固井对油气层的损害

对钻井中油气层保护的认识摘要:本文通过对现代钻井中油气层保护重要性的重新认识,逐次从微观角度中孔隙类型与孔隙结构参数对油气层的损害和宏观方面孔隙度与原始渗透率对油气层损害的较大影响两方面的分析,得出了油气层保护的解决途径:即采用平衡钻井解决正压差问题和对钻井液设计要求的提出,以及固井期间提高固井质量的认识,从而达到保护油气层,提高钻速、缩短油气层浸泡时间,降低钻井成本的目的,对大庆油田地区油田合理开发有一定借鉴价值。

关键词:孔隙类型孔隙结构参数孔隙度渗透率固井质量1 引言油气层保护技术(又称储集层保护技术),就是防止储集层损害的技术。

油气层保护技术(以下简称油层保护)是最近二、三十年发展起来的一个新的技术领域和一项新兴系列技术,70年代以后由于油价下跌,原油生产对科技进步的要求日益突出,特别是大量中、低渗透油层的开发提到了议事日程,油气层损害日益成为石油工业必须认真解决的技术难题。

而且,70年代以后,石油工程技术取得了重大进步,原有的技术难题大部分得到了较好的解决,油层保护发展有了较好的解决,油层保护有了较好的基础,例如:油层保护必须从微观机理研究入手,再者,此项技术必须用电子显微镜和微粒粒度分析,因此现在油层保护得到了迅速发展。

油气层损害的主要形式为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,渗透层降低越多,油气层损害越严重。

一方面,油气层损害是不可避免的,在钻井、完井等作业环节中,均可能由于流体与储层之间物理的、化学的或生物的相互作用而破坏储层原来的平衡状态,从而增大油气流动的阻力,油气层保护的重要性也就更突出了。

2 油气层保护的重要性油层保护对石油工业的作用和意义是显而易见的,其重要性体现在以下几面:(1)在油气勘探过程中,保护油气层工作的好坏直接关系到能否及时发现油气层和对储量的正确估量。

(2)保护油气层有利于油气井产量和油气田开发经济效益的提高。

(3)提高油气层最终采收率。

钻井对油气层的损害钻井过程中，针对钻井工艺技术措施中影响储层损害因素，可以采取降低压差，实现近平衡压力钻井，减少钻井液浸泡时间，优选环空返速，防止井喷井漏等措施来减少对储层的损害。

1．建立四个压力剖面，为井身结构和钻井液密度设计提供科学依据地层孔隙压力、破裂压力、地应力和坍塌压力是钻井工程设计和施工的基础参数，依据上述四个压力才有可能进行合理的井身结构设计，确定出合理的钻井液密度，实现近平衡压力钻井，从而减少压差对储层所产生的损害。

2．确定合理井身结构是实现近平衡压力钻井的基本保证井身结构设计原则有许多条，其中最重要的一条是满足保护储层实现近平衡压力钻井的需要，因为我国大部分油气田均属于多压力层系地层，只有将储层上部的不同孔隙压力或破裂压力地层用套管封隔，才有可能采用近平衡压力钻进储层。

如果不采用技术套管封隔，裸眼井段仍处于多压力层系。

当下部储层压力大大低于上部地层孔隙压力或坍塌压力时，如果用依据下部储层压力系数确定的钻井液密度来钻进上部地层，则钻井中可能出现井喷、坍塌、卡钻等井下复杂情况，使钻井作业无法继续进行；如果依据上部裸眼段最高孔隙压力或坍塌压力来确定钻井液密度，尽管上部地层钻井工作进展顺利，但钻至下部低压储层时，就可能因压差过高而发生卡钻、井漏等事故，并且因高压差而给储层造成严重损害。

综上所述，选用合理的井身结构是实现近平衡钻进储层的前提。

3．实现近平衡压力钻井，控制储层的压差处于安全的最低值平衡压力钻井是指钻井时井内钻井液柱有效压力pd等于所钻地层孔隙压力pp，即压差p=pd-pp=0。

此时，钻井液对油层损害程度最小。

为了尽可能将压差降至安全的最低限，对一般井来说，钻进时努力改善钻井液流变性和优选环空返速，降低环空流动阻力与钻屑浓度；起下钻时，调整钻井液触变性，控制起钻速度，降低抽吸压力。

对于地层孔隙压力系数小于0.8的低压储层，可依据实际的地层孔隙压力，分别选用充气钻井、泡沫流体钻井、雾流体或空气钻井，降低压差，甚至可采用负压差钻井，减少对储层的损害。

固井完井工程（精简版）一名词解释1.完井：在不同的储层特征和采油工程技术要求下，建立油气井筒与油气层合理的连接方式的工程.2.油气层损害室内评价：借助各种仪器设备，测定油气层的岩心与外来流体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3.速敏：当流体在油气层中流动时，引起油气层中微粒运移并堵塞喉道造成油气层渗透率下降的现象4.完井液：钻开油气层，具有保护储层，使钻井完全钻进的钻井液5.固井：钻井后向井内下入套管，将套管与井壁间的环空注水泥封固的工程。

6.稠化时间：在一定温度和压力下，水与水泥混合后稠度达到100Bc所需要的时间7.水灰比：配置水泥浆时，配浆水的重量与干水泥的重量之比8.水泥浆失水：水泥浆中的自由水通过井壁相地层渗入的现象9.水泥浆流变性：水泥浆在外剪切应力下流动变形的特征10.水泥石的抗压强度：水泥是在压力作用下破坏前单位面积上所能承受得力11.挤水泥：补救注水泥或修井作业方式，是利用液体压力挤压水泥浆，使之进入底层缝隙或环形空间的一种方法12.失重：由于一定的原因，水泥浆在凝结过程中对其下部或底层所作用的压力逐渐降低就好像失掉啦一部分重量。

13.射孔：利用射孔器，射穿套管，水泥环直至产层，沟通井筒与产层间流体通道的技术。

14.聚能效应：利用装药一端空穴以提高爆炸后局部破坏作用的效应。

15.压降曲线：对于试油后的探井或生产井，关井后达到稳定静止时，以某一稳定的产量开井生产，通过压力计测量不同开井时间的井底流压，将井底流压与开井时间在直角坐标系上作图所得到的曲线16.表皮系数：油田的每个作业都可能对储层造成伤害，在井底周围形成一个损害带，其渗透率不小于为损害带的渗透率，描述损害程度大小的量称为表皮系数17.压力恢复曲线：当一口井以某一产量生产一定时间后，将井关闭，通过压力计测出井底压力恢复值随关井时间的变化，二者之间的关系曲线18.储层岩心敏感性：储层岩心在外来流体或压力作用下渗透率下降的现象，渗透率下降越大，说明储层岩心对此流体和压力的敏感性越大19.水泥的凝结过程（硬化过程）：水泥与水混合后，迅速与水发生法反应，生成各种水化物，水泥浆也逐渐有液态转变为固态的过程20.屏蔽暂堵技术：把近井壁地带的地层堵死以防止外来物质进入以保护油气层的技术。

固井施工过中常见问题及对策分析摘要：固井施工是钻井工程的最后一个环节，也是非常重要的环节，是衔接钻井和采油的关键性工程，固井质量的好坏直接影响到后期的油气产量，固井施工的失败可能导致一口井的报废，造成巨大的经济损失，操作失误也会导致人身伤害事故的发生。

本文分析固井施工中常见问题及原因分析，提出相应的真多措施。

并对提高固井质量作业提出建议。

关键词：固井，常见问题，对策，措施前言固井工程是一项复杂的工程。

施工工期长、工艺复杂、作业量大、技术性强。

施工质量直接影响后续油气生产。

此外，固井施工属于地下作业，不易观察和判断。

因此，质量控制尤为重要。

固井施工的主要程序分为下套管、固井、待凝和检测评价。

其中，注水泥过程是问题最严重的过程，涉及到材料、流体、机械和力学等诸多因素。

它还受到水泥性能、下部结构和施工工艺的影响，导致注水泥过程失败。

根据作者多年的施工经验，固井施工中存在的问题主要有：套管堵塞、水泥浆凝结过快或过慢、水泥注入泄漏、水泥注入置换、油气层和水层泄漏等。

1 固井施工中常见问题及原因分析1.1套管阻卡的问题套管堵塞是指地层套管与井筒的配合间隙不足，导致套管无法深入井内作业。

套管堵塞的原因有很多。

一是卡套管时卡套管，即套管外径大于钻杆，或上扣时间大于钻杆，下管时难以旋转，造成卡管。

二是下套管前准备工作不足，下井不认真，容易造成套管堵塞。

第三，下套管过程过长、停滞，容易发生。

第四，钻井液不符合质量要求，导致摩擦系数高，易发生。

第五，在初始阶段，它被卡住时没有及时纠正，并且在连续挤压过程中卡住。

1.2 泥浆过快或过慢凝结的问题分析在注水泥的过程中，因为水泥稠度等发生变化，导致水泥浆的凝结快于或者慢于设计凝结时间。

原因分析：一是原材料的原因。

水泥的配置和实验水泥的配置不一致，或者配置一样，但是水泥出厂时不符合质量要求。

二是实验数据与实际不符。

虽然实验时符合要求，但是现场实际情况发生变化，如气候的变化，导致实际温度过大或过低，导致水泥浆过快或过慢凝结。

78一、损害油气层的因素分析1.油气层进入外来流体。

外来流体对油气层的损害包括：第一，流体中的固相颗粒。

各类固相颗粒进入油气层后，会在孔喉处形成沉积、架桥，阻止油气层供流体的流动，进而造成油层渗透率下降；第二，流体的液相与岩石不配伍。

流体液相与岩石不可能完全配伍，致使会产生不同程度的损害，包括水敏损害、盐敏损害、碱敏损害、酸敏损害，各种损害的发生均会影响油层渗透率。

第三，钻井液的液相与地层流体不配伍。

这种损害通常以化学成分不配伍表现出来，包括结垢、乳孔堵塞、细菌堵塞，同样会降低油层的渗透率。

2.工程因素及油气环境变化。

一方面，试油过程中的各项作业对油层产生的损害，包括压力敏感性损害、速敏损害、地层坍塌造成的损害等，并且作业过程中的生产压差较大，会进一步扩大对油层固相与液相的损害。

另一方面，试油过程中的温度变化与其他环境因素变化，会在一定程度上降低或升高油层温度，随之产生一定量有机垢与无机垢，会对油层产生更大的损害。

二、不同油层保护技术实施难点1.高压低渗透层。

该油田储层保护技术实施难点为：第一，异常压力的存在，会导致作业设备钻入油气层之后发生井漏、井涌等情况，并且不利于钻井液密度的把握。

第二，渗透率低，水锁伤害、水敏损害是高压低渗透层经常发生的损害，应采取有效措施控制油层受到伤害的程度。

2.低渗漏失储层。

低渗漏失储层保护难点：第一，钻井过程中的压差一旦超过地层破裂压力，大量漏失的钻井液会损害油气层，过长的浸泡时间，会增加钻井液渗入储层的范围与程度。

第二，低渗漏失储层为低渗透率、低孔喉，滤液在毛细作用下会渗入到油层深处，造成水锁伤害。

第三，储层细喉道容易被水化膨胀分散的黏土堵塞，引发水敏损害与盐敏损害。

3.低压低渗储层。

低压低渗储层保护难点：第一，钻井液中的固相会在正压差作用下，在尺寸较宽的裂缝中形成堆积，在很大程度上降低了裂缝的导流能力，从而造成损害储层。

第二，采用常规试油作业手段，会增加钻井液渗入风险，对堵漏造成极大困难，随着漏失量的增大，油层便会受到损害。

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。

采油过程中油气层损害及保护技术发布时间：2022-05-04T11:40:54.762Z 来源：《科学与技术》2022年第30卷1期作者：李国治刘宝明白花梅许艳飞刘在增[导读] 我们研究石油的努力旨在通过制定开发适当石油资源的现实方法来寻找额外的石油资源李国治刘宝明白花梅许艳飞刘在增天津市大港油田公司第三采油厂摘要：我们研究石油的努力旨在通过制定开发适当石油资源的现实方法来寻找额外的石油资源，从而有效地获取石油资源。

但是，在开采过程中可能会对土壤造成损害，导致一些天然气资源无法充分释放，无法最大限度地利用天然气资源。

因此，一些天然气资源失去了发展的价值，使实际生产的天然气资源大大低于实际储存在地面上的库存，使石油和天然气工业的工作更加困难。

基于此，本篇文章对采油过程中油气层损害及保护技术进行研究，以供参考。

关键词：油气层；损害；保护技术引言当油气勘探工作完成后，需要经历钻井、完井、修井等环节，这些环节的开展将会对地质环境带来影响，从而破坏油气层自身的物理以及化学平衡，导致油气层受到较大的影响。

根据当前相关人员的研究可以明确当前气田勘探和开发是一个完整的工程，如果在开展相关工作的过程中某个环节出现问题，则会造成油气层自身受损，这也很可能导致其他工作受到影响。

因此，相关人员在具体的开展中需要明确当前油气层自身受损机理，并采取有效的方法做好相应的改善。

不过目前来看，由于多方面因素影响，油气层的保护方法还不够理想，需要进一步采取有效的方法做好改善。

1油井的概念石油开采方案是开发地下石油的基本条件，这是一类天然气项目，有助于人们有效勘探矿产资源和开发有用资源。

为了进一步提高油井项目的整体质量，油田建设单位应把握住立足点，准备油田基础设施，确保计量钻井等项目顺利实施，为油井钻井奠定坚实的基础。

按照快速经济增长，我国科学技术的不断发展对经济增长、促进我国的综合存在和人类发展至关重要。

为了进一步帮助人类充分利用多种资源，更好地了解多种多样的地下世界，更快地研究和了解矿产资源，实现资源与环境的均衡结合，我们应该推动钻床项目的发展和进展。

探讨作业过程中油层损害原因与保护对策[摘要]本文通过对油层损害机理的分析，指出了油层损害的实质就是油层中流体阻力的增加、渗透率的下降，在修井作业过程中，工程技术人员和现场施工人员必须时刻有保护油层的意识，需要针对不同的作业目的，不同的作业内容，不同的施工措施合理地选择油层保护的方法。

本文就井下作业中诸多施工工序产生油气层损害原因做一论述，并针对性地提出预防措施。

现场应用效果表明，用的油层保护措施得当，对提高单井产量和提高最终采收率等具有重要作用。

[关键词]油层损害；油层保护；射孔；压井中图分类号：te132.1 文献标识码：a 文章编号：1009-914x （2013）14-0026-01前言油层保护技术在国外开展的比较早。

50年代开始着手机理研究，80年代末、90年代初，数值模拟和人工智能专家系统进入地层损害研究领域，胜利油田油层保护新技术不断在现场投入应用，增产效果十分显著，获得了明显的经济效益。

油层保护研究已从实验室研究向现场研究和现场应用转变，真正使地层损害研究深入到钻采的各个阶段，油层保护研究工作进入一个迅猛发展的全新阶段。

油气层保护是一项系统工程，它不仅涉及到多学科、多专业、多部门，而且贯穿于油田开发的全过程。

从钻井勘探到井下作业，从地质、工艺方案设计到采油注水的开发管理的每一个过程无不涉及到油气层保护工作，并且各个环节既相互联系又相互独立。

本文重点对井下作业过程中的油气层伤害的影响因素以及保护措施逐一进行了阐述和探讨，对同类作业施工具有一定的借鉴意义。

1 入井液对疏松砂岩油藏油层的伤害与保护胜利油区为典型的松散砂岩储层，以馆陶组和沙一段、沙三段为主，储集层砂岩胶结物少，胶结性差，而且胶结物中以含较大的蒙脱石为主，其成份与泥岩段中粘土矿物成分基本一致。

沙岩储层属于高或特高渗透层，最大渗透率高达4000mpa.s，而且这类油藏一般埋藏较浅，压力系数1.0左右。

在开发过程中普遍存在水敏、酸敏、碱敏、速敏、盐敏以及压力和温度的敏感性。

固井复杂问题固井作业不仅关系到油气井能否顺利完成，影响投产后油气井质量的好坏、油气井寿命的长短及油气井产量的高低，而且其成本在整个钻井工程中也占有很大的密度（占20%～30%）。

固井技术发展的目标一直围绕如何进一步提高固井质量及减少固井事故等。

固井又是一个系统工程，影响因素复杂多样，具有其特殊性，主要表现在以下几个方面：（1）固井作业是一个一次性工程，如质量不合格，即使采用挤水泥等补救方法也难以取得良好的效果。

（2）固井作业是一项系统工程、隐蔽性作业，涉及到材料、流体、化学、机械、力学等多种学科，施工时未知因素多，风险大。

（3）固井作业施工时间短，工作量大，技术性强，费用高。

因此，要求固井作业要精心设计、精心准备、精心施工，并要有较完备的预防固井复杂情况的预处理方案，确保优质高效地完成固井作业。

固井作业涉及套管、水泥浆浆体性能设计、注水泥现场施工、水泥胶结质量等方面，为此，固井复杂问题和事故也可以分为以下几类。

第一类：套管及下套管复杂情况，包括下套管阻卡、套管断裂、套管泄漏、套管挤毁、套管附件和工具失败、下套管后漏失或循环不通等。

第二类：水泥浆浆体性能事故，包括水泥浆闪凝、水泥浆触变性、水泥浆过度缓凝等。

第三类：注水泥现场施工复杂情况，包括注水泥漏失、环空堵塞、注水泥替空等复杂情况和事故。

第四类：水泥胶结质量复杂情况，包括油气水层漏封、水泥胶结质量差、环空气（水）窜等。

下面就上述固井复杂情况及事故发生的主要原因及预防、处理方法分别加以论述。

1、下套管复杂情况1、1套管阻卡套管阻卡一般可分为以下三类：一是套管粘吸卡，二是井眼缩经卡，三是井眼坍塌或砂桥卡。

1）管阻卡的原因及影响因素1.套管粘吸卡是由于套管的外径往往大于钻杆的外径，套管与井壁的接触面积大于钻杆的接触面积，上扣时间要大于钻杆的上扣时间，且下套管时又难以旋转，因此，卡套管的发生机率较大。

2.井眼缩径卡套管是由于井眼不稳定，特别是钻遇蠕动性岩盐层或由于钻井夜性能不好形成较厚的假泥饼，导致井眼缩径，造成缩径卡套管事故。