油气层损害的机理

采油过程中油气层损害及保护技术摘要：油气勘探完成后，需要经过钻井、完井、修井等环节。

这些环节的开发将对地质环境产生影响，从而破坏油气藏的物理化学平衡，对油气藏产生巨大影响。

根据有关人员的研究，可以清楚地看出，目前的气田勘探开发是一个完整的项目。

如果在开展相关工作的过程中，某个环节出现问题，会对油气藏本身造成损害，可能会影响其他工作。

因此，在具体开发中，相关人员需要明确目前油气藏本身的损害机理，并采取有效的方法进行相应的改进。

然而，目前由于各种因素的影响，油气藏的保护方法并不理想，需要采取进一步有效的方法加以改进。

关键词：采油过程；油气层损害；保护技术1采油过程中油气受损机理1.1外因作用下油气层造成的损害在不同生产过程中因为外界因素作用造成的损害会有较多种类，其中一种叫做外界流体和储层岩石矿物流体不匹配造成损害，其形成原因可以体现在以下几点：(1）流体中固相颗粒堵塞油气层造成的损害，入境一般会有两种固相的颗粒，一种是加入有用的颗粒，当前比较常见的有加重剂，另一种则是有害固体，其自身包含岩屑等污染物，损害油气的原理是井眼中流体的液体压力过大造成空隙进入油气层从而造成堵塞。

(2）压漏油气造成油气层损害，地质自身的性质发生变化，这也使得相关人员在作业的时候很容易形成这种损害，特别是作业的液压过大时会造成液漏进入油气层，从而使得油气层受到损害。

(3）出砂和底层坍塌造成油气层损害，在具体采油的过程中随着采油的深入油气层的变化，会造成出现较大的压差，这也很容易造成油气层出现大量的砂，导致气层出现坍塌从而造成较大的影响。

(4）加深油气层损害深度，在具体开展作业的过程中由于造成较大的差距，在高压差的作用下，油气层的固量和滤液量形成较大的差距，这也使得自身的损害和液相受到影响，从而造成油气层受到较大的影响。

1.2压裂损害在分析不同程度的损害时，压裂可能会产生负面影响。

在压裂过程中，残渣对压裂效果有很大影响。

如果相对较小的颗粒进入油气层，可能会出现堵塞。

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。

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。

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。

目的：认识和诊断油气层损害原因及损害过程，以便为推荐和制定各项保护油气层和解除油气层损害的技术措施提供科学依据。

相对渗透率下降包括:水锁、贾敏、润湿反转和乳化堵塞第一节概述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；内因（潜在损害因素）：凡是受外界条件影响而导致油气层渗透性降低的油气层内在因素，包括孔隙结构、敏感性矿物、岩石表面性质和地层流体性质，是储集层本身固有的特性。

外因：在施工作业时，任何能够引起油气层微观结构或流体原始状态发生改变，并使油气井产能降低的外部作业条件，均为油气层损害外因，主要指入井流体（固相和液相）性质、压差、温度和作业时间等可控因素。

外来流体与储集层岩石的相互作用造成：①外来固相颗粒的堵塞与侵入；②滤液侵入及不配伍的注入流体造成的敏感性损害；③ 储集层内部微粒运移造成的地层损害；④出砂；⑤细菌堵塞。

外来流体与地层流体间的不配伍造成：⑥乳化堵塞；⑦无机结垢堵塞；⑧有机结垢堵塞；⑨铁锈与腐蚀产物的堵塞；⑩地层内固相沉淀的堵塞；其它损害包括：射孔造成的压实和不完善等损害；固井和修井作业的注水泥和水泥浆造成的特殊损害等；机理研究除了要准确诊断和判别各种损害因素和各种可能原因外，还必须把各种因素对每个产层的危害性大小按序排列，分出主次，并找出主要因素。

第二节油气层潜在损害因素储集层的主要特征：包括储层岩石骨架颗粒和填隙物等矿物的结构、成分、含量和分 布状态，储集层孔隙结构和喉道特征；储集层中流体类型、成分、含量和流体压力等。

它 们都是影响和决定储集层损害的内在因素。

一、油气层孔隙结构特征与储集层损害的关系1 .储层岩石物质组分碎屑颗粒、杂基（或基质）、胶结物和空隙。

杂基和胶结物统称为填隙物。

他们决定了储成分是石英、长石、岩屑和少量云 母和重矿物，占整个岩石的50%以填充在骨架颗粒之间的细小物质， 它包括了杂基和胶结物两部分。

低渗透油气层水锁损害机理及低损害钻井液技术研究低渗透油气层水锁损害机理及低损害钻井液技术研究摘要：随着油气勘探深入，越来越多的低渗透油气层被开发，在钻井过程中遇到了水锁现象，不仅使得钻井效率低下，而且造成了深层储层的损害。

本文重点研究了低渗透油气层中水锁损害的机理，并提出了一种低损害钻井液技术。

一、低渗透油气层中水锁的损害机理1、低渗透油气层中的水锁机理低渗透油气层中存在大量的孔隙、裂缝和微缝，通常这些孔隙和裂缝都被高强度的钻井液封堵住，给探测和钻井带来了很多困难。

而水锁作为一种常见的钻井难题，在低渗透油气层中更加突出。

当钻井液在沉降到低渗透油气层时，由于孔隙、微裂缝等存在，水分子会进入这些小空间，并在这些空间内聚集起来，从而形成了水锁现象。

2、水锁对低渗透油气层的损害水锁会使得钻孔液的压力增加，导致低渗透油气层的渗透率下降，给整个钻井过程带来了不必要的困难。

而且，水锁对油气藏的渗透性和孔隙度造成了永久损害，降低了储层能耗的能力。

二、低损害钻井液技术的研究1、低损害钻井液的基本概念低损害钻井液是指在保证钻井液基本性能不变的前提下，降低其对储层的可逆和不可逆损害。

目前，研究该领域的主要方向是研发更环保、低毒性、低残留的钻井液，降低其对储层的侵蚀性，提高钻井效率，减少环境影响。

2、低损害钻井液的研究进展目前，研究人员常用的低损害钻井液包括纳米润滑剂、表面活性剂等。

纳米润滑剂能够加快钻头的转速、降低摩擦阻力，减少噪音和振动，提高钻井效率，同时减少了钻井液对储层的损害。

表面活性剂能够改变钻井液与储层之间的相互作用，减少钻井液对储层的侵蚀和减轻储层的损害。

3、未来的钻井液研究方向未来的研究方向是在现有技术基础上，进一步发展新型、高效的低损害钻井液。

其中，绿色、环保等方向的研究将是重点，同时更多的研究将会聚焦于提高钻井液的耐高温、耐高压性能，以满足更加严苛的开采条件。

结论：水锁机理的研究能够帮助人们更加深入地了解钻井过程中遇到的问题。