储层损害和保护技术的研究现状和发展趋势

2018年04月浅析煤层气钻井过程中的储层伤害及保护技术马腾飞（中联煤层气有限责任公司，北京100016）摘要：伴随着经济的发展和社会的进步，我国煤矿产业要想进一步优化经济利益，就要对钻井过程予以约束，减少其对于储层造成的伤害，建构可持续发展的管理机制。

本文对煤层气的原理以及基础特征进行了简要分析，并集中阐释了煤层气钻井过程中的储层伤害问题以及保护技术措施，以供参考。

关键词：煤层气；钻井过程；储层伤害；保护技术在煤矿管理工作中，为了全面认知钻井过程中储层受到的伤害问题，就要对可能导致其出现异常的元素进行统筹分析，结合伤害机理建立针对性的处理和管控措施，从而维护煤层管理工作的综合质量。

1煤层气概述1.1成藏原理在对煤层气进行系统化分析的过程中，要对其主要分布区域有明确认知，煤本身属于沉积岩类物质，一半的组成物质是有机物，且页岩的有机物含量在50%以下。

在气体存储的过程中，主要是微孔隙游离气体以及有机质内部吸附的表层气体，因此，多数煤层气体都会被视为吸附气。

需要注意的是，在煤层气存储结构中，割理是正交断层结构，整体方向和煤层保持垂直，能有效为气体的流动提供平台和空间。

在单独的储存层结构中，会出现煤，而气体的产生需要借助岩性进行处理，这就使得煤层气存储时，出现了很多影响天然气地质存量的因素，其中，煤的组成成分、实际煤层的基础厚度以及相应气体的含量等，都成为了影响气体吸附水平的关键。

除此之外，煤层中气体含量的变化范围较大，会和煤成分以及基础性质量等形成函数关系。

气体的组成结构中，甲烷占据多数，其余的包括液态烃以及二氧化碳等。

值得一提的是，在饱和状态下的气体煤，会直接生成相应的气体物质，气体不饱和则不会产生气体，直到储存层压力降低到饱和压力，而这种情况需要借助脱水作用才能完成。

1.2储层特征基础的煤层气储层结构是双孔隙结构，整体结构体系中，基质孔隙以及裂缝孔隙十分关键，且在煤层结构中，微孔和裂隙也会出现发育的情况，其实际水平对于煤层其赋存和移动有着重要的影响。

储层研究现状及前瞻储层是指地下的含油、含气等可供开发利用的岩石层。

储层研究是油气田开发工作的重要组成部分，其研究现状及前瞻对于提高油气田勘探开发效率、提高油气资源利用率具有重要意义。

以下将从油气储层特征研究、储层模型构建及预测、储层改造技术、储层工程实践等方面讨论储层研究的现状及未来发展前景。

首先，储层研究的现状主要包括储层特征研究和储层模型构建。

储层特征研究通过物性实验、岩心分析、地震资料解释等手段，对储层的孔隙度、渗透率、饱和度等特征进行分析，为后续的储层模型构建提供基础数据。

储层模型构建主要通过地质建模技术，将不同尺度的地质信息整合为一个完整的三维储层模型，为油气储量预测、生产调整等提供依据。

其次，储层研究的前瞻主要包括储层改造技术和储层工程实践。

储层改造技术包括水驱、聚合物驱、CO2注采等多种方法，通过改变储层内的渗透性和孔隙度分布，提高油气开采效率。

储层工程实践是指通过地质、物理、化学等多学科综合应用，将储层研究结果转化为实践，指导油气田的勘探开发实施，并根据实践中的问题和挑战，不断优化改进储层研究技术和方法。

储层研究的未来发展前景主要体现在以下几个方面。

首先，随着油气资源的逐渐枯竭和深水油气开发的迫切需求，储层研究将更加注重对复杂储层的深入研究，例如页岩气、致密油等非常规油气资源储层。

其次，随着技术的进步，储层研究将更加注重多学科综合应用，通过地震资料处理、岩心分析、沉积学、地质力学等方法相结合，提高储层研究的精度和准确度。

再次，随着储层工程实践的不断推进，储层研究将更加注重模型的实用性和应用性，提出更加可行的储层改造方案和生产优化策略，提高储层的经济效益和资源利用率。

总之，储层研究是油气田勘探开发工作的重要组成部分，其研究现状及前瞻对于提高油气田勘探开发效率、提高油气资源利用率具有重要意义。

通过储层特征研究、储层模型构建及预测、储层改造技术、储层工程实践等方面的不断创新和发展，相信储层研究将在未来取得更加重大的突破和进展。

能源储存技术的发展现状及未来趋势能源储存技术在当今社会变得越来越重要。

由于可再生能源的使用逐渐增加，能源储存技术也面临着挑战和机遇。

因此，开发和改进能源储存技术，已成为当前和未来的研究重点。

本文将介绍能源储存技术的发展现状及未来趋势。

一、发展现状现代电网的能源储存技术主要由传统的机械能、蓄电池和超级电容器三类储存技术构成。

传统机械能储存技术主要包括水泵蓄能、飞轮储能、压缩空气储能等。

前两者主要用于短时储存，后者可以用于中长时间储存，但其成本较高。

电化学储能技术是当前最成熟、应用最广泛的能源储存技术。

主要包括铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池等。

超级电容器是一种全新的能源储存技术，其能量密度和能量储存容量都远低于电池，但其具有很高的功率密度和长寿命。

二、未来趋势1. 研发新型材料当前，新型储能材料及技术正成为研究热点。

钠离子电池、锂硫电池、锌空气电池等新型电池正在研究与开发之中，这些新型电池的能量密度均高于当前的锂离子电池。

另外，固态电池、纤维电池等新型电池，由于具有更高的安全性和寿命，也成为未来储能技术的研究方向。

此外，石墨烯、纳米材料等新型材料也受到研究关注。

2. 提高能量密度和容量未来，提高能量密度和容量是能源储存技术的重要发展方向。

高能量密度、高安全性的电池、超级电容器成为研究重点。

在提高储能密度的同时，确保安全性，使储能系统满足高强度、高温度、长寿命以及环保等要求，减少对环境的影响。

3. 提高可再生能源的利用率可再生能源的利用率也成为储能技术的研究方向之一。

目前，风电、光伏等可再生能源仍然存在不稳定性，随时可能出现断供情况，因此需要联合储能技术来解决。

未来，联合储能系统的研究将会得到更多的关注和投入。

同时，对于储能设施本身，建造低成本、高效能的储能站点，通过云控技术对储能设施进行远程集中管理，减少运维成本，成为目前趋势。

4. 能源互联网的崛起随着能源互联网概念的提出，未来储能技术不仅要满足供能的要求，还必须具备智能化、网络化的功能。

国内外地下储气库现状及发展趋势分析摘要：地下储气库建设是我国全面部署和实施天然气储备战略的重要举措，在我国天然气储存与利用中发挥着关键性的作用。

本文分析了国内外地下储气库发展现状，提出了地下储气库发展趋势。

关键词：地下储气库；天然气；库容积在碳达峰、碳中和背景下，天然气已经成为我国低碳清洁消费模式的主要能源之一。

在天然气安全供应中，地下储气库是重要基础设施，通过建成库容规模超大的地下储气库，能够有效解决城市用气需求问题，提高供气可靠性。

为此，我国要加大地下储气库的研究力度，不断提高地下储气库技术水平。

1国外地下储气库现状1.1美国美国是世界上最早发展地下储气库的国家，已建成410多座地下储气库。

在地下储气库建设中，美国利用枯竭气田、废弃油田、含水层、废弃矿坑等进行建设，库容量高达2277×108m³[1]。

美国现有纯气库88座，最高储气压力为1.5MPa？？。

随着美国社会发展对天然气需求的快速增长，美国持续开展地下储气库新建项目，并对原有储气库进行扩建，始终保持着储气库数量世界第一的地位。

1.2俄罗斯俄罗斯地下储气库类型多为枯竭气田、油田建设而成，有效库容为950×108m³，其中商品气库容占二分之一以上。

地下储气库的压缩机？？额定功率基本都在1000MW以上，在寒冷冬季，俄罗斯的主要城市会通过地下储气库供给天然气，满足城市能源消耗需求。

同时，俄罗斯的地下储气库还要满足天然气出口需求，日供气量占出口总量的20%。

近年来，俄罗斯持续投入资金建设地下储气系统，改造现有地下储气库，进一步扩大库容规模。

1.3法国法国共建成地下储气库11座，总库容170×108m³，储气库类型多为水层储气库，储层深度为1120m，最大的水层储气库有效库容为32×108m³。

为满足法国全年消费天然气的需求，法国在建设含水层储气库的同时，还积极建设盐穴储气库，近年来建成的储气库库容都在100×108m³以上？？。

储层保护技术课程设计一、课程目标知识目标：1. 让学生理解储层保护技术的基本概念、原理及重要性；2. 掌握储层保护技术的主要方法、措施及适用条件；3. 了解我国储层保护技术的现状与发展趋势。

技能目标：1. 培养学生运用储层保护技术解决实际问题的能力；2. 提高学生分析储层保护案例、设计储层保护方案的能力；3. 培养学生查阅相关资料、进行小组合作与交流的能力。

情感态度价值观目标：1. 培养学生关注环境保护，增强储层保护意识；2. 培养学生勇于探索、积极创新的精神；3. 培养学生具备团队合作精神，尊重他人意见，善于倾听与表达。

课程性质：本课程为专业选修课，旨在帮助学生掌握储层保护技术的基本知识和技能，提高解决实际问题的能力。

学生特点：学生具备一定的地质、石油工程基础知识，对储层保护技术有一定了解，但缺乏系统学习和实践操作经验。

教学要求：结合学生特点，注重理论与实践相结合，充分调动学生的主观能动性，提高学生的实践操作能力和创新能力。

通过本课程的学习，使学生能够达到上述课程目标，为将来从事相关工作奠定基础。

二、教学内容1. 储层保护技术概述- 储层保护的定义、意义及分类- 国内外储层保护技术的发展现状与趋势2. 储层保护原理- 储层损害机理- 储层保护的基本原则3. 储层保护方法与措施- 物理方法：如地层冲洗、解堵等- 化学方法：如酸化解堵、碱化处理等- 生物方法：如微生物修复等- 工程措施：如优化钻井、完井及开采工艺等4. 储层保护案例分析- 国内外典型储层保护案例介绍- 案例分析及启示5. 储层保护方案设计- 储层保护方案设计的基本流程与方法- 储层保护方案的实施与效果评价教学内容安排与进度：第一周：储层保护技术概述第二周：储层保护原理第三周：储层保护方法与措施第四周：储层保护案例分析第五周：储层保护方案设计本教学内容依据课程目标，结合教材相关章节，注重理论与实践相结合，旨在帮助学生系统地掌握储层保护技术的基本知识和实践技能。

一.填空：1.油气层损害的实质：包括绝对渗透率和相对渗透率下降。

2.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稳产和增产。

总之，在油气天开发生产的每一项作业中，搞好油气层保护工作将有利于油井稳产和增产，实现少投入多产出，获得较好的经济效益！3.岩心分析是认识油气层地质特征的必要手段，是取得油气层地质资料的一项基础工作。

油气层敏感性评价、损害机理研究、损害的综合诊断、保护油气层技术方案的设计都必须建立在岩心分析的基础之上。

（了解）分析的样品：井下岩芯、钻屑和井壁取芯；主要方法：X衍射、扫描电镜、岩石薄片三大常规常规岩心分析技术；4.岩心分析的内容：储集层敏感性在很大程度上取决于孔隙中敏感性矿物的类型、含量和所处的位置以及储层孔隙大小、形态、孔喉配位状况等。

利用岩心分析技术得出的数据资料，就能描述出储集层孔隙系统中敏感性矿物对储集层敏感性的潜在影响。

5.粘土矿物的结构类型①TO型结构（或1:1型），高岭石属此类。

②TOT型结构（或2:1型），蒙脱石、伊利石属此类。

③TOT·O型结构（或2:1＋1型），绿泥石属此类。

（1）高岭石：1:1型的粘土矿物（TO）型（由一片Si-O四面体片(T)和一片Al-O八面体片(O)叠合成一个单元结构层，称为1:1型或TO型）。

晶层间的作用力：范德华引力、氢键力；高岭石是比较稳定的非膨胀性粘土矿物，一般不易水化分散。

在外力作用下，层间会产生分散迁移（速敏），损害储集层渗透率。

（2）蒙脱石;2:1型的粘土矿物（TOT型）（由两片Si-O四面体片夹一片Al(Fe，Mg)-O(OH)八面体片结合成一单个单元结构层。

）晶层间的作用力：范德华引力(相邻两晶层为氧原子面)，无氢键力。

蒙脱石是易膨胀性粘土矿物，一般与水接触后易产生水化膨胀和分散运移（水敏），损害储集层渗透率！（3）伊利石是一种不膨胀的粘土矿物6.储层敏感性评价通常包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力敏感、温度敏感等7.相对渗透率下降包括:水锁、贾敏、润湿反转和乳化堵塞8.渗透空间的改变包括：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9.胶结类型：基底胶结、孔隙胶结、接触胶结10.储层岩石孔隙结构参数与油气层损害的关系在其它条件相同的情况下，孔喉越大，不匹配的固相颗粒侵入的深度就越深，造成的固相损害程度可能就越大，但滤液造成的水锁、贾敏等损害的可能性较小,孔喉弯曲程度越大，外来固相颗粒侵入越困难，侵入深度小;而地层微粒易在喉道中阻卡，微粒分散或运移的损害潜力增加，喉道越易受到损害孔隙连通性越差，油气层越易受到损害11.孔隙度和渗透率与油气层损害的关系孔隙度和渗透率是从宏观上表述储层孔隙结构特征的基本参数。

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。

54一、低渗透油藏储层伤害分析1.固相颗粒堵塞原因。

（1）中低渗区块黏土含量普遍较高，油井在开采过程中，地层中的黏土颗粒及其他机械杂质会随着油气运移而移动，这样在油井的近井地带会发生固体颗粒的堆积使储层发生堵塞，阻碍流体的流动，降低储层渗透率，导致油井产量下降。

（2）由于开发过程中时常采取维护性作业及进攻性措施，不可避免地带入了能污染储层的固体颗粒及机械杂质，这些物质沉积在射孔炮眼周围或随滤液进入储层，在孔喉半径较小的地方沉积引起堵塞，造成地层的有效渗透率下降。

中低渗油藏由于地层孔道相对较小，固相颗粒容易在地层小孔喉处发生堵塞，且一旦发生固相颗粒的堵塞，就会导致固相颗粒越聚越多，将地层孔道堵死，造成地层渗透率急剧下降。

2.有机物沉淀堵塞。

中低渗区块注水系统很不完善，地层能量损失无法得到有效弥补，主要依靠天然能量开采，这样在开采过程中，地层压力就呈现逐渐下降的状态，当地层压力低于饱和压力时，原油发生脱气，原来的流体平衡被破坏，原油中的蜡和胶质、沥青质在近井地带析出，并沉积下来，形成有机物沉积堵塞，降低地层的渗透率。

由于部分中低渗区块黏土含量都比较高，有机物堵塞多伴随黏土堵塞发生，黏土的存在会加剧流体平衡的破坏，导致有机物析出沉淀加剧，同时有机物会吸附在黏土表面，将黏土颗粒间的缝隙完全堵死，两者结合会导致堵塞加剧，最终地层堵塞率在80％以上。

3.水敏。

中低渗区块岩性成分复杂，储层胶结物主要为泥质和钙质，钙泥质含量较高。

储层黏土矿物组合多为蒙脱石、高岭石、伊利石、伊/蒙混层。

通过对岩心取样分析，主要中低渗区块为中水敏。

地层中的黏土矿物由微小的片状或棒状硅铝酸盐矿物组成，主要结构是硅一氧四面体和八面体，结合方式与数量比例不同，使黏土矿物具有不同的水敏特性。

水敏性由强到弱的顺序为：蒙脱石＞伊/蒙混层＞伊利石＞高岭石。

强水敏矿物中的硅、铝常被其他阳离子所取代，造成正电荷不足，负电荷过剩，因而产生了带负电荷的表面，能吸引流体中的极性水分子，矿物的表面水化能撑开晶层，导致黏土矿物的体积膨胀。