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一、油气层损害的基本概念油气层损害：任何阻碍流体从井眼周围流入井底的现象。
油气层损害的主要表现形式：油气层渗透率的降低，包括油藏岩石绝对渗透率和油气相对渗透率的降低。
发生油气层损害的主要作业环节：在钻井、完并、修井、实施增产措施和油气开采等发生油气层损害的机理：工作流体与储层之间物理的、化学的或生物的相互作用。
二、保护油气层的重要性①在油气勘探过程中，直接关系到能否及时发现油气层和对储量的正确估算。
②保护油气层有利于提高油气井产量和油气田开发经济效益。
可以大大减少试油、酸化、压裂和修井等井下作业的工作量，降低生产成本。
③有利于油气井的增产和稳产。
三、保护油气层涉及的技术范围八方面内容：①岩心分析、油气水分析和测试技术；②油气层敏感性和工作液损害室内评价技术；③油气层损害机理研究和保护油气层技术系统方案设计；④钻井过程中的油气层损害因素分析和保护油气层技术；⑤完井过程中的油气层损害因素分析和保护油气层技术；⑥开发生产中的油气层损害因素分析和保护油气层技术；⑦油气层损害现场诊断和矿场评价技术；⑧保护油气层总体效果评价和经济效益综合分折技术。
四、油气层损害机理1油气目的潜在损害因素1）油气层储渗空间孔喉类型和孔隙结构参数与油气层损害关系很大2）油气层的敏感性矿物速敏、水敏、盐敏、酸敏、碱敏3）油藏岩石的润湿性4）油气层流体性质2固体颗粒堵塞造成的损害1）流体中固体颗粒堵塞油气层造成的损害2）地层中微粒运移造成的损害3工作液与油气层岩石不配伍造成的损害1）水敏性损害2）碱敏性损害3）酸敏性损害4）油气层岩石润湿反转造成的损害4工作液与油气层流体不配伍造成的损害1）无机垢堵塞2）有机垢堵塞3）乳化堵塞4）细菌堵塞5油气层岩石毛细管阻力造成的损害评价油气层损害的实验方法评价实验是指在研究油层损害问题时，在实验室内进行的定性或定量分析测定的实验。
该评价实验由一系列综合性的岩心分析实验组成。
一、评价实验的目的：保护油气层。
大情字井地区储层损害机理及保护储层技术
大情字井地区储层损害机理及保护储层技术是一个重要课题，由于大情字井地区油气资源储集系统特点复杂，渗流物料丰富，地质环境复杂，加之钻井作业过程中的操作失误、启停不当等因素，使得油气生产过程中损害成为不可避免的。
因此，对大情字井地区油气储层损害机理及保护储层技术的研究显得尤为重要。
首先，大情字井地区油气储层损害的主要原因有以下几类：①油气开采过程中由于钻井作业时的操作失误、启停不当等原因，造成井壁损坏，完井砂滤被破坏等，分布型渗流环境交替变化，造成井口压力、油气回采率、油层压力下降、地层破裂等情况；
②活性孔渗透率变大，易引发整体渗流反应，使油层渗水，降低油气回采率；③新油层被采出过早，影响节流；④井筒和地层受到其他不良影响，如水淹、侵蚀、井壁破坏等也会在一定程度上导致储层损害。
其次，保护大情字井地区油气储层损害的技术主要包括以下方面：①井斜定向技术。
针对不同段岩心渗流特性，结合井斜定向技术，控制井斜采油成果最佳，减少渗流损耗；②规范作业。
把控作业规范，采用正确有效的完井技术，尽量避免损坏井壁；
③多层数据融合。
采用三维地震资料、地层分析、地测测深资料等各种数据进行融合，能有效的发现和识别油气藏；④完井基位监测技术。
采用基位监测技术，了解完井状态，分析技术水平，确定控制措施，及时调整完井工艺，拯救损坏的储层；⑤提高节流量。
实施理论节流，提高油气回采率，减少损失。
综上所述，大情字井地区油气储层损害机理及保护储层技术具有多种因素，必须做好井斜定向技术、规范作业、多层数据融合、完井基位监测技术和提高节流量的工作，以期确保大情字井地区油气储层的安全开发和有效利用。
油气层损害概论及跃进二号油层损害因素浅析一、油气层损害概论1.地层损害的定义1.1 地层（油气层）损害机理就是油气层损害的产生原因和伴随损害发生的物理、化学变化过程。
1.2油气层损害的实质是有效渗透率的下降；有效渗透率的下降包括绝对渗透率的下降（即渗流空间的改变）和相对渗透率的下降。
1.3 渗透空间的改变：外来固相侵入、水敏性损害、酸敏性损害、微粒运移、结垢、细菌堵塞和应力敏感损害。
1.4相对渗透率的下降：水锁、贾敏、润湿反转和乳化堵塞。
2.油气层损害的内外因：（潜在因素和诱发因素）2.1内因：油气层本身的岩性、物性及油气水流体性质等造成损害的原因。
2.2外因：指在施工作业时任何能够引起油气层微观结构原始状态发生改变，并使得油气层的原始渗透率等降低的各种外部作业条件。
3.油气层损害机理的分类目前国内外油气层损害机理研究专家对油气层损害机理进行了多种科学的分类。
3.1 L.Alegve应用专家系统诊断地层损害的分类。
3.2 D.G.Kersey从岩矿学角度的分类。
3.3 我国张绍槐、罗平亚教授从流体侵入造成地层损害角度的分类。
二、跃进二号油层损害因素浅析1.跃进二号油层潜在损害因素各种损害的发生都必须了解储层的特性，主要包括：储层岩石、填隙物、储层孔隙和喉道特征、储层流体特征、储层压力温度系统。
1.1微观上来讲跃进二号油层储渗空间包括以下几个方面1.1.1储集空间：主要是孔隙、跃进二号油田地层多为多层系薄层疏松细粉砂岩和中浅层细粉砂岩，储集空间，孔隙度较小，地层流体流动易受地层压力影响携带砂岩，造成出砂。
1.1.2渗流通道：主要是喉道、多层系薄层疏松细粉砂岩和中浅层细粉砂岩，固相颗粒之间间隙小，所以造成砂堵及砂埋的可能性较大。
1.1.3喉道：是指两个颗粒间连通的狭窄部分、由于地层出砂多为细砂及泥岩，所以修井作业中泵实效多为泥状细砂结块所为。
1.1.4孔隙结构：孔隙和喉道的几何形状为锥形、分布较广但其连通性差。
就损害原因可以归纳为外界流体进入油气层所引起，其损害机理：当井眼中流体的液柱压力大于油气层孔隙压力时，固相可以会随液相一起被压入油气层，从而缩小油气层孔道半径，甚至堵死了孔喉造成油气层损害。
主要因素有：（1）固相颗粒粒径与孔喉直径的匹配关系；（2）固相颗粒的浓度；（3）施工作业参数。
损害特点：（1）颗粒一般在近井地带造成严重的损害；（2）颗粒粒径小于孔径的十分之一，且浓度较低时，虽然颗粒侵入深度大，但是损害程度可能较低，但此种损害程度会随时间的增加而增加；（3）对中、高渗透率的砂岩油气层来说，尤其是裂缝性油气层，外来固相颗粒侵入油气层的深度和所造成的损害相对较大。
其次是作业或生产压差引起的油气层损害：1）微粒运移产生速敏损害，大多数油气层都含有一些细小矿物颗粒，它们的成分是粘土、非晶质硅、石英、长石、云母和碳酸盐岩等，其粒径小于37 ，是可运移微粒的潜在物源，这些微粒在流体作用下发生运移，并且单个或多个颗粒在孔喉发生堵塞，造成油气层渗透力下降，由于油气层中流体流速的大小直径受生产压差的影响，即在相同的油气层条件下，一般生产压差越大，相差的流体产出或注入速度越大。
2）油气层流体产生无机和有机沉淀物造成损害，油气层流体在采出过程中必须具有一定的生产压差，这就会引起近井地带的地层压力低于油气层的原始地层压力，从而形成无机和有机沉淀物而堵塞油气层产生污垢堵塞。
此时，生成无机和有机垢，可能与流体不匹配时产生的垢相同。
油气层损害是非常复杂的，这里只作简单介绍几点。
在进行油气层保护时要完全防止各种损害。
一般来说，在工艺或技术上是很难实现的，所以在各个环节都要做好保护油气层工作。
（1）保护油气层的钻井液技术a.钻井液密度可调，满足不同压力油气层近平衡压力钻井需要；b．降低钻井液中固相颗粒对油气层的损害；c．钻井液必须与油气层岩石相匹配；d．钻井液滤液组分必须与油气层中液体想配伍。
（2）保护油气层的钻井工艺技术a．建立四个剖面为井身结构和钻井液密度设计提供科学依据；b．确定合理井身结构是实现近平衡压力钻井的基本保证；c．实现近平衡钻井控制油气层的压差处于安全的最低值；d．降低浸泡时间；d．搞好中途测试；f．搞好井控，防止井喷，井漏对油气层的损害；g．钻进多套压力层系地层所采用的保护油气层钻井技术；h．调整井保护油气层钻井技术此外，在完井过程和开发生产中必须采取合理有效的油气层保护技术。
第十三章保护油气层技术简介§13—1 保护油气层技术概论一．油气层损害的基本概念在钻井、完钻、井下作业及油气田开采全过程中，由外因诱发内因而造成油气层渗透率下降的现象称为油气层损害。
它贯穿了勘探开发的全过程。
钻开油层时地层损害示意图井眼周围泄（采）油示意图二．油气层损害机理油气层损害机理概念：即为储集层损害的原因和伴随损害发生的物理、化学变化过程。
三．保护油气层技术油气层保护是指防止或避免近井壁带油气层在各个作业环节中受到不应有的损害。
保护油气层技术就是防止油气层损害的各项技术。
岩芯分析技术：是指利用能揭示岩石本质的各种仪器设备来观测和分析油气层一切特性的技术总储层敏感性评价：是指借助于各种仪器设备测定油气层岩石与外来工作液作用前后渗透率的变化，来认识和评价油气层损害的一种手段。
包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力敏感、温度敏感等七敏实验，目的是弄清油气层潜在的损害因素和损害程度，准确评价工作液对油气层的损害。
为各类工作液的设计、油气层损害机理分析和制定系统的保护油气层技术方案提供科学依据。
保护油气层技术实质上就是防止油气层损害的技术，采取预防为主，解除为辅的原则。
保护油气层技术是石油工程最近二三十年发展起来的一个新的技术领域，涉及多学科、多专业、多部门，并贯穿了从钻井、完井、开发、油层改造、提高采收率等全过程的系统工程。
我们要转变观念，提高认识，以同一油藏为对象，打破专业界限，使各专业相互交叉、渗透，最大限度的提高油气层采收率。
§13—2 修井作业中的保护油气层技术修井作业过程中任何一个环节设计或施工处理不当，都将导致油气层的损害。
修井作业过程中保护油气层技术工作主要的研究内容包括：（1）油气层损害因素分析；（2）油气层损害评价；（3）储层敏感性分析，物性分析；（4）储层损害的预防措施研究；（5）优化作业设计；（6）按质量标准和施工设计施工。
一、修井作业中油气层损害因素分析（一）修井入井液中固体微粒侵入损害（二）修井入井液与油气层及地层流体不配伍造成的损害（三）微生物损害（四）修井作业过程的其他损害：修井作业施工不当对地层的损害主要表现在：①打捞、切割、套管刮削等作业时间长，造成修井液对储层浸泡长；②在钻、磨、洗等修井作业中修井液或洗井液不压井不放喷井口控制装置上返速率低或体系粘度低，造成大量碎屑堵塞井眼或炮眼；③选择修井作业施工参数不当，如作业压差过大，排量过大，造成大量滤液侵入油气层，或无控制地放喷，引起地层产生速敏损害，尤其是低渗或裂缝性储层应力敏感损害；④解除储层堵塞的修井作业过程中措施不当、施工工艺不当或作业液体系配方不当也会造成地层损害；④频繁地修井作业，会造成损害叠加效应，严重损害地层；⑤修井作业过程中因作业工具或井筒不清洁造成的地层损害。
第四章油气层损害机理当探井落空、油气井产量快速递减、注入井注入能力下降，人们首先想到的是油气层可能被损害。
随着勘探开发的地质对象越来越复杂（规模变小，储层致密、深层高温高压、老油气田压力严重衰竭），探井成功率降低，开发作业成本增加，使得油气层损害研究更加倍受关注。
油气层被钻开之前，在油气藏温度压力环境下，岩石矿物和地层流体处于一种物理、化学的平衡状态。
钻井、完井、修井、注水和增产等作业或生产过程都能改变原来的环境条件，使平衡状态发生改变，这就可能造成油气井产能下降，导致油气层损害。
为了揭示油气层损害机理，不仅要研究油气层固有的工程地质特征和油气藏环境（损害内因），而且还应研究这些内因在各种作业条件下（损害外因）产生损害的具体过程。
损害机理研究以岩心分析、敏感性评价、工作液损害模拟实验和矿场评价为依托，通过综合分析，诊断油气层损害发生的具体环节、主要类型及作用过程，最后要提出有针对性的保护技术和解除损害的措施建议。
第一节油气层损害类型油气井生产或注入井注入能力下降现象的原因及其作用的物理、化学、生物变化过程称为油气层损害机理。
通常所说的油气层损害，其实质就是储层孔隙结构变化导致的渗透率下降。
渗透率下降包括绝对渗透率的下降（即渗流空间的改变，孔隙结构变差）和相对渗透率的下降。
外来固相侵入、水敏性损害、酸敏性损害、碱敏性损害、微粒运移、结垢、细菌堵塞和应力敏感损害等都改变渗流空间；引起相对渗透率下降的因素包括水锁（流体饱和度变化）、贾敏、润湿反转和乳化堵塞。
油气层损害主要发生在井筒附近区，因为该区是工作液与油气层直接接触带，也是温度、压力、流体流速剧烈变化带。
钻井完井过程的损害一般限于井筒附近，而增产改造、开发中的损害可以发生在井间任何部位。
对于某一油气藏和具体作业环节到底如何有效地把握主要的损害呢？大量研究工作和现有的评价手段已能清楚地说明主要损害原因。
目前比较普遍接受的分类方案见表4—1，首先分成四大类：（1）机械损害；（2）化学损害；（3）生物损害；（4）热力损害，然后再进行细分。
表4—1的分类体系说明，即使是一种看起来较简单的类型，也包含着多种复杂的作用过程。
表4—1 油气层损害类型及其分布结构一、机械作用机械作用损害指钻井、完井、压井、增产措施中设备和工作液直接与地层发生物理变化造成的渗透率下降。
有时生产中地层流体本身性质的变化也可以发生机械作用损害。
1.微粒运移多数油气层都含有一些细小矿物，称为地层微粒。
包括粘土矿物、非晶质硅、微晶石英、微晶长石、云母碎片和碳酸盐矿物等，其粒径通常小于37μm，是潜在的可运移微粒源。
微粒在流体流动作用下首先从孔隙或裂缝壁面脱落、运移，在流动通道变窄或流速减低时，单个或多个微粒在孔喉处发生堵塞，造成油气层渗透率下降，这就是微粒运移损害（图4-1）。
使油气层微粒开始运移的流体速度叫临界流速。
只有流速超过临界流速后，众多的微粒才能运移，发生堵塞。
由于油气层中流体流速的大小直接受生产压差的影响，即在相同的油气层条件下，一般生产压差越大，相应地流体产出速度就越大，因此，虽然微粒运移是由流速过大引起，但其根源却是生产压差过大。
同样，注入井注入压差过大，也会使注入流体的流速超过临界流速而产生微粒运移损害。
图4—1 微粒运移堵塞示意图临界流速与下列因素有关：（1）油气层的固结程度、胶结类型和微粒粒径；（2）孔隙几何形状和流道表面粗糙度；（3）岩石和微粒的润湿性；（4）液体的离子强度和pH值；（5）界面张力和流体粘滞力；（6）温度。
影响微粒运移并引起堵塞的因素有：（1）微粒级配和微粒浓度是影响微粒堵塞的主要因素，当微粒尺寸接近于孔隙尺寸的1/3或1/2时，微粒很容易形成堵塞；微粒浓度越大，越容易形成堵塞；（2）孔壁越粗糙，孔道弯曲越大，微粒碰撞孔壁越易发生，微粒堵塞孔道的可能性越大；（3）流体流速越高，不仅越易发生微粒堵塞，而且形成堵塞的强度越大；（4）流速方向不同，对微粒运移堵塞也有影响。
对于生产井来说，由于流体是从油气层往井眼中流动，因此当井壁附近发生微粒运移后，一些微粒可通过流道排到井眼，一些微粒仅在近井地带造成堵塞。
注入井情况恰好相反，流体是从井眼往油气层中流动，在井壁附近产生的微粒运移不仅在井壁附近产生堵塞，而且会造成油气层深部微粒的沉积堵塞。
微粒运移是最常见且较严重的损害方式之一。
对于有强烈的微粒运移潜在损害的油气藏可采取下列措施：（1）降低产量或注入量，这种做法可以解决问题但并不是最佳选择；（2）对于射孔完成井，通过高密度射孔增加流动通道面积，降低流速；（3）条件允许时，尽可能采用裸眼完井；（4）应用水平井增大与油气层接触的泄流面积，适当降低流速；（5）采用水力压裂技术；（6）疏松砂岩油气层可采用压裂-砾石充填完井技术；（7）工作液中加入适当的粘土防膨剂和地层微粒稳定剂；（8）控制油气井过早见水和含水率。
2.固相侵入入井流体常含有两种固相颗粒：一种是为达到工艺性能要求而必须加入的有用颗粒，如钻井完井液中的粘土、加重剂和桥堵剂等；另一种对于储层而言属有害固相，如钻井完井液中的钻屑和注入流体中的固相杂质。
当井眼中液柱压力大于油气层孔隙压力时，固相颗粒就会随流体一起进入油气层，在井眼周围或井间的某些部位沉积下来，从而缩小油气层流道尺寸，甚至完全堵死油气层。
外来固相颗粒对油气层的损害有以下特点：（1）颗粒一般在近井地带造成较严重的损害；（2）颗粒粒径小于孔径的十分之一，且浓度较低时，虽然颗粒侵入深度大，但是损害程度可能较低；但此种损害程度会随时间的增加而增加；（3）对中、高渗透率的砂岩油气层来说，尤其是裂缝性油气层，外来固相颗粒侵入油气层的深度和所造成的损害程度相对较大。
控制外来固相颗粒对油气层的损害程度和侵入深度的因素有：（1）固相颗粒粒径与孔喉直径的匹配关系；（2）固相颗粒的浓度；（3）施工作业参数如压差、剪切速率和作业时间。
应用辨证的观点可在一定条件下将固相堵塞这一不利因素转化为有利因素，如当颗粒粒径与孔喉直径匹配较好、浓度适中，且有足够的压差时，固相颗粒仅在井筒附近很小范围形成严重堵塞（即低渗透的内滤饼），这样就限制了固相和液相的侵入量，从而降低损害深度。
当作业的液柱压力太大时，有可能使油气层破裂，或使已有的裂缝开启，导致大量的工作液漏入油气层而产生损害。
影响这种损害的主要因素是作业压差和地层的岩石力学性质。
射孔完成或通过压裂投产的油气井，固相侵入损害可以得到一定程度的消除。
对于裸眼井或未水泥固井的衬管完成井，固相损害表现十分严重。
水平井大部分采用裸眼或衬管完成，所以防止固相侵入损害非常必要。
应用屏蔽暂堵原理设计无损害的钻井完井液，或者欠平衡作业是抑制固相侵入损害的有效途径。
现场一般通过对压井液、射孔液、修井液、酸液、压裂液、注入流体的严格过滤来避免固相侵入损害。
3.相圈闭相圈闭与不利的毛管压力和相对渗透率效应有密切关系。
相圈闭的基本表现是，由于某一相流体（气、油、水）饱和度暂时或永久性地增加而造成我们所希望产出或注入流体相对渗透率的下降。
当油基工作液进入气层、或者含油污水注入到地层中可形成油相圈闭；凝析气藏开发一段时间后，当井底压力低于气藏露点压力时，凝析液在井眼附近聚集形成油相圈闭；黑油油藏若在低于泡点压力下开采，溶解气的溢出使气相饱和度增加，可出现气相圈闭。
水基工作液滤液进入油气层后，会增加水相的饱和度，降低油或气的饱和度，增加油气流阻力，导致油气相渗透率降低（图4-2）。
图4-2 含水饱和度与油相渗透率的关系K ro—油的相对渗透率；K rw—水的相对渗透率；S or—残余油饱和度；S wi—束缚水饱和度在作业引起的相圈闭损害类型中，水相圈闭较常见。
根据产生毛管阻力的方式，可分为水锁损害和贾敏损害。
水锁损害是由于非润湿相驱替润湿相而造成的毛管阻力，从而导致油相渗透率降低。
贾敏损害是由于非润湿液滴对润湿相流体流动产生附加阻力，而导致油相渗透率降低。
对低渗油层和致密气层来说，由于初始含水饱和度经常低于束缚水饱和度，且储层毛管压力大，水相圈闭损害应引起高度重视（图4-3）。
影响相圈闭损害的因素包括：引起相圈闭的流体饱和度增加幅度、侵入量（深度）、油气藏压力、岩石的相对渗透率曲线形态和油气层毛管压力（孔喉半径分布）。
防止相圈闭的简单方法就是忌用有潜在相圈闭损害的流体。
例如低渗—致密气藏的钻井完井作业，最好使用屏蔽暂堵技术和气体类型的欠平衡钻井。
当然水基工作液欠平衡钻井可以部分抑制水相圈闭损害，但由于毛管自吸作用的存在，要完全消除水相圈闭损害是不可能的。
通过加入表面活性剂、增加油气能量、注入干燥气体、热处理油气层、压裂等措施可以缓解水相圈闭损害的影响。
4.机械损害钻头破岩、与岩石摩擦产生热力，在高温作用下使岩石表面熔结、光化的现象称岩面釉化；在井眼中钻具偏心转动、滑动使一些微粒和钻屑被挤入地层的现象称岩粉挤入，这在定向井、水平井钻井作业中表现明显。
这种机械损害在室内模拟实验研究比较困难，但通过井壁取心和全尺寸岩心分析可以说明现象的存在。
天然气钻井和空气钻井易出现岩面釉化损害，因为与水基工作液相比，气体的传热能力大大降低。
增加工作液的润滑性、提高流体的携屑和清洗井眼的能力可减小岩粉挤入损害。
图4-3 异常低初始含水饱和度气藏的水相圈闭损害机理5.射孔损害射孔损害主要来自射孔枪弹爆炸的碎片、岩石破碎带、压实带。
地层震动后，粘土矿物等微粒更易于失稳进入射孔孔眼（详见第六章）。
6．应力损害油气层岩石在地下受到垂向应力（S V）、侧应力（S H，S h）和孔隙流体压力（即地层压力p R）的共同作用。
上覆岩石产生的垂向应力仅与埋藏深度和岩石的密度有关，对于某点岩石而言，上覆岩石压力可以认为是恒定的。
井眼形成后，由于岩石变形和应力的重新分布，井壁岩石的压缩和剪切膨胀可以产生应力损害。
损害程度决定于井眼轨迹取向、岩石力学性质和原地应力场参数。
油气层压力则与油气井的开采压差和时间有关。
随着开采的进行，油气层压力逐渐下降，这样岩石的有效应力（σ= S V - p R）就增加，使流道被压缩，尤其是裂缝—孔隙型流道更为明显，导致油气层渗透率下降（表4-2）而造成应力敏感性损害，影响应力敏感损害的因素包括压差、油气层自身的能量和油气藏类型。
表4-2 有效应力与渗透率之间关系当油气层较疏松时，若生产压差太大，可能引起油气层大量出砂，进而造成油气层坍塌，产生严重的损害。
此时，一定要采取防砂措施，并控制压力开采。
二、化学作用化学作用损害包括不利的岩石—外来流体反应和地层流体—外来流体反应造成的油气层损害。
1. 岩石—流体不配伍1）水敏性损害若进入油气层的工作液与油气层中的水敏性矿物（如蒙脱石）不配伍时，将会引起这类矿物水化膨胀、或分散/脱落，导致油气层渗透率下降。
