储层保护技术

低压油气藏储层保护技术1 前言低压油气藏是指作用于沉积盆地地层孔隙空间的流体压力低于静水压力或压力系数小于1的油气藏, 例如加拿大的阿尔伯达盆地西部气藏、美国Hgoton负压大气田、松辽盆地北部地区的扶杨油层、鄂尔多斯盆地中部奥陶系顶风化壳负压气藏、吐哈盆地台北凹陷浅层负压流体封存箱、渤海湾盆地东营凹陷边缘的浅层低压气藏等。

（金博, 刘震, 张荣新, 等. 沉积盆地异常低压( 负压)与油气分布[ J]. 地球学报2004, 25( 3): 351- 356.）按国外分类标准统计, 美国德克萨斯100多个油气田中, 低压油气田占18. 5% ; 世界160 个油气田中, 低压油气田占11. 7%。

可见低压油气藏在世界油气藏中占有一定比例, 研究适应低压油气藏开发的相关技术具有重要意义。

低压油气藏地层压力低, 开发上存在一定的困难, 国内外学者针对其特点总结出了一些切实可行的开发技术, 主要包括钻井、完井过程中的地层保护, 开发井网, 注水(气)增压, 增产措施(酸化压裂、清防砂等)等。

低压油气藏的地层压力低于正常地层压力, 在钻井、完井过程中由于钻井液、完井液等侵入地层,会产生水锁现象, 造成油气藏污染（何勇明, 王允诚, 董长银, 等. 稠油油藏储层伤害产能预测新模型及表皮因子研究[ J]. 油气地质与采收率,2006, 13( 1): 79- 81.和刘静, 康毅力, 陈锐. 碳酸盐岩储层损害机理及保护技术研究现状与发展趋势[ J]. 油气地质与采收率, 2006,13( 1): 99- 101.( 1) 低压油气藏开发前期, 必须在钻、完井过程中进行有效的地层保护;( 2) 提前注水或注气可以有效提高地层能量,改善开发效果;( 3) 通过压裂提高地层导流能力可以有效提高采收率;( 4) 改进采油工艺可提高低压油气藏的采收率2 低压油气藏分类及成因将低压成因归纳为4个方面:2.1岩石孔隙空间增大;Peterson[ 29] 和Matheton 等[ 30 ] 发现了加拿大阿尔伯达盆地的地层剥蚀反弹现象后, 由于这一原因形成的低压现象引起了国内外学者的高度关注[ 31~ 35 ] 。

本节主要内容
储层环境井筒环境
（储层流体、岩石、孔隙压力、温度等）（井筒流体、流体压力、温度）
钻完井作业导致储层原有系统平衡的破坏，地层流
固相侵入堵塞（含固相液基工作液、压裂残渣）工作液不配伍损害（水敏、盐敏、碱敏、酸敏）固井（P w >P p ）
固井液
固井水泥浆
固井胶塞
压井液
钻井
（P w >P p 或P w <P p ）
钻杆
套管泥浆
水泥环
本节主要内容
1.基本要求
工作液密度可调，满足不同孔隙压力储层井筒
工作液的组分与性能能满足保护储层的其它需
2.配伍性要求
盐敏性储层：控制工作液的矿化度在临界矿
，最好不用烧碱；
2.配伍性要求
2.润湿性要求
油藏岩石颗粒表面有亲油或亲水的特性，气藏岩石
免流体进入储层。

3.其他要求
☐减轻或避免固相颗粒对储层的损害
亲油岩石流体作用示意图
本节主要内容
地层
架桥粒子
孔隙性储层屏蔽暂堵示意图
P w P p 工作液混合流体（工作液、地层流体）
液体欠平衡钻完井示意图
纯气体雾化充气泡沫
气体钻井主要循环介质示意图。

碳酸盐岩储层是石油和天然气的重要储集岩层之一，其储层损害机理及保护技术一直备受关注。

近年来，随着石油勘探开发的深度和范围的不断扩大，碳酸盐岩储层的地质特征、储层损害机理及保护技术研究也日益深入。

本文将从深度和广度两个维度，全面评估碳酸盐岩储层损害机理及保护技术的研究现状与发展趋势，并据此撰写一篇有价值的文章。

我们将从碳酸盐岩储层的地质特征和储层损害机理入手，深入探讨碳酸盐岩储层的形成、特点及存在的问题。

碳酸盐岩储层由碳酸盐矿物组成，受成岩作用和构造变形影响，具有孔隙度高、渗透性好等特点。

然而，由于地层压力、温度、化学作用等因素的影响，碳酸盐岩储层也容易发生溶蚀、孔隙结垢、胶结物侵袭等损害，降低储层的物性参数，限制了油气的产出。

我们将从碳酸盐岩储层保护技术的现状和发展趋势入手，广泛盘点当前国内外碳酸盐岩储层保护技术的应用情况及研究成果。

在现有技术上，人们采用化学防护剂、物理治理技术、微生物修复等多种手段来保护碳酸盐岩储层。

另外，随着科技的不断发展，人们还研究出了纳米技术、智能监测技术等新型保护技术，并尝试在实际油田开发中应用。

接下来，我们将对上述内容进行总结和回顾，深入分析碳酸盐岩储层损害机理及保护技术的发展趋势。

可以预见，随着我国油气资源勘探开发的不断深入，碳酸盐岩储层的保护技术必将实现由传统向现代、由粗放向精细的转变。

我们需要不断加强基础理论研究，深入探索碳酸盐岩储层损害机理，并积极推进新型保护技术的研究与应用，以提高油气田开发的可持续性和经济效益。

我将共享我对碳酸盐岩储层损害机理及保护技术的个人观点和理解。

在我看来，碳酸盐岩储层的保护工作具有重要的现实意义和战略意义，应加大研究力度，积极开展技术创新，提高油气资源的综合开采效率，实现可持续发展。

通过本文深入介绍碳酸盐岩储层损害机理及保护技术的研究现状与发展趋势，我相信读者对此话题会有更深入的了解。

在今后的工作中，希望能够加强碳酸盐岩储层保护技术的研究，为推动我国油气勘探开发事业迈上一个新的台阶做出更大的贡献。

川东北陆相气藏试气作业储层保护技术X刘祖林(中原油田井下特种作业处,河南濮阳　457164) 摘　要:在油气田的勘探开发过程中,只有减少对油气层的损害,才有可能获取更大的综合经济效益。

油气层损害是指在油气井钻井、完井、增产措施施工中,各种工作液在井周附近储层中造成的减少油气层产能的现象。

而维持储层产能的重要条件是岩石的渗透性,渗透率越高,流体导流能力越高,储层产能越高。

因此,保护油气层的核心问题就是如何保持储层的渗透率。

川东北陆相气藏埋藏深,储层类型复杂,泥质含量高,勘探作业施工过程中的入井液体与地层流体不配伍,易引起水敏、盐敏、压敏等现象。

文中对试气作业施工可能造成储层损害的因素及采取的相应保护措施进行了详细分析,目的在于提高陆相气藏储层保护水平,确保气藏产能得以彻底解放。

关键词:陆相气藏;试气作业;储层保护 中图分类号:T E373 文献标识码:A 文章编号:1006—7981(2012)02—0152—031　川东北陆相气藏主要地质特征目前发现的川东北陆相气藏主要分布在须家河组～自流井组,最大埋藏深度近5000m ,主产气藏为须家河组和自流井组,具有常压-高压、低渗、埋藏深的特点,测井解释结果一般为气层、差气层、含气层,少数为泥岩裂缝型气层、水层或干层。

储层岩性须家河组主要为细～中砂岩、夹深灰色砂质泥岩;自流井组主要为岩屑灰岩、含砾岩、细～中砂岩、夹深灰色砂质泥岩。

整体看,陆相地层储层品质差,低孔低渗,致密-近致密储层特征(平均孔隙度10.15%,平均渗透率0.66×10-3Lm 2,平均储量丰度1.3×108m 3/km 2);纵向发育多套砂体,主力产层不突出;气井产量低,储层非均质性强,泥岩裂缝发育、泥质含量高、应力敏感性强,含水饱和度高。

2　气层损害机理施工作业过程中对地层造成的损害主要包括入井液体类型及性质,入井液体进入地层后与地层流体作用,可以堵塞砂岩孔隙,外界的固相颗粒会改变地层孔喉结构,降低油气层的导流能力,增加渗流阻力,影响油气井的产量。

低渗油气田储层保护技术研究【摘要】储层的低渗透性是我国油气开发面临的主要问题，这种储层一般会出现单井产能低，经济效益差，生产压差大，储层易受污染等状况。

其中，前三个因素人力无法避免，而对于储层的伤害是人为可以防止的。

“预防”是油气层保护的全部内容，一旦储层受到污染，要想改善或恢复需付出极大代价，有时甚至是无法实现的。

因此，“预防”油气层损害是关键。

本文阐述了储层保护的重要性，结合储层损害的来源，提出储层保护的措施。

【关键词】储层保护岩心分析配伍性敏感性1 储层保护的重要性低渗透储层的孔喉小或连通性差，胶结物含量高，这样它容易受到粘土水化膨胀、乳化堵塞、分散运移、水锁和贾敏效应的损害，而受工作液（钻井液、完井液、射孔液等）固相颗粒侵入影响较小。

保护油气层技术是油气开发过程中一项非常具有现实意义的技术，油气层保护做得好，则投资的收益就大，反之会导致油气层不能发挥应有的生产能力，大大降低投资的回报率[1]。

根据油田开展油气层保护的经验，开展油气层保护比不进行油气层保护产能普遍提高1～2倍，可见油气层保护之重要性。

保护油气层技术也是一项系统工程，所涉及的专业知识面广，科技含量高，需多方协同努力方可实现。

2 油气层保护的主要内容2.1 岩芯分析岩芯分析实验是油气开发工作的最基础部分，一般包括孔隙度、渗透率、流体饱和度实验，x射线衍射实验，储层敏感性矿物分析等，国外在这方面还应用了ct扫描、核磁共振等技术更深层次地研究油气层损害机理。

2.2 储层敏感性评价包括水敏、速敏、盐敏、酸敏和碱敏性实验。

对于低渗储层，重点是做好水敏性评价。

国内外在这方面现已产生了一系列敏感性评价软件，这些软件不需要室内实验，仅通过岩芯分析结果即可迅速确定储层敏感性，解释结果可靠性较高，例如石油大学自行研制的一套软件，其解释结果与实际实验的符合率可达到80%左右。

2.3 油气层损害机理研究油气层损害机理是指油气层损害产生的原因和伴随损害发生的物理、化学变化过程，其实质就是有效渗透率下降。

油田注水开发是保持地层能量，提高油田采收率的有效手段，己为国内外广泛采用。

然而，注水过程中所引起的油层原有平衡被破坏，从而造成的多种油层问题也接踵而至，导致油井产量迅速递减，给生产造成了严重的被动局面。

因此，油气层保护技术在油气田的注水开发过程显得尤为的重要。

一、注水过程中储层损害机理大量的研究结果表明注水过程中或多或少的伴随着注入水对储层的伤害。

而注入水引起储层损害的主要原因是注入水与储层性质不配伍或配伍性不好、水质处理及注水工艺不当。

注入水引起储层损害主要有以下几个方面；(l)注入水与地层水不配伍导致的储层损害注入水与地层水不配伍导致的储层损害主要是结垢。

①注入水与地层水直接生成碳酸钙、硫酸钙和硫酸钡等沉淀；②水中硫化氢引起硫化亚铁沉淀；③注入水中溶解氧对金属腐蚀，使不溶解的铁氧化物发生沉淀；④水中二氧化碳引起Ca+，Fe2+，Ba2+，Sa+生成相应的碳酸盐沉淀。

(2)注入水与储层岩石矿物不配伍对地层的伤害①注入水矿化度过低引起储层中水敏性矿物的膨胀、分散与运移；②pH值变化引起的微粒脱落、分散和沉淀；③注入水与岩石润湿反转。

(3)注入条件变化产生的储层损害①流速的影响；低注入速度有利于细菌的生长和垢的形成；高注入速度将加剧腐蚀反应；高渗流速度加剧微粒的脱落、运移；②温度变化的影响；在注水过程中，随着地层温度下降，流体粘度上升、渗流阻力增加，岩石水润湿性减小，油润湿性上升，吸水能力下降；温度变化导致沉淀生成，温度上升有利于吸热沉淀生成，温度下降有利于放热沉淀生成；温度变化导致储层孔喉变温应力敏感，且温度的降低将导致蜡的析出，从而引起储层堵塞。

③压力变化的影响。

压力变化会导致储层岩石应力敏感和储层结构损害及沉淀的析出。

(4)不溶物造成地层堵塞①注入水中外来的机械杂质即悬浮物堵塞地层，机械杂质堵塞地层常表现为以下形式；射孔孔眼变窄；固相颗粒侵入地层在井壁形成泥饼；井底位置相对升高；射孔孔眼堵塞。

1.保护油气层的重要性；1）勘探过程中，保护油气层工作的好坏直接关系到能否及时发现新的油气层、油气田和对储量的正确评价。

2）保护油气层有利于油气井产量及油气田开发经济效益的提高。

3）油田开发生产各项作业中搞好保护油气层有利于油气井的稳产和增产。

2.保护油气层的特点：1）保护油气层技术是一项涉及多学科多专业多部门并贯穿整个油气生产过程中的系统工程2）具有很强的针对性3）保护油气层技术在研究方法上采用三个结合。

3.岩心分析的目的：1）全面认识油气层的岩石物理性质及岩石中敏感矿物的类型产状含量及分布特点。

2）确定油气层潜在的损害类型，程度及原因。

3）为各项作业中保护油气层工程方案设计提供依据和建议。

4.工作液对油气层的损害评价；1)工作液的静态损害评价2）工作液的动态损害评价。

5.保护油气层对钻井液的要求；1）钻井液密度可调满足不同压力油气层静平衡压力的需要。

2）钻井液中固相颗粒与油气层渗流流通道匹配。

3)钻井液必须与油气层岩石相同相配伍。

4）钻井液滤液组分必须与油气层中流体相配伍。

5）钻井液的组分与性能都能满足保护油气层的需要。

6.形成渗透率接近于零的薄屏蔽暂堵带的技术要点。

1）测定油气层孔喉分布曲线及孔喉的平均直径。

2）按1/2~1/3孔喉直径选择架桥粒子的颗粒尺寸，使其在钻井液中含量大于30%。

3）按颗粒直径小于选用架桥粒子选用充填粒子其加量大于1.5%。

7.射孔液的基本要求：1）保证与油气层岩石和流体相配伍防止射孔作业过程中和射孔后的后继作业的要求即应具有一定的密度具备压井的条件。

2）应具备有适当流变性得满足循环清洗炮眼的需要。

8.优质压井液必须具备的性能：1）与油气层岩石及流体的配伍。

2）密度可调节以便能平衡油气层压力。

3）在井下压力和温度下性能稳定。

4）滤失量小5）有一定的携带固相颗粒的能力9.采油过程中的保护油气层技术措施；1）生产压差及采油速率的确定2）保持油气层压力开采3）对不同的油气层采用不同的预防损害措施。

储层保护技术课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握储层保护技术的基本概念、原理和方法，培养学生分析和解决储层保护技术问题的能力。

1.掌握储层保护技术的定义、分类和应用；2.了解储层保护技术的发展历程和现状；3.熟悉储层保护技术的基本原理和关键技术。

4.能够运用储层保护技术的基本原理分析储层保护问题；5.能够运用储层保护技术的基本方法解决储层保护问题；6.能够运用储层保护技术的先进技术进行储层保护设计。

情感态度价值观目标：1.培养学生对储层保护技术的兴趣和热情；2.培养学生对储层保护技术重要性的认识；3.培养学生对储层保护技术发展的关注和责任感。

二、教学内容本课程的教学内容主要包括储层保护技术的基本概念、原理和方法。

1.储层保护技术的定义、分类和应用；2.储层保护技术的发展历程和现状；3.储层保护技术的基本原理和关键技术；4.储层保护技术的方法和步骤；5.储层保护技术的先进技术和未来发展趋势。

三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。

1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握储层保护技术的基本概念、原理和方法；2.讨论法：通过学生的讨论，培养学生的思考能力和解决问题的能力；3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生更好地理解和运用储层保护技术；4.实验法：通过实验操作，使学生掌握储层保护技术的实验方法和技巧。

四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选用合适的教材，为学生提供系统的学习材料；2.参考书：提供相关的参考书籍，为学生提供更多的学习资源；3.多媒体资料：制作多媒体课件，为学生提供直观的学习体验；4.实验设备：准备实验设备，为学生提供实践操作的机会。

五、教学评估本课程的评估方式包括平时表现、作业和考试等，以全面客观地评估学生的学习成果。

1.平时表现：通过观察学生在课堂上的参与度、提问和讨论，评估学生的学习态度和理解能力；2.作业：布置适量的作业，评估学生对课程内容的掌握程度和应用能力；3.考试：进行期中和期末考试，全面测试学生的知识掌握和运用能力。

从钻井、压裂过程中常见的储层损害类型和防治措施，归纳总结国内外在这一领域内保护油（气）层技术的研究现状、存在的问题和发展趋势储层损害是指当打开储层时，由于储层内组分或外来组分与储层组分作用发生了物理、化学变化，而导致岩石及内部液体结构的调整并引起储层绝对渗透率降低的过程。

保护技术就是保护储层不受伤害所采用的措施。

作为油气井工程的一个分支，储层损害及保护技术是一个广义概念：不但在钻井，而且在完井、固井、增产压裂或酸化、以及生产等各个环节均存在储层损害和保护问题，其内容涉及到储层损害机理研究、模拟装置研制、评价方法和标准制订及保护技术研究等方面［1］。

1概述国外从50年代开始储层损害的机理研究。

随后的20多年时间里，研究工作却进展缓慢，只见到一些零星的文章报道。

直到70年代，油层保护工作才真正受到重视，开始有针对性地开展保护油层研究工作。

80年代，随着新的测试技术的发展以及对储层损害机理研究的不断加深，开始针对不同储层，应用岩类学、工程学、化学及物理学等方面的知识对储层的损害机理进行定性和定量的研究，并取得很大的进展。

80年代末到90年代，开始用数学模拟方法进行机理研究并取得重大进展，其间形成的主要技术有以下两方面。

1 .1钻井保护储层所需基础资料的取得技术(l)储层孔隙压力、地应力、地层坍塌和破裂压力的预测和监测技术，可为合理的钻井液密度确定提供依据。

(2)储层岩石矿物的组成结构、储层敏感性矿物、孔喉特征参数、孔渗特性、储层流体性质等分析技术，可为保护储层的钻井液研究提供储层特性资料。

(3)常温和模拟地层条件下的储层敏感性等潜在损害评价技术，可为保护储层的钻井液研究提供敏感性资料。

1 .2 储层损害机理研究技术1.2.1 CT扫描、核磁共振成象、电子能谱、电子探针、冷冻干燥升华等实验分析技术可以研究储层损害的原因、损害位置和损害带的空间分布情况。

1 .2.2统计分析、物理模型、数学模型等理论方法可用这些方法通过计算机研究储层损害规律、预测储层的损害程度。