保護(hù)油氣層技術(shù)

版權(quán)所有，復(fù)印必究wky工作室制作保護(hù)油氣層技術(shù)第一章緒論1、儲(chǔ)層（地層）損害的定義：在油氣鉆井、完井、生產(chǎn)、增產(chǎn)、EOR等全過程中的每一個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，發(fā)生流體產(chǎn)出或注入能力顯著下降的現(xiàn)象或作用2、保護(hù)儲(chǔ)層技術(shù)的特點(diǎn)(1)跨越多學(xué)科、多專業(yè)，貫穿油氣生產(chǎn)全過程(2)具有很強(qiáng)的針對(duì)性——地質(zhì)對(duì)象和作業(yè)(3)研究方法三結(jié)合：宏觀與微觀，機(jī)理研究與應(yīng)用技術(shù)，室內(nèi)與現(xiàn)場(chǎng)3、保護(hù)儲(chǔ)集層技術(shù)十項(xiàng)原則(1)以經(jīng)濟(jì)效益為中心，以提高油氣產(chǎn)能和采收率為目標(biāo)(2)技術(shù)進(jìn)步、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)要統(tǒng)籌考慮(3)任何保護(hù)技術(shù)都應(yīng)有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)、有利于準(zhǔn)確評(píng)價(jià)、有利于高效開發(fā)(4)立足以預(yù)防損害為主，解除損害為輔(5)各作業(yè)環(huán)節(jié)的保護(hù)技術(shù)要前后照應(yīng)，做到系統(tǒng)整體優(yōu)化(6)在保護(hù)中開發(fā)油氣藏，在開發(fā)中保護(hù)油氣藏(7)不該進(jìn)入儲(chǔ)層的工作液要盡量避免進(jìn)入，至少要少進(jìn)入(8)凡進(jìn)入儲(chǔ)層的固相和液相都能夠通過物理、化學(xué)和生物化學(xué)方法予以解除(9)不可避免要進(jìn)入的工作液，應(yīng)該與油氣層配伍，且不含固相(10)力爭(zhēng)減少井下事故，避免各種復(fù)雜情況發(fā)生，否則前功盡棄第二章巖心分析1、巖心分析的目的(1)評(píng)價(jià)油氣層巖石物理性質(zhì)(2)揭示巖石中敏感性礦物類型、產(chǎn)狀、含量和分布特點(diǎn)(3)確定潛在損害類型、程度和原因(4)為保護(hù)方案設(shè)計(jì)提供依據(jù)和建議2、巖心分析是指利用各種儀器設(shè)備來觀測(cè)和分析巖心一切特性的系列技術(shù)3、常規(guī)巖心分析的內(nèi)容：(1)巖石物理性質(zhì)：常規(guī)物性：孔隙度、滲透率、比表面、相對(duì)滲透率、潤(rùn)濕性孔隙結(jié)構(gòu)：孔隙和喉道的類型、大小、形態(tài)、分布、連通性；孔喉大小及分布(2)巖石結(jié)構(gòu)與礦物：骨架顆粒：石英、長(zhǎng)石、巖屑、云母；填隙物：粘土礦物、非粘土礦物巖石結(jié)構(gòu)：層理、接觸關(guān)系、粒度大小及分布4、巖心分析技術(shù)：(1)X射線衍射分析技術(shù)(2)掃描電鏡分析技術(shù)(3)薄片分析技術(shù)(4)壓汞毛管壓力曲線分析5、X射線衍射分析技術(shù)的應(yīng)用(1)地層微粒分析，粒徑<37微米組分(2)全巖分析，粒徑>5微米組分(3)粘土礦物分析，粒徑<5微米組分(4)類型鑒定和含量計(jì)算(5)間層礦物鑒定和間層比計(jì)算(6)無機(jī)垢分析6、掃描電鏡分析應(yīng)用(1)油氣層中地層微粒的觀察(2)粘土礦物的觀測(cè)(3)油氣層孔喉的觀測(cè)(4)含鐵礦物的檢測(cè)(5)油氣層損害的監(jiān)測(cè)7、薄片分析技術(shù)應(yīng)用(1)巖石的結(jié)構(gòu)與構(gòu)造(2)骨架顆粒的成分及成巖作用(3)孔隙特征(4)不同產(chǎn)狀粘土礦物含量的估計(jì)(5)熒光薄片應(yīng)用8、毛管壓力曲線應(yīng)用(1)儲(chǔ)集巖的分類評(píng)價(jià)(2)油氣層損害機(jī)理分析(3)鉆井完井液設(shè)計(jì)(4)入井流體懸浮固相控制(5)評(píng)價(jià)和篩選工作液9、油氣層潛在損害因素分析(1)油氣層儲(chǔ)滲空間(2)油氣層敏感性礦物(3)油氣層巖石的潤(rùn)濕性(4)油氣層流體性質(zhì)(5)油氣藏環(huán)境10、孔隙度定義:巖石孔隙體積與巖石視體積之比11、滲透率定義:在一定壓差作用下，孔隙巖石允許流體通過的能力大小度量。12、油氣層常見孔隙類型有；粒間孔、粒內(nèi)溶孔、晶間微孔。13、油氣層喉道類型劃分為五種：縮頸喉道、點(diǎn)狀喉道、片狀喉道、彎片狀喉道、管束狀喉道。14、水敏和鹽敏礦物主要有蒙皂石、伊/蒙間層礦物和綠/蒙間層礦物；堿敏礦物主要有高嶺石等各類粘土礦物、長(zhǎng)石和微晶石英；酸敏礦物HF敏感的礦物主要有方解石、白云石、長(zhǎng)石、微晶石英、沸石、各類粘土礦物和云母，HCl敏感的礦物常見的包括富鐵綠泥石、菱鐵礦、黃鐵礦、赤鐵礦、鐵方解石、鐵白云石、黑云母、磁鐵礦等；速敏礦物主要有粘土礦物及粒徑小于37μm的各種非粘土礦物，如微晶石英、、菱鐵礦、微晶方解石等15、粘土礦物的產(chǎn)狀：櫛殼式、薄膜式、橋接式、分散質(zhì)點(diǎn)式、帚狀撒開式、顆粒交代式、裂縫充填式。16、巖石表面被液體潤(rùn)濕（鋪展）的情況稱為巖石的潤(rùn)濕性；巖石的潤(rùn)濕性一般可分為親水性、親油性和兩性潤(rùn)濕三大類17毛管壓力曲線（如圖所示）第三章油氣層損害的室內(nèi)評(píng)價(jià)1、室內(nèi)損害評(píng)價(jià)目的(1)搞清油氣層潛在損害因素和程度(2)為損害機(jī)理診斷提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)(3)為保護(hù)油氣層方案的制訂提供依據(jù)(4)優(yōu)化施工作業(yè)2、敏感性評(píng)價(jià)(1)速敏分析(2)水敏分析(3)鹽敏分析(4)酸敏分析(5)堿敏分析(6)應(yīng)力敏感分析3、速敏性概念鉆井、測(cè)試、試油、采油、增產(chǎn)作業(yè)、注水作業(yè)或其它注入作業(yè)過程中，當(dāng)流體在儲(chǔ)層中流動(dòng)時(shí)，引起微粒運(yùn)移并堵塞喉道，造成儲(chǔ)層滲透率下降的現(xiàn)象。4、速敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)?zāi)康拇_定臨界流速和速敏損害程度為其它敏感性實(shí)驗(yàn)和損害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)確定合理的流速（0.8倍臨界流速）提供依據(jù)確定合理的注采速度5、水敏原理油氣層中的粘土礦物在原始的地層條件下與地層水處于一種穩(wěn)定的平衡狀態(tài)。當(dāng)?shù)M(jìn)入地層時(shí)，某些粘土礦物就會(huì)發(fā)生膨脹、分散、運(yùn)移，從而減小或堵塞地層孔道，造成滲透率的降低。油氣層遇淡水后滲透率降低的現(xiàn)象，稱為水敏。6、鹽敏原理(1)當(dāng)高于地層水礦化度的工作液濾液進(jìn)入油氣層后，將可能引起粘土的收縮、失穩(wěn)、脫落。(2)當(dāng)?shù)陀诘貙铀V化度的工作液濾液進(jìn)入油氣層后，則可能引起粘土膨脹和分散。這些都將導(dǎo)致油氣層孔隙空間和喉道的縮小及堵塞，引起滲透率的下降從而損害油氣層。7、酸敏概念指儲(chǔ)層巖心與酸作用后滲透率降低的現(xiàn)象8、應(yīng)力敏感性：在施加一定的有效應(yīng)力時(shí)，巖樣的物性參數(shù)隨應(yīng)力變化面改變的性質(zhì)。9、工作液損害評(píng)價(jià)：(1)工作液濾液評(píng)價(jià)(2)工作液的靜態(tài)損害評(píng)價(jià)(3)系列流體損害評(píng)價(jià)(4)工作液動(dòng)態(tài)損害評(píng)價(jià)10、損害程度計(jì)算：Dk1=Kw1Dk1:速敏引起的滲透率損害率Kw1：臨界流速前巖樣滲透率的算術(shù)平均值，10-3um2Knim:臨界流速后巖樣滲透率的最小值，10第四章油氣層損害機(jī)理1、油氣層損害的定義：在油氣鉆井、完井、生產(chǎn)、增產(chǎn)、EOR等全過程中的每一個(gè)作業(yè)環(huán)節(jié)，發(fā)生流體產(chǎn)出或注入能力顯著下降的現(xiàn)象或作用2、油氣井生產(chǎn)或注入井注入能力下降現(xiàn)象的原因及其作用的物理、化學(xué)、生物變化過程稱為油氣層損害機(jī)理3、油氣層損害類型(1)物理損害(2)化學(xué)損害(3)生物損害(4)熱力損害4、物理損害：(1)微粒運(yùn)移(2)固相侵入(3)相圈閉損害(4)機(jī)械損害(5)射孔損害(6)應(yīng)力損害5、化學(xué)損害：(1)巖石—外來流體反應(yīng)(2)地層流體—外來流體反應(yīng)(3)潤(rùn)濕性反轉(zhuǎn)6、生物損害：(1)分泌聚合物、(2)腐蝕損害、(3)流體酸性化7、熱力損害：(1)礦物溶解、(2)礦物轉(zhuǎn)化、(3)潤(rùn)濕性變化8、物理作用損害指鉆井、完井、壓井、增產(chǎn)措施中設(shè)備和工作液直接與地層發(fā)生物理變化造成的滲透率下降第五章鉆井完井保護(hù)油氣層技術(shù)1、鉆井過程油氣層損害原因(1)鉆井液固相顆粒堵塞油氣層(2)鉆井液濾液與油氣層巖石不配伍(3)鉆井液濾液與油氣層流體不配伍(4)界面現(xiàn)象和相滲透率損害(5)負(fù)壓劇烈變化造成的損害2、控制損害的鉆井工程因素(1)壓差：濾失、漏失(2)浸泡時(shí)間(3)環(huán)空返速高，濾失量增大，損害加劇(4)鉆井液體系與性能3、完井液從鉆開油氣層到正式投產(chǎn)前用于井眼流體。一般把井上作業(yè)期間任何接觸生產(chǎn)層的流體都叫完井液4、對(duì)鉆井完井液的要求(1)控制儲(chǔ)層流體壓力，保持正常鉆進(jìn)(2)滿足工程要求的流變性(3)穩(wěn)定井壁，改善濾餅，防止各種復(fù)雜問題(4)具有保護(hù)油層性質(zhì)(5)其它性質(zhì)包括在對(duì)完井液要求的范圍內(nèi)5、保護(hù)油氣層鉆井技術(shù)措施(1)建立四個(gè)壓力剖面，為井身結(jié)構(gòu)和鉆井液密度設(shè)計(jì)提供科學(xué)根據(jù)(2)確定合理的井身結(jié)構(gòu)是實(shí)現(xiàn)近平衡壓力鉆井的基本保證(3)實(shí)現(xiàn)近平衡鉆井，控制油氣層的壓差處于安全的最低值(4)近平衡壓力鉆井，井內(nèi)鉆井液靜液柱壓力略高于孔隙壓力(5)降低浸泡時(shí)間(6)搞好中途測(cè)試(7)搞好井控，防止井噴井漏6、屏蔽暫堵技術(shù)在鉆井完井液中添加適當(dāng)數(shù)量與大小的固相顆粒，以便在鉆開油氣層后能快速有效地在油氣井近井壁帶形成致密的橋堵帶，從而防止鉆井完井液固相顆粒與濾液繼續(xù)侵入地層，然后通過射孔等完井方式打開屏蔽環(huán)。這種保護(hù)油氣層的技術(shù)稱屏蔽暫堵鉆井完井液技術(shù)。7、水泥漿對(duì)油氣層的損害(1)水泥漿固相顆粒損害(2)水泥漿濾液進(jìn)入地層導(dǎo)致的損害8、保護(hù)油氣層的固井技術(shù)(1)提高固井質(zhì)量改善水泥漿性能(2)合理壓差固井(3)提高頂替效率(4)防止水泥漿失重引起環(huán)空竄流。(5)推廣應(yīng)用注水泥計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件。(6)降低水泥漿失水量(7)采用屏蔽暫堵鉆井液技術(shù)第六章完井過程中的保護(hù)油氣層技術(shù)1、目前國(guó)內(nèi)外主要采用的完井方式有：射孔完井、裸眼完井、礫石充填完井等，2、射孔完井方式能有效地封隔含水夾層，易塌夾層、氣頂和底水；能完全分隔和選擇性地射開不同壓力、不同物性的油氣層，避免層間干擾；具備實(shí)施分層注、采及選擇性增產(chǎn)措施的條件，此外也可防止井壁垮塌3、裸眼完井最主要的特點(diǎn)是油氣層完全裸露，因而具有最大的滲流而積，油氣井的產(chǎn)能較高，但這種完井方式不能阻擋油層出砂、不能避免層間干擾、也不能有效地實(shí)施分層注水和分層措施等作業(yè)。因此，主要是在巖性堅(jiān)硬、井壁穩(wěn)定、無氣頂或底水、無含水夾層的塊狀碳酸鹽巖或硬質(zhì)砂巖油藏，以及層問差異不大的層狀油藏中使用4、礫石充填完井是最有效的早期防砂完井方式，主要用于膠結(jié)疏松、易出砂的砂巖油藏，特別是稠油砂巖油藏。礫石充填完井有裸眼礫石充填完井和套管礫石充填完井之分，它們各自的適用條件除了巖性膠結(jié)疏松以外，分別與裸眼完井和射孔完井相同5、選擇完井方式時(shí)，應(yīng)考慮油氣藏類型、油氣層特性和工程技術(shù)及措施要求三方面的因素6、射孔作業(yè)儲(chǔ)層損害(1)鉆井過程遺留的地層損害(2)匯流產(chǎn)生的附加阻力(3)射孔孔眼部位的壓實(shí)損害(4)部分孔眼的堵塞(5)射孔液的損害7、射孔液損害機(jī)理(1)射孔液固相損害：外部固相(在ΔP影響下)及儲(chǔ)層微粒損害(2)濾液的損害：粘土水化膨脹、剝落及運(yùn)移，化學(xué)沉淀及結(jié)垢(3)水鎖損害、乳狀液堵塞、潤(rùn)濕性反轉(zhuǎn)、聚合物吸附及滯留8、負(fù)壓差射孔可以使射孔孔眼得到“瞬時(shí)”沖洗，形成完全清潔暢通的孔道；可以避免射孔液對(duì)油氣層的損害。負(fù)壓差射孔可以免去誘導(dǎo)油流工序，甚至也可以免去解堵酸化投產(chǎn)工序。因此，負(fù)壓差射孔是一種保護(hù)油氣層、提高產(chǎn)能、降低成本的完井方式8、保護(hù)油氣層的射孔完井技術(shù)(1)正壓差射孔的保護(hù)油氣層技術(shù)(2)負(fù)壓差射孔的保護(hù)油氣層杖術(shù)(3)保護(hù)油氣層的射孔液(4)射孔參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)第七章開發(fā)生產(chǎn)油氣層保護(hù)技術(shù)1、開發(fā)生產(chǎn)油氣層損害特點(diǎn)(1)損害周期長(zhǎng)——可達(dá)油氣田整個(gè)生命期(2)損害范圍大——井間任何部位(3)損害復(fù)雜性——設(shè)備多、工藝流程長(zhǎng)(4)損害疊加性——系列過程損害疊加(5)損害累積性——使某些微弱的損害強(qiáng)化3、注水損害機(jī)理(1)注入水與地層巖石不配伍(2)注入水與地層流體不配伍(3)注入水水質(zhì)太差4、嚴(yán)格控制注入水水質(zhì)(1)控制懸浮固體濃度與粒徑(2)控制腐蝕性介質(zhì)(3)控制含油量(4)控制細(xì)菌含量(5)控制水垢的形成第八章油氣層損害的礦產(chǎn)評(píng)價(jià)技術(shù)1、原油從油層流人井筒時(shí)，在這里會(huì)產(chǎn)生一個(gè)附加壓降，這種現(xiàn)象叫做表皮效應(yīng)。2、把反映表皮效應(yīng)的這個(gè)附加壓ΔP無因次化，得到無因次附加壓降，稱為表皮系數(shù)，用S表示。3、產(chǎn)能比(PR)：油層損害后與損害前的產(chǎn)量比4、產(chǎn)率比(PRJ)：油層損害后與損害前的產(chǎn)率（采油指數(shù)）比。采油指數(shù)：?jiǎn)挝簧a(chǎn)壓差下的產(chǎn)量5、完善系數(shù)(PF)：當(dāng)井的產(chǎn)量恒定時(shí)，理想井的生產(chǎn)壓差與實(shí)際井地生產(chǎn)壓差之比。6、條件比(CR)：同一生產(chǎn)井由穩(wěn)定試井和不穩(wěn)定試井求出的滲透率之比。7、堵塞比(DR)：理想采油指數(shù)Jt與實(shí)際采油指數(shù)Ja之比。8油氣層損害的礦產(chǎn)評(píng)價(jià)與室內(nèi)評(píng)價(jià)的區(qū)別礦場(chǎng)評(píng)價(jià)的目的是確定油氣層技術(shù)措施現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用后是否損害油氣層以及油氣層損害程度；