取決于粘土礦物的含量，類型，分布狀況及濾液的性質(zhì)和濾失總量。當濾液侵入油氣層后，礦化度低于地層水的礦化度時，粘土就會膨脹使孔喉縮小，在井眼附近形成一個地滲透率環(huán)，增大了油氣流入的井筒的阻力。若濾液的礦化度高于地層水的礦化度時，粘土往往會有不同的程度的收縮，使粘土離開基體，成為游離顆粒，并聚集在空隙的狹窄處，造成堵塞。當濾液的礦化度和化學成分與氣層水相一致時，才能有效地一直逐粘土膨脹，分散，溶蝕，運移而減輕損害。4.1.1.2濾液進入油氣層產(chǎn)生水鎖，乳化，潤滑反轉(zhuǎn)和化學沉淀。砂巖油氣層一般是水潤濕的。在毛細管壓力和壓差的作用下，濾液進油氣層，替換了井眼周圍的油氣。從而使油層孔隙中油水飽和度發(fā)生變化，引起水鎖反應，降低油的有效滲透率。水鎖反應產(chǎn)生的額外壓差可用（4-1）式表示：ΔP=（4-1）式中：ΔP--------水鎖產(chǎn)生的額外壓差；---------油水界面張力；EMBEDEquation.3 ---------毛細管半徑；從（4.1）式可以看出，水鎖產(chǎn)生的額外壓差與油水界面張力成正比，與毛細管的半徑成反比。由此可以推斷，低壓低滲透油氣層容易產(chǎn)生水鎖堵塞。乳化是由于鉆具在井底旋轉(zhuǎn)，井內(nèi)液柱壓力激動等機械作用形成乳狀液，進入油氣層造成損害。如下圖所示：采取措施：4.1.2加入表面活性劑、固相顆粒、含瀝青、高堿度穩(wěn)定的乳狀液。4.1.3采取降低濾失總量措施，確?？缀沓叽绮豢s小；4.1.4降低濾液與油的界面張力。4.2采用近平衡技術鉆進原理：在鉆井過程中，如果鉆井液不循環(huán)，則井內(nèi)鉆井液靜液壓力作用在井眼不同的位置，稱為井內(nèi)靜液柱壓力，作用到井底的壓力稱井底壓力。(4-1)式中：_________井內(nèi)靜液壓壓力，；_________鉆井液密度，；__________環(huán)空液柱垂直高度，m。如果鉆井液循環(huán)，在井內(nèi)還附了環(huán)空循環(huán)阻力。鉆頭噴射流對井底的沖擊力及鉆頭旋轉(zhuǎn)對井底的沖擊力也是井底動壓力的一部分。鉆井過程中的巖屑進入鉆井液，使鉆井液密度增加。當鉆速較慢時，巖屑引起的鉆井液密度增加不明顯。正常情況下，波動壓力與管柱運動速度，管柱長度，井眼尺寸，鉆井液性能，鉆頭，及其水眼直徑等有關。為了討論問題的方便，我們定義井內(nèi)有效壓力為，并考慮影響井內(nèi)壓力的幾個重要因素。設：（4-2）并且：（4-3）式中：_______鉆井液中含巖屑增加的壓力值，；_______環(huán)孔流動阻力增加的壓力值,；_______起下鉆波動壓力,；令代表地層壓力，代表井內(nèi)有效壓力。由式（4-1）和（4-3）可知：當=時，則＞；而當=時，則＜。從鉆井實際出發(fā)，可以定義：當=時的鉆井方式為平衡壓力鉆井，而要想安全鉆井，需使比略大一些，即所謂的近平衡鉆井，也稱平衡壓力鉆井。當?時，鉆井方式為過平衡壓力鉆井；當＜時，鉆井方式為鉗平衡壓力鉆井，它們都是保護油氣層的鉆進方法。下面就其一加以說明：具體實施過程：常規(guī)的井口裝置，鉆進與起下鉆過程中不能承受來自井眼的液體壓力，因此鉆井只能在平衡與過平衡壓力下進行。顯然，平衡壓力鉆井有利于解放鉆速，保護油氣層，并能安全鉆進。實施平衡壓力鉆井，主要是選擇合適的鉆井液密度，控制適當?shù)木讐毫τ嗟貙訅毫Σ?。對于井眼不穩(wěn)定的開發(fā)井，由于地層壓力基本已知，鉆井液密度可以根據(jù)式4-2和4-3選擇。對于井眼不穩(wěn)定開發(fā)井，地層在高溫高壓下容易蠕變，導致縮徑、垮塌等現(xiàn)象。給鉆井帶來一系列難題。為此需要選擇較高的密度的鉆井液以抑制井眼的不穩(wěn)定。但井底壓力不能高于地層破裂壓力。鉆這類井，除了考慮鉆井液密度平衡外，還需要考慮鉆井液活度平衡。對于探井，特別是初探井，地層壓力分布不清楚，目前利用地震與地質(zhì)資料提供的地層壓力有較大的誤差，這給鉆井液密度確定帶來很大的困難。從地質(zhì)角度，探井一個重要的目標時發(fā)現(xiàn)油氣層和保護油氣層。因此，要求在井底壓力略大于地層壓力下鉆進。而從工程角度，由于地層的壓力不能準確的知道，就希望鉆井液密度井盡量高一些，以安全鉆進，避免發(fā)生井噴事故。在鉆井過程中，如果井眼鉆井液壓力高于地層壓力，那么當鉆入油氣層時，井眼周圍的油氣很難進入井眼，只有穿過油氣層井眼段所含的少量的油氣反到地面。這種情況下，需要地面錄井人員仔細觀察氣測顯示及其他參數(shù)變化，并要結(jié)合巖屑分析等工作。當鉆遇油氣層時，如果處于略欠平衡壓力鉆井，將有利于發(fā)現(xiàn)油氣層。因此，在探井鉆井中也應有適當?shù)你@井液密度。但在實際鉆井中，有可能大部分時間過平衡壓力鉆井，但由于接單根期間無循環(huán)壓力，或起下鉆等抽吸作用，間或出現(xiàn)井底壓力小于地層壓力情況，這時，如果地層含有油氣，則可以進入井眼，為地面發(fā)現(xiàn)油氣層提供依據(jù)。同時由于地層預測不精確，所選的鉆井液密度可能在未鉆遇油氣層時屬于過平衡壓力鉆井，如果井底壓力小于地層壓力很多則可能出現(xiàn)嚴重的油氣侵。控制不好，就會造成井噴。而運用等平衡鉆井，能減少井底壓力與地層壓力的差值，起到保護油氣層的目的。4.3鉆井液的固相控制4.3.1鉆井液中的固相對鉆速影響：4.3.1.1固相含量對鉆速的影響鉆速隨固相含量的升高而下降。社清水的鉆速為100%，固相含量升高到7%時鉆速降為50%。大量的研究結(jié)果表明，固相含量每降低1%，鉆速至少可提高10%，固相含量與鉆速的關系見下圖：4.3.1.2固相類型對鉆速的影響：實踐表明，鉆井液中固相類型對鉆速影響差異較大砂子、重晶石等惰性固相對鉆速影響較小，鉆屑、低造漿率的劣質(zhì)土的影響居中。而高造漿率的粘土的影響最大。實驗得出，小于1μm的顆粒對鉆速的影響為大于1μm的13倍。這從固相含量相同的分散液和不同分散鉆井液的鉆速差別很大而得到證實（見圖4-3）：從圖可以看出，在不同固相含量范圍鉆速隨固相含量的降低而升高的幅度不同。鉆井液固相含量在7%以下時，鉆速提高很快；而超過7%時，降低固相含量提高鉆速的效果就不明顯。4.3.2固相控制的方法常用的固相控制方法：4.3.2.1大池子沉淀這種方法現(xiàn)場使用較為普遍，每個井隊的大鉆井液坑就是用于此目的。利用固相與液相的密度差，在重力作用下鉆屑從鉆井液中沉淀下來，從而分離。4.3.2.2清水稀釋當鉆井液密度切力較高時，單靠在大池中的沉淀是的不到好效果的。這時可加清水稀釋鉆井液，當水加入鉆井液時，鉆井液體積變大，固相含量就相應減少。然而清水的加入會師鉆井液的性能改變。為了保持原來的鉆井液的性能不變，必須加入適當數(shù)量的處理劑。同時要放掉大量的鉆井液。這種方法既造成浪費，又不安全，盡量不用。4.3.2.3替換部分鉆井液用清水或固相含量低的鉆井液替換出一定體積的固相含量較高的鉆井液，從而達到降低鉆井液固相含量的目的。與稀釋法相比，替換法可減少清水和處理劑的用量，對原有的鉆井液的性能影響也較小。但也不是清除固相的好方法。4.3.2.4利用機械設備清除固相通常用于鉆井液分離的設備有振動篩、旋流分離器合離心機三大類。根據(jù)清除的顆粒尺寸不同，旋流器又分為除砂器、除泥器和超級旋流分離器三種。機械分離設備的分離尺寸范圍如下圖所示：機械設備清除固相不增加鉆井液體積，不必補加大量處理劑，故有利于降低鉆井液成本。同時對鉆井液的影響較小，有利于井下作業(yè)。此法是上述方法中最好的。4.3.2.5加入聚合絮凝劑有機聚合絮凝劑對鉆井液中固相顆粒絮凝作用分三個步驟：=1\*alphabetica吸附：通過分子鏈上的吸附基團（如羥基-OH、酰氨基-CONH2）與粘土表面的氧原子和氫氧原子之間形成氫鍵而發(fā)生吸附，同時通過分子鏈上的離子化基團還可以與粘土顆粒斷鍵邊緣產(chǎn)生靜電吸附。=2\*alphabeticb架橋：由于絮凝劑的分子鏈較長，分子鏈上有多個吸附基團，所以一條長鏈上可以同時吸附多個粘土顆粒，這一作用過程就是長鏈分子在粘土顆粒間的架橋作用。=3\*alphabeticc形成團塊，在重力的作用下下沉：當架橋作用完成后，聚合物分子鏈本身及其鏈段發(fā)生旋轉(zhuǎn)和運動，將小的粘土顆粒聚集到一塊，形成絮凝團塊，在重力的作用下絮凝團塊下沉，從鉆井液中除去。全絮凝作用見下圖：4.4油層保護材料的使用4.4.1暫堵劑的使用：暫堵劑又稱作橋堵劑（bridgingagent）。大量的現(xiàn)場實驗表明，合理使用暫堵即可有效的防止鉆井完井液中的固相顆粒侵入到儲層孔隙和裂縫內(nèi)，其作用機理如下圖（4-6）所示。暫堵劑顧名思義，只對產(chǎn)層起暫時堵塞作用，作業(yè)完即可通過溶解等措施將其除去，恢復其原始滲透率。研究指出：4.4.1.1所有鉆井液中的固相均可侵入油氣層并發(fā)生損害；4.4.1.2通過加入橋堵劑可控制固相侵入深度和損害程度；4.4.1.3橋堵劑的濃度、顆粒的大小與地層的孔隙度有關；4.4.1.4固相損害主要發(fā)生在高滲油氣層，然而多數(shù)鉆井液中所含顆粒的尺寸范圍適合于作低滲油氣層的橋堵劑；4.4.1.5當固相侵入地層后，只用回流反排的辦法很難除害。4.4.2目前使用的暫堵劑：4.4.2.1酸溶性暫堵劑：常用的有碳酸鈣和硅石粉等。除了可暫堵外，還兼有降低濾失、提高密度和改善泥餅質(zhì)量等作用；4.4.2.2水溶性暫堵劑：常用的有氯化鈉和復合硼酸鹽，使用時將它們加入到已經(jīng)飽和的鹽水中起作用；4.4.2.3油溶性暫堵液：常用的油溶性暫堵液有石蠟、瀝青等。這些橋堵的固體顆粒可以有產(chǎn)出的原油溶解，也可以注入柴油和親油的表面活性劑迅速除去，從而使油流變的暢通。在現(xiàn)場上，應根據(jù)儲層孔隙度、空隙尺寸和滲透率等數(shù)據(jù)以及敏感性礦物類型優(yōu)選適合要求的暫堵劑。暫堵劑的顆粒分布與儲層孔隙結(jié)構(gòu)尺寸相匹配，加量按鉆井液的性能要求及固相含量合理確定。4.4.3重晶石堵劑：它是在恢復循環(huán)，探測過渡帶，控制井下活動層，在井下活動層與漏層之間安置一個隔離塞的有效手段。重晶石堵劑是一種用重晶石，復合磷酸鹽稀釋劑和水混合成的鉆井液，它的粘度和屈服值較低，能在井內(nèi)沉淀形成固體隔離塞，其密度高，可增大對活動層的靜液力，有助于控制活動層。且失水量大時還能使井眼坍塌自行堵塞。使用時先將干燥的重晶石粉裝入專職置的儲灰罐，用水泥車混合，再通過鉆桿泵送到接近活動層位置。4.4.4橋塞堵劑：它是由堅果殼，云母片，棉子殼，蛭石，纖維類惰性材料混配而成，借助它們在漏層架橋，搭接，擠壓而堵塞孔隙。若單使用該劑，適宜中等漏速（小于50）的漏層堵漏，可直接加入到鉆井液中循環(huán)防漏，也可用于漏層擠住堵漏。4.4.5觸變水泥：為使漏層和低壓水層封堵結(jié)識，采用水泥漿堵劑不失為綜合治漏中的重要方法，而觸變性水泥是其中效果很好的一種，因它在泵送過程中流動性好，而一旦停止泵送即開始膠凝，處理井漏和對付活動層時這種觸變性有著非常好的作用。效果比普通水泥要好的多，但使用時要注意：它并非在任何條件下都可采用，它要受井深及井溫等限制，因加入緩凝劑后會破壞其觸變性。4.5井漏的預防和處理4.5.1井漏的概念：鉆井過程中鉆井液或水泥漿漏如地層中的現(xiàn)象即稱為井漏；4.5.2井漏的原因和現(xiàn)象：鉆井過程中，井內(nèi)鉆井液液柱壓力大于地層破裂壓力便會發(fā)生井漏。引起井漏的原因有兩個方面：一是井下地層破裂壓力異常低，巖層孔隙度異常的大；另一方面是由于鉆井工藝措施不當，如鉆井液密度過大、壓力過高，或開泵時過猛以及下鉆速度過快而造成井下壓力激動等。井漏可能發(fā)生在以下地層中：4.5.2.1松散或高滲透率的地層；4.5.2.2天然裂縫性地層；4.5.2.3誘導的裂縫性地.層；4.5.2.4洞穴性地層。井漏會造成鉆井液池面下降，反出的鉆井液量減小，嚴重的井漏則會使鉆井液失去循環(huán)，只進不出，進而會導致井壁的坍塌或井噴。4.5.3井漏的預防：凡井漏、堵漏、穿漏起鉆，必須連接向井內(nèi)灌注鉆井液，無鉆井液可灌清水，以防井漏。4.5.4井漏的處理：主要通過調(diào)整鉆井液性能，降低井下壓差及堵塞巖層空隙通道的辦法，達到恢復正常鉆井的目的，可降低鉆井液密度，采用平衡鉆井技術，同時適當?shù)奶岣咩@井液的粘度和切力，以增大鉆井液流入地層空隙的阻力，從而起到堵漏的目的。4.6保護油氣層的固井工藝技術4.6.1緣由：原始的油、氣在地層中處于相對的靜平衡狀態(tài)，但將含油、氣的地層鉆開之后，就打破了這種相對的靜平衡狀態(tài)，產(chǎn)生了地層內(nèi)的油、氣壓力與井內(nèi)液柱壓力小于地層壓力時，地層內(nèi)的油、氣就會流入井筒內(nèi)，產(chǎn)生油、氣侵；反之，當井內(nèi)液柱壓力大于地層壓力時，井筒的鉆井液或完井液就會進入地層。進入地層的鉆進液或完井液的濾液或固相顆粒會堵賽油、氣流的通道，阻礙油、氣的流動，影響對油、氣的開采，嚴重時可使油氣井完全喪失生產(chǎn)能力。鉆井的目的是為了尋找油氣，并迅速、有效地將其開采出來，因此應盡量避免井筒內(nèi)液體對油氣層的污染和傷害，即對套管固井必須采取保護油、氣層的工藝技術措施。4.6.2機理：水泥將在一定的時間之后會凝固，形成堅硬的水泥石，這是水泥漿不同于鉆井壓液的特點。因此水泥漿一旦進入油氣層，便會在油氣層的裂縫和孔隙內(nèi)形成堅硬的水泥石，將油、氣進入井筒的通道堵死，影響對油氣的開采，嚴重時可以使產(chǎn)量較小的油氣井完全喪失生產(chǎn)能力。水泥將侵入油氣層的影響因素主要是井筒液柱壓力與油氣層壓力之間的壓差和油氣層的滲透性。井筒液柱壓力大于油氣層壓力的值越大，水泥將就越易侵入油氣層，侵入量就越大；油氣層的滲透性越好，水泥將液越易侵入油氣層，對油氣層的堵賽也就越嚴重。水泥將在高溫、高壓作用下會產(chǎn)生濾液（即失水），普通的水泥漿其濾液可達1000~1500ml這些濾液使油氣層中的泥質(zhì)成分膨脹，使油氣流通道截面積縮小，形成堵塞。主要有以下幾種形式：4.6.2.1油氣層中的可溶性巖溶解，產(chǎn)生化學沉淀物堵塞油氣流通道。4.6.2.2濾液在表面張力的作用下，成分珠分布在油氣之中，破壞了油氣的連續(xù)性、增加了油氣流動的阻力。同時，濾液在油氣層中流動時還可能是孔隙內(nèi)不穩(wěn)定的固體顆粒隨濾液一起流動而聚積在孔隙的喉道處形成堵塞。水泥漿濾液對油氣層的入侵和水泥漿對油氣層的入侵一樣，與井筒液柱壓力與底層壓力之間的壓差和油氣層的滲透性有關。壓差越大、滲透性越好，濾液越易侵入油氣層。除此之外，還與水泥漿的性能有關，即水泥漿的失水越大，侵入油氣層的水泥漿濾液也就可能越多。4.6.3采取的措施：根據(jù)水泥漿及水泥漿濾液對油氣層的傷害形式，以及影響水泥漿及水泥漿濾液侵入油氣層的因素，我們可以通過下面的工藝技術來達到在固井期間對油氣層進行保護的目的。4.6.3.1用平衡壓力固井工藝。減小井內(nèi)液柱壓力與地層壓力之間的壓差，避免固井產(chǎn)生井漏導致水泥漿侵入油氣層。平衡壓力固井工藝的原則是在下套管、注潛水泥漿的過程中，始終使井內(nèi)的靜液柱壓力加上下套管的激動壓力，或靜液柱壓力加上注潛水泥漿時的環(huán)空流動阻力之和，略大與地層壓力而小與地層的破裂壓力；在水泥漿侯凝期間，水泥漿失重時的液柱壓力加上井蹩壓的補充壓力之和略大于地層壓力而小于地層的破裂壓力。在整個固井期間，保證地層的油氣不竄到井內(nèi)，而水泥漿又不會漏到地層內(nèi)。要達到這一目的，在固井設計時應注意下面幾個問題：=1\*alphabetica水泥漿密度的選擇：水泥漿密度時平衡壓力固井工藝的關鍵因素之一，水泥漿密度過大會使水泥漿液柱壓力大于地層破裂壓力而壓漏地層。反之，則油氣會竄到井內(nèi)。水泥漿密度應根據(jù)油氣層壓力來確定，但是四川地區(qū)地質(zhì)情況復雜，對地層壓力和破裂壓力都不能準確地掌握。根據(jù)現(xiàn)場經(jīng)驗，水泥漿密度可以參照鉆井時的泥漿密度來確定，即固井用的水泥漿密度基本上與鉆進泥漿密度一致。加重水泥的水泥漿密度可以與鉆井泥漿密度一致或略高0.05~0.10g/cm；微珠低密度水泥可以比鉆井泥漿密度低0.1~0.2g/cm,因為微珠低密度水泥漿經(jīng)井底液柱壓力作用后，密度會增加。=2\*alphabeticb套管下放速度的確定：為了避免下放套管的速度產(chǎn)生過大的激動壓力蹩漏地層，應通過計算來確定套管下放速度。計算時可以參照下面公式：式中：______套管下放速度，；______鉆進時鉆桿與井眼環(huán)空返速，；______套管與井眼每米環(huán)形容積，；______每米套管容積，；=3\*alphabeticc注替排量的確定。按照流變學設計計算出的紊流注替排量一般都比較大，使用這樣的施工排量會產(chǎn)生較大的環(huán)空流動阻力，而把地層蹩漏，目前國內(nèi)對改變水泥漿流變性能的研究不多，用于改變水泥漿本身流變性能的外加劑的也很少。鑒于目前的情況，我們采用鉆井時的排量作為固井施工的注替排量，雖然達不到紊流的注替效果，但不至于蹩漏地層。=4\*alphabeticd失重時的壓力平衡。對于多產(chǎn)層的油氣井，為了既平衡各油氣層的地層壓力,又避免在候凝期間蹩壓過大，造成井漏現(xiàn)象，應采用多凝注水泥工藝，減少泥漿失重產(chǎn)生的壓降值。4.6.3.2控制水泥漿失水，減少泥漿濾液對油氣層的傷害。一般的水泥漿，失水量高達1000~1500ml，這些濾液滲進油氣層會造成油氣層的傷害。由于水泥漿失水量大，水泥漿還會在井下急劇地生成水泥餅，使套管與井眼之間的環(huán)空形成堵塞，造成注水泥施工失敗。在水泥漿設計時應考慮對水泥漿失水的控制。油氣層套管固井，水泥漿的失水應控制在50~100ml范圍。控制水泥漿失水主要是水泥漿中加入降失水劑。4.6.3.3改善水泥漿的流動性。降低注替時的水泥漿流動阻力，保證平衡壓力固井工藝的實施。因此在控制水泥漿失水量的同時還應注意改善水泥漿的流動性，通常應使水泥漿流動度大于20cm。改善水泥漿流動性主要是通過在水泥漿中加入減阻劑實現(xiàn)的。4.6.3.4利用井壁已形成的泥餅避免或減少泥漿及水泥漿濾液侵入油、氣層。在打開油氣層及之后的鉆進過程中，泥漿會在井壁形成泥餅，這些泥餅對阻止水泥漿及濾液侵入油氣層會有一定的作用。因此在下套管前，在保證套管能下到設計井深的前提下，對油氣層井段一般不進行擴、劃眼，以免破壞井壁已形成的泥餅。4.6.3.5提高固井質(zhì)量，防止高壓油氣在井下竄漏。影響固井質(zhì)量的因素很多提高固井質(zhì)量不許針對每個井的具體條件對影響固井質(zhì)量的因素進行綜合分析，然后采取綜合措施來達到提高固井質(zhì)量的目的。4.6.4建議：開展采用水泥漿外加劑改變水泥漿流變特性的研究工作，爭取在注水泥施工時，既能采用紊流排量頂替水泥漿，又不會由于排量過大，破壞固井施工時的壓力平衡產(chǎn)生井漏，是水泥漿對油、氣層造成損害。5結(jié)論盡管保護油氣層技術以取得引人注目的成就和很大的進展，但隨著人們對保護油氣資源的重要性的認識不斷加深和勘探難度的不斷增加，使我們在如何發(fā)展和完善這項技術方面仍然面臨著十分艱巨的任務。經(jīng)過總結(jié)，今后應加強的工作可概括為以下幾點：5.1在儲層損害評價技術方面加強對能夠模擬井下條件的試驗裝置的研究工作，為多取得與井下相似條件（特別是高溫高壓條件）下的定量數(shù)據(jù)創(chuàng)造條件。5.2在研究儲層損害機理方面，做到研究方法的現(xiàn)代化和人工智能化，應加強物理模型、數(shù)值模擬方法和專家系統(tǒng)的建立，是預防的方法和處理措施更為有效。5.3對各類油氣藏和每個生產(chǎn)作業(yè)過程的損害因素作認真分析，預防措施要落實、有效，以達到相互配合、相互制約。對每個生產(chǎn)過程的保護效果都應評價清楚，不斷總結(jié)，不斷提高。應加強對水平井保護油氣層的研究，定量的評價儲層損害對油井產(chǎn)能的影響。還應加強對高溫深井儲層和復雜儲層的保護技術，要是這方面的技術能配套，并能有效的得到應用。6致謝在論文的準備階段和撰寫過程中，學校的老師、公司的領導以及現(xiàn)場的師傅們都給予了我很大的幫助，在此表示感謝！參考文獻=1\*GB1⒈陳庭根，管志川.鉆井工程理論與技術.北京：石油大學出版社，2000，111～216=2\*GB1⒉樊世中，周大晨.鉆井液完井液及保護油氣層技術.山東：石油大學出版社，1996，419～577=3\*GB1⒊李克向.保護油氣層鉆井完井技術.北京：石油工業(yè)出版社，1993，353～355=4\*GB1⒋劉希圣等.鉆井工藝原理.北京：石油工業(yè)出版社，1981，178～180=5\*GB1⒌劉希圣.鉆井工藝原理.北京：石油工業(yè)出版社，1988，182～186=6\*GB1⒍劉大為.現(xiàn)代固井技術.沈陽：遼寧科學技術出版社，1994，27～34=7\*GB1⒎N.J.亞當斯.鉆井工程.北京：石油工業(yè)出版社，1992，63～67=8\*GB1⒏趙國珍，龔偉安.鉆井力學基礎.北京：石油工業(yè)出版社，1988，46～80=9\*GB1⒐武漢地質(zhì)學院.鉆探工藝學.北京：地質(zhì)出版社，1980，91～105=10\*GB1⒑郝瑞等.鉆井工程.北京：石油工業(yè)出版社，1980，108～111=11\*GB1⒒李克向.保護油氣層鉆井完井技術.北京：石油工業(yè)出版社，1993.10，350～353=12\*GB1⒓徐同臺，陳樂亮等.國外鉆井液技術.北京：石油工業(yè)出版社，1987，45～48=13\*GB1⒔劉瑞棋.鉆井工程事故與處理.北京：中國建筑出版社，1982，69～71=14\*GB1⒕趙福麟.采油用劑.山東：石油大學出版社，1997，86～92=15\*GB1⒖徐同臺等.鉆井工程防漏堵漏技術.北京：石油工業(yè)出版社，1997，76～82HowtoprotecttheoilstratumofairAbstract:Thistextpassestothecausalanalysisthatresultintheoilstratumofair,frombuthavetooutinnatecharacterthattoprotectoilstratumofpermeatetherate,fromitsoutputbaneandresultin,knowtothegreatsignificanceofprotectthestratumofair.Thetextinsidepassestoinjurethemechanismtotheoilstratumofairprimarily,theoilstratumofairissensitive.Evaluationmethodwiththeconcreteprotectionmeasureoftheoilstratumofairandtheresultofwinningwithexistentproblemsetc.Aspect,nevertogethertheangledefinitelydiscussedthereasonthatoilstratumofairinjuremethodthatreachagreementtheseproblems.Maininfulltext,overinvestigatetheresearchwithexperimenttakethegaugeofandlookforthemethodofthesolutionfromtheactualcraft,andintheaspectsoftheseandartesianwellcraftmadetheprogressofthefullofresult,andrequiredtheobviousresult.附錄A調(diào)研時間：2003年3月5日—5月20日保護油氣層的監(jiān)測技術調(diào)研單位：新疆克拉瑪依鉆井公司三公司調(diào)研內(nèi)容：保護油氣層的相關技術前言在油氣勘探與開發(fā)的各個施工環(huán)節(jié)中，保護油層，防止地層傷害，是非常重要的，直接影響到勘探與開發(fā)的經(jīng)濟效益。為了有效地保護地層，就必須充分利用各種保護油層的監(jiān)測技術，在施工之前，取得必要的地層資料，以便制訂科學的工藝措施；一旦發(fā)生了地層的傷害，就要利用各種監(jiān)測技術，診斷清楚，做出科學的評價，采取恰當?shù)挠蛯痈脑齑胧?，以達到盡可能的產(chǎn)能。所以保護油層的檢測技術，在油氣勘探與開發(fā)的全過程中，都是必不可少的。本文就保護油層的檢測技術加以總結(jié)評價。=1\*GB1⒈預測地層壓力鉆探前，利用一鉆鄰井資料預測地層壓力剖面，了解地層壓力和地層破裂壓力分布規(guī)律是保護油氣層的最基礎工作?？蔀殂@井工程科學化、設計合理的井深結(jié)構(gòu)、確定泥漿比重和防止油氣層污染提供重要的科學依據(jù)。上覆地層壓力是由上覆巖層重量產(chǎn)生的，可由密度測井資料獲得：S=（1）例如，勝利油田渤南地區(qū)利用密度測井曲線，用（１）式分段會得到該地區(qū)上覆地層壓力與井深的關系式：50~2050mS=-0.086047+0.019707D+2.615×2050~2700mS=-6.2169+0.023186D2700~5000mS=-10.255+0.024687D在塔北地區(qū)，通過對多口井密度測井資料的研究，不僅得出了該地區(qū)上覆巖層壓力隨井深變化的規(guī)律，還提出了適合塔北地區(qū)的地層壓力梯度計算模式。預測地層孔隙壓力分布規(guī)律，利用聲波測井資料是行之有效的。究其原因是因為補償聲波測井信息受井眼、地層條件影響小，比其它測井信息（如密度、電阻率、自然伽瑪?shù)龋└鼮榭煽康胤从车貙涌紫抖鹊淖兓＠?，英國GEARHART錄井公司利用計算地層孔隙壓力。我國塔北地區(qū)，利用包括地震層速度在內(nèi)的多種方法來預測和監(jiān)測地層孔隙壓力。通過鉆前預測、鉆中檢測及完井校正的等一系列實踐，基本上掌握了該區(qū)地層孔隙壓力分布規(guī)律。另據(jù)有關文獻報道，一種利用聲速趨勢確定碳酸巖沉積環(huán)境地層孔隙壓力的技術已經(jīng)研究出來了。這種技術已經(jīng)應用于大約２０口井，并取得了較好效果，所分析的擊該整個深度段孔隙壓力從１０到１８PG之間變化，最深的井達７０１０米。地層破裂壓力的預測目前主要由以下兩種方法：=1\*GB2⑴是根據(jù)地層破裂壓力模式進行計算。國內(nèi)外常用的幾種破裂壓力模式如下：=1\*GB2⑴Mattews模式=2\*GB2⑵Estion模式=3\*GB2⑶Anderson模式=4\*GB2⑷Stephen模式=5\*GB2⑸皇氏模式例如，在塔北地區(qū)通過對幾種地層破裂壓力計算模式的分析，證實了Eaton模式；較是和塔北的情況。經(jīng)過對十幾口井，２３個實測破裂壓力數(shù)據(jù)的處理，提出了該地區(qū)風化殼用淺地層破裂壓力梯度計算模式。=2\*GB2⑵是通過統(tǒng)計實際地層破裂壓資料來預測地層破裂壓力。例如，勝利油田渤南、樁西—五號和現(xiàn)河三地區(qū)就是用這種方法來預測地層破裂壓力的。綜合兩種方法，應該認為最理想、最實際的方法是通過統(tǒng)計實際地層破裂壓力資料來尋找本地區(qū)的破裂壓力計算模式。應該強調(diào)指出，預測地層壓力，特別是預測地層高壓異常壓力，必須采用系統(tǒng)壓力法，既充分利用以獲得的地質(zhì)、地震層速度、測井、錄井、地層水等資料，經(jīng)過綜合分析才能比較準確的預測。=2\*GB1⒉隨鉆實時監(jiān)測地層壓力鉆探中，隨鉆實時監(jiān)測地層壓力是正確指導平衡鉆井、預防油層污染和井眼失穩(wěn)，以及預防井噴井漏的重要的保證。應用綜合錄井技術隨鉆實時監(jiān)測平衡鉆井是８０年代末期迅速發(fā)展起來的一項高科技技術。我國８０年代先后從美、英、法等國陸續(xù)引進了幾十臺綜合錄井儀投入油田使用，并且取得了較好的經(jīng)濟效益。“八五”期間我國綜合錄井儀器的總數(shù)將增加７５％，其中夠產(chǎn)儀器的比例將顯著增大。因此，迅速掌握和積極推廣應用綜合錄井億的實時檢測技術前景樂觀。利用聯(lián)合錄井以可以實時的（及時的）監(jiān)測到地層孔隙壓力。所謂時實性，是指鉆開地層就可得到計算機處理的地層壓力數(shù)據(jù)。它不象氣測、巖屑錄井及鉆井液參數(shù)錄井，需要等一個遲到時間后才能監(jiān)測到。正因為地層壓力監(jiān)測數(shù)據(jù)具有實時性，因而它在油層保護中倍受青睞地層壓力監(jiān)測目前有兩種實時監(jiān)測方法：一種是以泥巖壓實理論為基礎的dc指數(shù)法，主要應用于泥巖地層；另一種是以巖石骨架強度理論為基礎的西格馬法，可是用于砂巖地層和碳酸鹽巖地層?，F(xiàn)代綜合錄井儀處理程序上，這兩種方法都具備。該項技術的應用實例請參閱文獻５和７。=3\*GB1⒊其它預防檢測技術油層污染的室內(nèi)評價方法可以為保護油層的各種設計提供預見性的判斷和建議。例如，７０年代以來，國內(nèi)外相繼發(fā)展了X－射線衍射、薄片分析和電鏡掃描三大巖相礦物組分分析技術。根據(jù)巖石學研究的不同要求及經(jīng)濟合理性，近年來又相繼發(fā)展和應用了X－射線熒光檢查法、CT掃描法、礦物學技術和巖石圖像分析等多種巖相礦物組分分析技術，形成了一套組合配套技術。還有采用敏感性巖層的工程實驗及分析程序做靜態(tài)敏感實驗、當量液體滲透率的測定、體積流量評價、流速敏感性實驗、系列流體的滲透率評價、流體礦化度評價等技術。近年來已發(fā)展成了更加全面、更加系統(tǒng)的巖心動態(tài)流動實驗、鉆井液的入侵損害實驗以及顆粒運移平價等較為完善的技術。這些保油層的預防檢測技術在遼河油田和其他許多油田都得到了應用，并得到了較好的應用效果。檢測技術為了準確判斷鉆井、完井（固井、射孔、測試）和增產(chǎn)措施對油層的污染程度，估算由井產(chǎn)能、制定開發(fā)方案和提出補救措施，做好保護油層的診斷監(jiān)測工作是十分必要的。=1\*GB1⒈采用系統(tǒng)方法診斷地層損害在生產(chǎn)現(xiàn)場可以采用一套系統(tǒng)的方法來正確合理地診斷、評價各階段法發(fā)生的地層損害問題。這種方法包括：鉆柱測試、電阻率測井、井史回顧、采油井史回顧、鄰井生產(chǎn)性能的比較、試井分析、節(jié)點系統(tǒng)分析、生產(chǎn)測井、采油效率剖面和巖心分析。正確合理地運用這些方法可以診斷、評價和成功地處理巖中的地層損害。下面略舉幾例加以說明。遼河油田研究了三種實用診斷、評價法方法，即壓力恢復測試解釋法、測井子了解釋法和油井產(chǎn)能計算解釋法、這三種方法通過在署一區(qū)、大民屯區(qū)應用，從而證實了遼河油田在油層保護方面所采取的一次列保護油層措施是有效的。江漢油田根據(jù)壓力恢復曲線不僅定性分析了油井的油層損害程度，而且通過壓力恢復資料計算流動系數(shù)和表皮因子，從而對油井損害程度進行定量分析。=2\*GB1⒉運用地層損害專家系統(tǒng)診斷地層損害美國人L.A.Legre等人１９８８年開發(fā)出一種為邏輯和系統(tǒng)方法的人工智能專家系統(tǒng)，用這套專家系統(tǒng)可以分析診斷地層的損害。它的軟件程序由三部分組成：（１）知識庫，他十建立有效專家系統(tǒng)的關鍵，直接關系到診斷分析的成功和效果。（２）推斷機，它是一種程序，利用知識庫所儲存的各種知識，針對用戶的特殊問題，運用邏輯和系統(tǒng)方法，提出解決問題的有效方案。（３）支持設備，用以修改程序，包括修改知識庫和知識庫編輯程序等。這種診斷方法為保護油層的監(jiān)測技術開辟了一個新的科學領域。結(jié)論=1\*GB1⒈探前，利用地質(zhì)、地震層速度資料、已鉆鄰井和錄井資料、地層水資料等預測地層壓力可為鉆井工程科學化、設計合理井深結(jié)構(gòu)、確定泥漿比重和防止油層污染提供重要的科學依據(jù)。=2\*GB1⒉用綜合錄井技術實時監(jiān)測地層壓力，是確保平衡鉆井、防止油層污染的有效措施，有廣泛應用前景。=3\*GB1⒊應用系統(tǒng)方法診斷地層損害是保護油層，提高有井產(chǎn)能的較為理想的方法，應大力宣傳迅速推廣使用。=4\*GB1⒋為綜合研究、推廣應用保護油層的監(jiān)測技術，鑒于成立井筒研究所或?qū)I(yè)技術公司。符號說明S_____上覆巖層壓力，；____基巖應力系數(shù)；_____巖石骨架顆粒密度，；____巖石抗張強度，；_____空隙流體密度，；g_____重力加速度，；C_____壓實系數(shù)，；K______構(gòu)造應力系數(shù)，；EMBEDEquation.3_____自然對數(shù)的底；______地層巖石泊松比；P_____孔隙壓力；______鈞勻構(gòu)造應力系數(shù)；_____正?？紫秹毫?，；_____恢復時間，h；_____不同時刻的聲波時差，s；_____流動時間，ｈ；______地層破裂壓力，；_____井底壓力，；______地層孔隙壓力，；______分別為壓力與時間半對數(shù)圖上第一、第二直線段斜率，/cycle；D______井深，m；S-____有效上覆地層壓力，；_____地表孔隙度；_____分別是兩水平構(gòu)造應力系數(shù)；附錄B實習報告實習時間：2003年3月5日—5月20日實習單位：新疆克拉瑪依鉆井公司三公司實習地點：白堿灘區(qū)八區(qū)實習內(nèi)容：鉆井工藝流程一、實習過程：作為新疆石油學院鉆井班的學生，我以一名實習者的身份來到克拉瑪依鉆井（三公司）實習，在兩個作為多月的實習中，基本熟悉了鉆井工藝的基本流程以及各個崗位的基本操作規(guī)范。在這兩個月中，我經(jīng)歷了三口井的開鉆，固井，完井，搬家的經(jīng)過。在此過程中熟悉了凈化，內(nèi)外鉗等崗位的工作。對所干崗位的工作基本做到了熟悉。下面就整個實習過程中的工作中所經(jīng)歷的鉆井工藝流程總結(jié)如下：=1\*GB1⒈鉆前準備=1\*GB2⑴鉆井設備搬運及安裝。包括設備就位，找正，調(diào)整，固定；鉆井循環(huán)管線和油、氣、水、保溫管線及罐、保溫鍋爐的安裝等。=2\*GB2⑵井口設備準備。包括挖出圓井，挖循環(huán)溝，鉆大、小鼠洞。=3\*GB2⑶配制好待用鉆井液。=4\*GB2⑷安裝好向井內(nèi)罐鉆井液的管線。=5\*GB2⑸接好一開鉆頭，提出轉(zhuǎn)盤大方瓦，下入鉆具。=2\*GB1⒉鉆進鉆進是以一定的壓力作用在鉆頭上，并帶動鉆頭旋轉(zhuǎn)使之破碎井底地層巖石，井底巖石被破碎后所產(chǎn)生的巖屑通過循環(huán)鉆井液被攜帶到地面上來，這一過程稱為洗井。加在鉆頭上的壓力是利用部分鉆柱的重力來完成的，鉆頭的旋轉(zhuǎn)是由轉(zhuǎn)盤或頂驅(qū)動力水龍頭帶動鉆柱及鉆頭旋轉(zhuǎn)來實現(xiàn)的。在使用井下動力鉆具時，鉆柱不旋轉(zhuǎn)。在鉆進中，鉆頭不斷破碎巖石，井眼逐漸加深，則鉆柱也需要接長，因而需要不斷加接鉆桿（接單根）。由于鉆頭在井底破碎巖石，鉆頭會逐漸磨損，機械鉆速下降，當磨損到一定程度則需要更換新鉆頭。為此，需將全部鉆主從井內(nèi)起出（起鉆），更換新鉆頭后在將新鉆頭及全部鉆柱下入井內(nèi)（下鉆），這一過程叫起下鉆。有時為了處理事故，測井等也需進行起下鉆作業(yè)。一般情況下，一口井的鉆進過程中應有幾次開鉆，井深和地層情況不同，則開鉆次數(shù)也不同，一般為二次開鉆：第一次開鉆（一開）：從地面鉆出較大井眼，到一定設計深度后下表層套管，固井。第二次開鉆（二開）：從表層套管內(nèi)用較小一些的鉆頭繼續(xù)鉆進，其中經(jīng)歷了數(shù)次起下鉆作業(yè)，因此在此過程中實習了許多基本崗位?，F(xiàn)就這些基本崗位的工作及其所管設備的原理及使用簡述如下：凈化系統(tǒng)2.1振動篩：=1\*GB2⑴用途：在正常鉆進中，利用振動篩清除井眼返出的鉆井液所攜帶的大量巖屑沙石和其它物質(zhì)，確保鉆井液的質(zhì)量。為一級固控設備創(chuàng)造條件。=2\*GB2⑵原理：是通過機械振動把井口返出的鉆進液由通過振動篩的網(wǎng)孔的固相從篩網(wǎng)尾部排出，小于網(wǎng)孔的固相通過篩網(wǎng)孔流入鉆井循環(huán)系統(tǒng)，從而完成一級分離作用。=3\*GB2⑶使用前的保養(yǎng)及檢查：=1\*GB3①拆開鎖緊裝置；=2\*GB3②檢查減震元件，彈簧是否缺少；=3\*GB3③轉(zhuǎn)動皮帶護罩是否完好；=4\*GB3④檢查篩網(wǎng)固定幾個部位螺絲的緊固情況；=5\*GB3⑤用試電筆檢查電路連接是否正確；=6\*GB3⑥用黃油槍分別向各激振器軸承加黃油；=4\*GB2⑷使用操作：=1\*GB3①將皮帶護罩打開，雙手緊握皮帶順時針轉(zhuǎn)動，促使激振器運轉(zhuǎn)，如轉(zhuǎn)動靈活，無阻卡現(xiàn)象，將護罩蓋好；=2\*GB3②將馬達開關合上，觀察是否反轉(zhuǎn)，如反轉(zhuǎn)，調(diào)動相鄰的兩根線；=3\*GB3③振動篩停止時，衛(wèi)生打掃干凈。=5\*GB2⑸常見故障及排除：=1\*GB3①激振器不振動；=2\*GB3②皮帶松；=3\*GB3③巖屑停在篩網(wǎng)上不動；=4\*GB3④篩網(wǎng)太松；=5\*GB3⑤巖屑上行；=6\*GB3⑥電源接反；=7\*GB3⑦缺油。=6\*GB2⑹更換調(diào)節(jié)篩網(wǎng)：=1\*GB3①用扳手將篩網(wǎng)框尾部滾杠兩端的緊固螺栓卸松；=2\*GB3②用撬杠插在滾杠緊固孔內(nèi)，轉(zhuǎn)動使篩網(wǎng)溝也完全露出；=3\*GB3③用手從滾杠槽邊取出篩網(wǎng)鉤邊；=4\*GB3④卸下篩框前擋板，拽出篩網(wǎng)；=5\*GB3⑤將篩網(wǎng)前后鉤邊分別塞向滾杠槽內(nèi)；=6\*GB3⑥在轉(zhuǎn)動振動篩尾部滾杠。兩邊同時卷動，使篩網(wǎng)受力均勻；=7\*GB3⑦用扳手擰緊鎖緊螺栓；=8\*GB3⑧裝好篩網(wǎng)前檔板。2.2除砂器：=1\*GB2⑴用途：除砂器是鉆井液的第二次處理設備。主要用來回收加重鉆進井液中的重晶石，清除大于重晶石粒度的鉆屑。并經(jīng)細網(wǎng)振動篩回收其它液相。它是鉆井不可缺少的設備之一。=2\*GB2⑵原理：除砂器是一組水流旋流器。與一臺超細網(wǎng)眼的振動篩組成。旋流器是利用壓力與離心力的作用，將密封粒較大顆粒甩出，在重力作用下，沿內(nèi)錐面下落至排沙口，經(jīng)過振動篩表面將大于重晶石粒度的巖屑清除。對密度相對小的液體，形成一般螺旋上返液流，從溢流閥排出進入泥漿罐。=3\*GB2⑶檢察與保養(yǎng)：=1\*GB3①除砂器安裝到位后，用扳手逆轉(zhuǎn)篩架鎖緊螺母。卸掉全部壓板；=2\*GB3②檢查減震彈簧有無缺損，毀壞；=3\*GB3③檢查旋流器進排液管卡箍的緊固情況；=4\*GB3④用黃油槍對激振器軸承注黃油，溢出為好。=4\*GB2⑷使用操作及排出故障：=1\*GB3①打開護罩，拉動皮帶，檢查激振器中的情況是否良好，蓋好護罩；=2\*GB3②合電源開關，檢查馬達轉(zhuǎn)動方向是否與護罩上標記一致；=3\*GB3③逆旋打開除砂器上面的水閥門。合電源開關，起動離心機或電動除砂泵；=4\*GB3④用手觸摸排砂口，應處于傘狀排砂，并有空氣吸入感；=5\*GB3⑤使用時每班沖洗一次篩網(wǎng)，防止砂堵；=6\*GB3⑥停用時，待停砂泵停止后，振動篩網(wǎng)清洗后再斷振動篩開關。=5\*GB2⑸常見故障：=1\*GB3①排砂孔只漏泥漿，不出砂；=2\*GB3②旋流器內(nèi)壁損壞；=3\*GB3③更換振動篩網(wǎng)不排砂；=4\*GB3④篩網(wǎng)松動或破裂；=5\*GB3⑤更換旋流器；=6\*GB2⑹排除：=1\*GB3①拉下除砂泵和振動篩開關，使除砂器停止工作；=2\*GB3②順旋將上水閥門關閉；=3\*GB3③將排砂孔固定螺母逆旋卸掉，取下壓板；=4\*GB3④用扳手逆旋將排砂孔錐體短接，下箍螺母卸掉；=5\*GB3⑤雙手輕推動錐形漏斗，使其與旋流器分離，順時取下漏斗與密封墊。=6\*GB3⑥將旋流器進排液管固定卡死，依次卸掉，取下旋流器或除砂泵。2.3離心式除砂泵：=1\*GB2⑴用途：主要是把經(jīng)過振動篩的除砂后的鉆井液全部以一定的壓力和排量送入除砂器和除泥器中，進一步降低泥漿的含砂量。=2\*GB2⑵原理：當泵正常工作時，液體由葉輪中部進入，在葉輪高速旋轉(zhuǎn)下，液體通過液輪中的通道后，在離心力的作用下不斷地獲得能量，然后通過螺殼變?yōu)閴毫δ茌敵觥?3\*GB2⑶檢查與保養(yǎng)：=1\*GB3①將軸承加入黃油；=2\*GB3②更換潤滑油；=3\*GB3③啟動電機，轉(zhuǎn)動一分鐘再卸掉堵絲，放掉廢柴油；=4\*GB3④該好上面的油孔；=4\*GB2⑷操作與使用：=1\*GB3①旋轉(zhuǎn)手柄將進液閥門打開；=2\*GB3②雙手拉緊皮帶，轉(zhuǎn)葉輪3－4圈；=3\*GB3③將泵殼上面的絲堵用扳手卸松，放出廢油再上緊；=4\*GB3④確認一切正常后，合上電源開關；=5\*GB3⑤冬季較長時間運轉(zhuǎn)，將出砂泵順時針旋轉(zhuǎn)關閉排，用扳手卸掉泵殼下面的絲堵放掉全部的泥漿，防止凍裂。=5\*GB2⑸故障的排除：=1\*GB3①除砂泵不上水；=2\*GB3②進液閥和葉輪堵死，馬達反轉(zhuǎn)；=3\*GB3③除砂泵排量??；=4\*GB3④盤根磨損，進空氣，更換盤根；=5\*GB3⑤壓力低。井口裝置及崗位的操作2.4操作液壓大鉗。=1\*GB2⑴準備工作：=1\*GB3①檢查大鉗固定可靠；=2\*GB3②大鉗的高度合適力；=3\*GB3③調(diào)整大鉗的水平度，使鉗頭上平面與轉(zhuǎn)盤面平行；=4\*GB3④檢查各液壓閥及管線密封可靠；=5\*GB3⑤移送缸，夾緊缸要正常，鉗頭轉(zhuǎn)動要靈活；=2\*GB2⑵操作步驟：=1\*GB3①打開大鉗氣路閥門，通氣；=2\*GB3②打開液壓系統(tǒng)軸向柱塞泵上的手輪調(diào)節(jié)開關，合上單項氣閥，油泵空載運轉(zhuǎn)；=3\*GB3③把鉗頭上的兩個定位手把，根據(jù)上扣或卸扣轉(zhuǎn)道相應的位置；=4\*GB3④操縱朝移送缸雙向氣閥，送鉗子到井口；=5\*GB3⑤鉆桿通過牙口進入大鉗，操縱夾緊氣缸雙向氣閥使下鉗牙咬緊接頭；=6\*GB3