油气层保护第三章课件

2024/7/62024/7/61 1西南石油大学西南石油大学油气层保护技术油气层保护技术油气层保护技术油气层保护技术西南石油大学西南石油大学西南石油大学西南石油大学石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院李洪建李洪建李洪建李洪建2016201620162016年年年年5 5 5 5月月月月 成都成都成都成都The Technique of the Formation Protection2024/7/62024/7/62 2西南石油大学西南石油大学第三章第三章 油气层损害的室内评价油气层损害的室内评价第一节第一节 概述概述第二节第二节 油气层岩心敏感性实验评价油气层岩心敏感性实验评价第三节第三节 工作液对油气层损害评价工作液对油气层损害评价第四节第四节 油气层损害室内评价的发展油气层损害室内评价的发展2024/7/62024/7/63 3西南石油大学西南石油大学 教学目的与要求教学目的与要求l掌握岩心六敏实验的实验原理、目的意义、主要掌握岩心六敏实验的实验原理、目的意义、主要实验程序和流程、评价标准和分析方法；实验程序和流程、评价标准和分析方法；l了了解解应应力力敏敏感感性性实实验验及及其其他他实实验验的的主主要要内内容容和和实实验目的；验目的；l熟悉岩心静态流动实验的基本流程、基本操作。熟悉岩心静态流动实验的基本流程、基本操作。l掌掌握握工工作作液液损损害害评评价价的的实实验验内内容容，评评价价方方法法与与标标准；准；l了解常用动态损害实验设备和装置了解常用动态损害实验设备和装置2024/7/62024/7/64 4西南石油大学西南石油大学 一、一、概念概念1 1、油气层损害室内评价、油气层损害室内评价 是借助各种仪器设备测定油气层岩石与外来流是借助各种仪器设备测定油气层岩石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重要手段。害的一种重要手段。即分析和评价外来流体对油气层岩心的损害即分析和评价外来流体对油气层岩心的损害（或保护）程度及其原因。（或保护）程度及其原因。第一节第一节 概述概述2024/7/62024/7/65 5西南石油大学西南石油大学 2 2、储层岩心敏感性、储层岩心敏感性储层岩心敏感性是指储层岩心在外来流体储层岩心敏感性是指储层岩心在外来流体或压力作用下渗透率下降的现象，渗透率下降程或压力作用下渗透率下降的现象，渗透率下降程度越大，储层对这种外来流体或压力的敏感程度度越大，储层对这种外来流体或压力的敏感程度越大。越大。2024/7/62024/7/66 6西南石油大学西南石油大学3 3、储层岩心的五种敏感性、储层岩心的五种敏感性1）速敏性）速敏性(FLow rate sensitivity)因流体流动速度变化引起储层岩石中微粒运移、因流体流动速度变化引起储层岩石中微粒运移、堵塞喉道，导致岩石渗透率或者有效渗透率下降的堵塞喉道，导致岩石渗透率或者有效渗透率下降的现象。现象。2）水敏性（盐敏性）水敏性（盐敏性）(water/saLt sensitivity)3）酸敏性）酸敏性(acid sensitivity)4）碱敏性）碱敏性(aLkaLine sensitivity)5）应力敏感性）应力敏感性(stress sensitivity)2024/7/62024/7/67 7西南石油大学西南石油大学4 4、油气层敏感性流动实验中的重要概念、油气层敏感性流动实验中的重要概念1 1）水敏指数）水敏指数(water sensitivity index)(water sensitivity index)2 2）临界流速）临界流速(criticaL veLocity)(criticaL veLocity)3 3）临界盐度）临界盐度(criticaL saLinity)(criticaL saLinity)4 4）临界）临界pHpH值值(criticaL pH vaLue)(criticaL pH vaLue)5 5）临界应力）临界应力(criticaL stress)(criticaL stress)6 6）次地层水）次地层水(sub-formation water)(sub-formation water)7 7）标准盐水）标准盐水(standard brine)(standard brine)2024/7/62024/7/68 8西南石油大学西南石油大学储层特征储层特征 储层潜在储层潜在 损害因素损害因素诱发因素诱发因素 地层损害机理地层损害机理 保护油气层技术保护油气层技术 现场试验现场试验 推广应用推广应用2024/7/62024/7/69 9西南石油大学西南石油大学二、目的意义二、目的意义 1 1、定量评价油气层损害的原因和程度；为地层、定量评价油气层损害的原因和程度；为地层损害机理研究提供依据；损害机理研究提供依据；2 2、定量评价入井流体或作业工况下储层损害程、定量评价入井流体或作业工况下储层损害程度，为研究和制定保护油气层技术提供实验依据。度，为研究和制定保护油气层技术提供实验依据。2024/7/62024/7/61010西南石油大学西南石油大学三、主要内容三、主要内容三、主要内容三、主要内容 1 1、油气层敏感性评价、油气层敏感性评价 速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏和应力敏感速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏和应力敏感 等六敏实验等六敏实验 （单因素分析研究）（单因素分析研究）2 2、工作液对油气层的损害评价、工作液对油气层的损害评价 各类工作液对岩心的损害评价各类工作液对岩心的损害评价 （多因素综合分析研究）（多因素综合分析研究）2024/7/62024/7/61111西南石油大学西南石油大学四、研究方法四、研究方法岩心敏感性实验评价岩心敏感性实验评价工作液对储层的损害评价工作液对储层的损害评价速敏速敏评价评价酸敏酸敏评价评价碱敏碱敏评价评价水敏水敏评价评价盐敏盐敏评价评价应力应力敏感敏感评价评价评价各类工作液对评价各类工作液对储层的损害程度储层的损害程度提出保护油气层技术方案（总体方案）提出保护油气层技术方案（总体方案）实验岩心和实验流体制备实验岩心和实验流体制备2024/7/62024/7/61212西南石油大学西南石油大学地层取心地层取心岩样钻取岩样钻取岩样编号岩样编号岩样洗油岩样洗油岩样烘干岩样烘干岩心柱尺寸测量岩心柱尺寸测量岩心柱孔隙度渗透率测量岩心柱孔隙度渗透率测量岩心分类与计划安排岩心分类与计划安排CMS-300五、实验岩心制备五、实验岩心制备1 1、实验岩心的预处理流程、实验岩心的预处理流程岩心抽空饱和岩心抽空饱和2024/7/62024/7/61313西南石油大学西南石油大学井底取出岩心井底取出岩心薄片分析薄片分析扫描电扫描电镜分析镜分析油气层室内评价实验油气层室内评价实验X-射线射线衍衍 射射分分 析析2 2、实验岩心钻取、实验岩心钻取2024/7/62024/7/61414西南石油大学西南石油大学岩心的钻、切、岩心的钻、切、洗的注意事项：洗的注意事项：1 1、岩心的钻、岩心的钻、切、洗的液体切、洗的液体应该是应该是3-3-5%NaCL5%NaCL和和KCLKCL的盐水溶液；的盐水溶液；2 2、岩心在烘、岩心在烘干时的温度应干时的温度应控制在控制在60-6560-65o oC C3 3、需保持岩需保持岩心孔隙结构不心孔隙结构不遭破坏。遭破坏。2024/7/62024/7/61515西南石油大学西南石油大学3 3 3 3、实验岩样的选择方法、实验岩样的选择方法、实验岩样的选择方法、实验岩样的选择方法 掌握了该储层大量的岩心分析数据的掌握了该储层大量的岩心分析数据的掌握了该储层大量的岩心分析数据的掌握了该储层大量的岩心分析数据的情况情况情况情况找出一系列已经选过的岩样的找出一系列已经选过的岩样的找出一系列已经选过的岩样的找出一系列已经选过的岩样的 、K K K K数值；数值；数值；数值；将将将将所测得的数据标注所测得的数据标注所测得的数据标注所测得的数据标注在在在在LgK-LgK-LgK-LgK-(或或或或K-K-K-K-）图）图）图）图中中中中利用利用利用利用最小二乘法画出回归曲线，再在曲线上找最小二乘法画出回归曲线，再在曲线上找最小二乘法画出回归曲线，再在曲线上找最小二乘法画出回归曲线，再在曲线上找出岩心点。出岩心点。出岩心点。出岩心点。2024/7/62024/7/61616西南石油大学西南石油大学渗透率，渗透率，m m2 2孔隙度，%2024/7/62024/7/61717西南石油大学西南石油大学不掌握储层岩心的分析数据的情况不掌握储层岩心的分析数据的情况在不掌握储层岩心的孔隙度、渗透率资料时，在不掌握储层岩心的孔隙度、渗透率资料时，就需要从有关地质报告中找出岩石基本物性就需要从有关地质报告中找出岩石基本物性的范围，来选择实验岩心物性的范围；的范围，来选择实验岩心物性的范围；若现在有渗透率、孔隙度的岩心分析数据，若现在有渗透率、孔隙度的岩心分析数据，但不在储层孔隙度、渗透率的范围内。但不在储层孔隙度、渗透率的范围内。3 3、实验岩样的选择方法、实验岩样的选择方法2024/7/62024/7/61818西南石油大学西南石油大学4 4、实验岩心的抽空饱和、实验岩心的抽空饱和用地层水或煤油抽空饱和实验岩心用地层水或煤油抽空饱和实验岩心饱和容器饱和容器真空表真空表液体容器液体容器干燥瓶干燥瓶真空泵真空泵.岩心岩心抽空流程饱和流程2024/7/62024/7/61919西南石油大学西南石油大学六、实验流体制备六、实验流体制备地层水（模拟地层水）地层水（模拟地层水）盐水盐水煤油煤油气体气体工作液工作液2024/7/62024/7/62020西南石油大学西南石油大学1 1、地层水（模拟地层水）、地层水（模拟地层水）/煤油煤油概念概念 地层水是指与实验岩心同层的地层水水样地层水是指与实验岩心同层的地层水水样模拟模拟 地层水是指根据地层水水分析结果在室地层水是指根据地层水水分析结果在室内配制的与地层水组成相同的盐水内配制的与地层水组成相同的盐水用途用途测量岩心原始渗透率测量岩心原始渗透率进行岩心速敏实验进行岩心速敏实验2024/7/62024/7/62121西南石油大学西南石油大学阳离子(mg/L)阴离子阴离子(mg/L)(mg/L)Na+K+Ca2+Mg2+CL-SO42-HCO3-CO32-3341.193341.191296.191296.19160.88160.887279.747279.7427.9827.981055.01055.00 0微量元素:I 0mg/L,Br 0.5mg/L,B 0 mg/L总矿化度:13160.98mg/L13160.98mg/L水型:CaCL2pH值:6.956.95地层水分析结果地层水分析结果实例实例2024/7/62024/7/62222西南石油大学西南石油大学化合物组成化合物组成CaCL2MgCL26H2ONa2SO4NaHCO3NaCL3597.933597.931364.141364.1441.3841.381452.781452.787428.127428.12总矿化度:13157.03mg/L13157.03mg/L水型:CaCL2pH值:7.007.00模拟地层水组成模拟地层水组成实例实例2024/7/62024/7/62323西南石油大学西南石油大学 根据地层水分析结果怎样计算模拟地层水化合根据地层水分析结果怎样计算模拟地层水化合物的组成及其含量？物的组成及其含量？思考与作业思考与作业Na+K+Ca2+Mg2+CL-SO42-HCO3-CO32-HCO3-1511074318024112 498 1112 0Na=23 K=39 Ca=40 Mg=24.3 CL=35.5 S=32 O=16 C=12 H=1MgCL2？2024/7/62024/7/62424西南石油大学西南石油大学2 2、盐水、盐水/工作液工作液类型类型用途用途NaCLNaCL（+CaCL2+CaCL2）盐水等）盐水等评价盐水体系或工作液体评价盐水体系或工作液体系对岩心渗透率的损害率系对岩心渗透率的损害率钻井完井液钻井完井液射孔液、压井液、修井液射孔液、压井液、修井液注入水注入水2024/7/62024/7/62525西南石油大学西南石油大学3 3、气体、气体类型类型用途用途空气空气氮气氮气氦气氦气天然气天然气岩心气测渗透率或克氏渗透率岩心气测渗透率或克氏渗透率岩心气体速度敏感性实验岩心气体速度敏感性实验岩心应力敏感性实验岩心应力敏感性实验2024/7/62024/7/62626西南石油大学西南石油大学七、油气层损害室内评价实验准备及实验设计七、油气层损害室内评价实验准备及实验设计七、油气层损害室内评价实验准备及实验设计七、油气层损害室内评价实验准备及实验设计1 1 1 1、油气层损害室内评价实验的整体设计、油气层损害室内评价实验的整体设计、油气层损害室内评价实验的整体设计、油气层损害室内评价实验的整体设计通过对油气层敏感性的研究通过对油气层敏感性的研究通过对油气层敏感性的研究通过对油气层敏感性的研究,建立合理的评价建立合理的评价建立合理的评价建立合理的评价程序程序程序程序,而合理程序的确定是在对油气层损害机而合理程序的确定是在对油气层损害机而合理程序的确定是在对油气层损害机而合理程序的确定是在对油气层损害机理认识的基础上进行。理认识的基础上进行。理认识的基础上进行。理认识的基础上进行。油气层损害的原因：油气层损害的原因：油气层损害的原因：油气层损害的原因：储层岩石潜在损害因素储层岩石潜在损害因素储层岩石潜在损害因素储层岩石潜在损害因素由于外来条件的改变对油气层造成的损害由于外来条件的改变对油气层造成的损害由于外来条件的改变对油气层造成的损害由于外来条件的改变对油气层造成的损害2024/7/62024/7/62727西南石油大学西南石油大学2 2 2 2、系统评价油气层损害和工作液配伍性的室内工作、系统评价油气层损害和工作液配伍性的室内工作、系统评价油气层损害和工作液配伍性的室内工作、系统评价油气层损害和工作液配伍性的室内工作分为三步：分为三步：分为三步：分为三步：岩石岩石岩石岩石特征评价，分析潜在损害因素；特征评价，分析潜在损害因素；特征评价，分析潜在损害因素；特征评价，分析潜在损害因素；进行进行进行进行敏感性评价，探索损害的可能原因和损害敏感性评价，探索损害的可能原因和损害敏感性评价，探索损害的可能原因和损害敏感性评价，探索损害的可能原因和损害类型；类型；类型；类型；对对对对工作液类型及措施进行实验筛选，提出防止工作液类型及措施进行实验筛选，提出防止工作液类型及措施进行实验筛选，提出防止工作液类型及措施进行实验筛选，提出防止和减少损害的方案和措施。和减少损害的方案和措施。和减少损害的方案和措施。和减少损害的方案和措施。2024/7/62024/7/62828西南石油大学西南石油大学3 3 3 3、进行敏感性实验的整体设计包括内容：、进行敏感性实验的整体设计包括内容：、进行敏感性实验的整体设计包括内容：、进行敏感性实验的整体设计包括内容：实验目的实验目的实验目的实验目的 需要进行那些单项实验和综合性实验；需要进行那些单项实验和综合性实验；需要进行那些单项实验和综合性实验；需要进行那些单项实验和综合性实验；实验实验实验实验步骤及程序；步骤及程序；步骤及程序；步骤及程序；实验需要流程、设备；实验需要流程、设备；实验需要流程、设备；实验需要流程、设备；实验需要材料以及多少岩心样品；实验需要材料以及多少岩心样品；实验需要材料以及多少岩心样品；实验需要材料以及多少岩心样品；模拟地层水；模拟地层水；模拟地层水；模拟地层水；工作液和化学添加剂；工作液和化学添加剂；工作液和化学添加剂；工作液和化学添加剂；实验结果如何处理及分析。实验结果如何处理及分析。实验结果如何处理及分析。实验结果如何处理及分析。2024/7/62024/7/62929西南石油大学西南石油大学第二节第二节 油气层敏感性实验评价油气层敏感性实验评价“砂岩储层岩心静态流动实验程序砂岩储层岩心静态流动实验程序”（中华人民共和国石油天然气（中华人民共和国石油天然气行业标准行业标准SY/T5358-94SY/T5358-94）一、实验内容、标准和实验目的一、实验内容、标准和实验目的速速敏敏、水水敏敏、盐盐敏敏、碱碱敏敏、酸酸敏敏、应应力敏感性实验等力敏感性实验等内容内容标准标准2024/7/62024/7/63030西南石油大学西南石油大学1 1、在于找出油气层发生敏感性损害的条件；、在于找出油气层发生敏感性损害的条件；2 2、油气层敏感性损害的程度；、油气层敏感性损害的程度；3 3、为为各各类类工工作作液液的的设设计计、油油气气层层损损害害机机理理分分析析 和制定油气层保护技术方案提供科学依据。和制定油气层保护技术方案提供科学依据。目的：目的：2024/7/62024/7/63131西南石油大学西南石油大学二、岩心静态流动实验流程图二、岩心静态流动实验流程图动力部分动力部分过滤部分过滤部分计量部分计量部分动力与过滤部分动力与过滤部分2024/7/62024/7/63232西南石油大学西南石油大学过滤部分过滤部分计量部分计量部分围压围压12122热Sasssassas计量部分计量部分2024/7/62024/7/63333西南石油大学西南石油大学平流泵平流泵中间容器中间容器过滤器过滤器岩心流动实验总流程图岩心流动实验总流程图围压表围压表 手压泵手压泵 岩心夹持器岩心夹持器六通阀六通阀电子天平电子天平流压表流压表12122热Sasssassas2024/7/62024/7/63434西南石油大学西南石油大学平流泵平流泵2024/7/62024/7/63535西南石油大学西南石油大学夹持器夹持器出口出口进口进口2024/7/62024/7/63636西南石油大学西南石油大学2024/7/62024/7/63737西南石油大学西南石油大学围压泵围压泵中间容器中间容器2024/7/62024/7/63838西南石油大学西南石油大学衡压流程衡压流程2024/7/62024/7/63939西南石油大学西南石油大学三、速敏实验三、速敏实验三、速敏实验三、速敏实验1 1 1 1、速敏概念：、速敏概念：、速敏概念：、速敏概念：是是是是指指指指在在在在钻钻钻钻井井井井、测测测测试试试试、试试试试油油油油、采采采采油油油油、增增增增产产产产、注注注注水水水水等等等等作作作作业业业业或或或或生生生生产产产产过过过过程程程程中中中中，当当当当流流流流体体体体在在在在油油油油气气气气层层层层中中中中流流流流动动动动时时时时，引引引引起起起起油油油油气气气气层层层层中中中中微微微微粒粒粒粒运运运运移移移移并并并并堵堵堵堵塞塞塞塞喉喉喉喉道道道道造造造造成成成成油油油油气气气气层渗透率下降的现象。层渗透率下降的现象。层渗透率下降的现象。层渗透率下降的现象。对对对对于于于于特特特特定定定定的的的的油油油油气气气气层层层层，微微微微粒粒粒粒运运运运移移移移造造造造成成成成的的的的损损损损害害害害主主主主要与油气层中流体的流动速度有关。要与油气层中流体的流动速度有关。要与油气层中流体的流动速度有关。要与油气层中流体的流动速度有关。2024/7/62024/7/64040西南石油大学西南石油大学速敏损害机理示意图速敏损害机理示意图QQ流流速速增增大大2024/7/62024/7/64141西南石油大学西南石油大学微粒运移前微粒运移前微粒运移后微粒运移后2024/7/62024/7/64242西南石油大学西南石油大学放放大大2024/7/62024/7/64343西南石油大学西南石油大学2 2 2 2、速敏实验、速敏实验、速敏实验、速敏实验目的目的目的目的1 1 1 1）找找找找出出出出由由由由于于于于流流流流速速速速作作作作用用用用导导导导致致致致微微微微粒粒粒粒运运运运移移移移从从从从而而而而发发发发生生生生损损损损害害害害的的的的临临临临界界界界流流流流速速速速(流流流流量量量量），以以以以及及及及找找找找出出出出由由由由速速速速度度度度敏敏敏敏感感感感引起的油气层损害程度；引起的油气层损害程度；引起的油气层损害程度；引起的油气层损害程度；2 2 2 2）为为为为水水水水敏敏敏敏、盐盐盐盐敏敏敏敏、碱碱碱碱敏敏敏敏、酸酸酸酸敏敏敏敏四四四四种种种种实实实实验验验验及及及及其其其其它它它它的损害评价实验确定合理的实验流速提供依据；的损害评价实验确定合理的实验流速提供依据；的损害评价实验确定合理的实验流速提供依据；的损害评价实验确定合理的实验流速提供依据；3 3 3 3）为）为）为）为确定合理的注采速度提供科学依据。确定合理的注采速度提供科学依据。确定合理的注采速度提供科学依据。确定合理的注采速度提供科学依据。2024/7/62024/7/64444西南石油大学西南石油大学3 3 3 3、速敏原理与作法、速敏原理与作法、速敏原理与作法、速敏原理与作法以不同的注入速度向岩心注入实验流体以不同的注入速度向岩心注入实验流体以不同的注入速度向岩心注入实验流体以不同的注入速度向岩心注入实验流体（煤油或地层水）并测定各个注入速度下岩心（煤油或地层水）并测定各个注入速度下岩心（煤油或地层水）并测定各个注入速度下岩心（煤油或地层水）并测定各个注入速度下岩心的渗透率，从流速与渗透率的相关关系上判断的渗透率，从流速与渗透率的相关关系上判断的渗透率，从流速与渗透率的相关关系上判断的渗透率，从流速与渗透率的相关关系上判断油气层岩心对流速的敏感程度及其伤害程度。油气层岩心对流速的敏感程度及其伤害程度。油气层岩心对流速的敏感程度及其伤害程度。油气层岩心对流速的敏感程度及其伤害程度。L LA AQ Qi i P P1 1Q Qi i P P2 2s s s sP Pi i2024/7/62024/7/64545西南石油大学西南石油大学4 4、速敏实验主要程序、速敏实验主要程序 1 1）抽空饱和抽空饱和。用地层水或煤油抽空饱和实验岩心；。用地层水或煤油抽空饱和实验岩心；为什么要用煤油或地层水进行速敏实验？为什么要用煤油或地层水进行速敏实验？思考思考2024/7/62024/7/64646西南石油大学西南石油大学 2 2）按规定的）按规定的0.100.10、0.250.25、0.500.50、0.750.75、1.001.00、1.501.50、2.02.0、3.03.0、4.04.0、5.05.0、6.0mL/min6.0mL/min的流量依的流量依次测量岩心渗透率；次测量岩心渗透率；实验中可根据实际情况作适当调整实验中可根据实际情况作适当调整2024/7/62024/7/64747西南石油大学西南石油大学 3 3）在流动状态稳定的情况下，每）在流动状态稳定的情况下，每1010分钟测量一次，分钟测量一次，连续测三次，渗透率相对误差小于连续测三次，渗透率相对误差小于1%1%时更换下一时更换下一个流量。个流量。假设所测的岩心渗透率为假设所测的岩心渗透率为K Ki i(i=1,2,3,(i=1,2,3,n)n)，可以更换下一个流量可以更换下一个流量2024/7/62024/7/64848西南石油大学西南石油大学0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 6.0 渗透率渗透率 10 3 m 27 6 5 4 3 2 1 Ki-1KiQiQi-1流量（流量（mL/min)2024/7/62024/7/64949西南石油大学西南石油大学 若流量若流量 Qi-1 对应的对应的 Ki-1与与 Qi 对应的对应的 Ki 满足：满足：说明储层发生了速度敏感损害，即储层说明储层发生了速度敏感损害，即储层具有速敏性具有速敏性 Ki-1-Ki 100%5%Ki-1 2024/7/62024/7/65050西南石油大学西南石油大学5 5、临界流量、临界流量QcQc的确定的确定 我们把发生速敏损害的前一个流量点的流量（我们把发生速敏损害的前一个流量点的流量（Q Qi i-1-1）称为临界流量）称为临界流量Qc Qc。5 4 3 2 1 渗透率渗透率 10 3 m 20 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 6.0 Ki-1KiQiQi-1流量（流量（mL/min)2024/7/62024/7/65151西南石油大学西南石油大学 临界流速临界流速临界流速临界流速临界流速临界流速VcVcVcVcVcVc的计算的计算的计算的计算的计算的计算对于实验岩心对于实验岩心2024/7/62024/7/65252西南石油大学西南石油大学6 6、速敏损害程度的计算、速敏损害程度的计算式中：式中：D Dk1 k1 速敏性引起的渗透率损害率；速敏性引起的渗透率损害率；临界流速前岩样渗透率的算术平均值，临界流速前岩样渗透率的算术平均值，1010-3-3m m2 2；K Kminmin临界流速前岩样渗透率的最小值，临界流速前岩样渗透率的最小值，1010-3-3m m2 2。2024/7/62024/7/65353西南石油大学西南石油大学7 7 7 7、速敏损害程度评价指标、速敏损害程度评价指标、速敏损害程度评价指标、速敏损害程度评价指标渗透率损害率（渗透率损害率（%)损害程度损害程度Dk1 5无无5 Dk1 30弱弱30 Dk1 50中等偏弱中等偏弱50 70强强2024/7/62024/7/65454西南石油大学西南石油大学评价标准评价标准 损害率损害率 30%30%70%70%敏感程度敏感程度 弱弱 中等中等 强强SY-T 5358-94SY-T 5358-94标准：标准：2024/7/62024/7/65555西南石油大学西南石油大学临界生产产量的计算公式临界生产产量的计算公式*（以裸眼井为例）（以裸眼井为例）根据岩心流动实验等确定油层最根据岩心流动实验等确定油层最高采油速度，然后根据试井试采及数高采油速度，然后根据试井试采及数值模拟确定最佳采油量值模拟确定最佳采油量Q,使使 Qmax 1.152 rw Qc H D2 根据渗流力学的基本公式，我们容易推导出：根据渗流力学的基本公式，我们容易推导出：Q Qmax式中：Q油层临界产量或注入量，油层临界产量或注入量，m3/D h油层有效厚度，油层有效厚度，m rw井眼半径，井眼半径，cm Qc实验岩心的临界流量，实验岩心的临界流量，cm3/min D实验岩心直径，实验岩心直径，cm。2024/7/62024/7/65656西南石油大学西南石油大学室内实验临界流速转化到油井产量过程示意图室内实验临界流速转化到油井产量过程示意图2024/7/62024/7/65757西南石油大学西南石油大学实验室临界流速转化为油田临界产量的计算公式实验室临界流速转化为油田临界产量的计算公式设设实实验验的的岩岩心心线线性性流流动动时时的的临临界界流流量量为为QcQc，线线性性流流时时视视临临界界流流速速VcVc应应等等于于QcQc除除以以岩岩心心横横截截面面积和孔隙度，即积和孔隙度，即 2024/7/62024/7/65858西南石油大学西南石油大学对于地层径向流动时的渗流速度为：对于地层径向流动时的渗流速度为：在式中，地层中流速在式中，地层中流速V与距井眼中心半径与距井眼中心半径r成反比，成反比，r越小，则越小，则V越大。即在井壁处越大。即在井壁处r=rw时时V是最大的，为是最大的，为了限制了限制V不超过临界流速，应有不超过临界流速，应有r=rw处，令处，令V=Vc 即即2024/7/62024/7/65959西南石油大学西南石油大学将实验室条件下转换为油藏条件下，这儿我们首先将实验室条件下转换为油藏条件下，这儿我们首先义一个转换系数下：义一个转换系数下：同同时时假假定定实实验验室室临临界界流流速速Qc是是在在油油藏藏条条件件下下测测得得，那么有：那么有：2024/7/62024/7/66060西南石油大学西南石油大学则由得：则由得：为了使用的方便常假设为了使用的方便常假设=1则有：则有：或：2024/7/62024/7/66161西南石油大学西南石油大学 将上式即根据速敏实验结果得到的采油或注将上式即根据速敏实验结果得到的采油或注水时单位地层厚度的产量或注入量，换为油水时单位地层厚度的产量或注入量，换为油田常用单位应是：田常用单位应是：式中：式中：Q油层临界产量或注入量，油层临界产量或注入量，m3/D h油层有效厚度，油层有效厚度，m rw井眼半径，井眼半径，cm Qc实验岩心的临界流量实验岩心的临界流量，m3/min D实验岩心直径，实验岩心直径，cm。2024/7/62024/7/66262西南石油大学西南石油大学1、对于裸眼井的情况、对于裸眼井的情况其转换公式：其转换公式：2024/7/62024/7/66363西南石油大学西南石油大学裸眼完井裸眼完井裸眼完井裸眼完井oiL zoneoiL zone2024/7/62024/7/66464西南石油大学西南石油大学2）射孔井的情况）射孔井的情况由可知：由可知：则则：2024/7/62024/7/66565西南石油大学西南石油大学孔眼孔眼压实粉碎带压实粉碎带颗粒裂缝带颗粒裂缝带渗透率损害带渗透率损害带炸药和岩炸药和岩心粉碎带心粉碎带射孔完井射孔完井射孔完井射孔完井2024/7/62024/7/66666西南石油大学西南石油大学2024/7/62024/7/66767西南石油大学西南石油大学塔里木油田台塔里木油田台1井的油井的基本情况：井的油井的基本情况：1 1、油井半径：、油井半径：0.112 0.112 米米2 2、油层厚度：、油层厚度：32 32 米米3 3、射孔枪：、射孔枪：8989枪（适合枪（适合5in5in套管）套管）4 4、射孔密度：、射孔密度：1616孔孔/米米5 5、射孔孔眼直径：、射孔孔眼直径：8.12mm8.12mm6 6、射孔深度：、射孔深度：700mm700mm7 7、射孔效率：、射孔效率：100%100%因此该井的射孔渗流面积为：因此该井的射孔渗流面积为：At=13.05mAt=13.05m2 22024/7/62024/7/66868西南石油大学西南石油大学台台1 1井裸眼完井后的临界产量为：井裸眼完井后的临界产量为：=1.152*11.2*0.42/(2.54*2.54)*32=26.8(m3/d)台台1 1井射孔完井后的临界产量为：井射孔完井后的临界产量为：=16.05(m3/d)对注水强度的计算与采油井是一样对注水强度的计算与采油井是一样2024/7/62024/7/66969西南石油大学西南石油大学2024/7/62024/7/67070西南石油大学西南石油大学1 1、为什么要先进行速敏实验，而不是先进行其它敏、为什么要先进行速敏实验，而不是先进行其它敏感性实验？感性实验？思考思考2 2、如果实验结果用于油田注水开发，实验流体是什、如果实验结果用于油田注水开发，实验流体是什么？么？2024/7/62024/7/67171西南石油大学西南石油大学台台2 2井煤油速敏实验曲线井煤油速敏实验曲线3.4513.4803.0542.9512.3042.1402.0842.0002024/7/62024/7/67272西南石油大学西南石油大学台台2 2井盐水速敏实验曲线井盐水速敏实验曲线渗透率（渗透率（10-3 m2）流量流量（mL/min）2024/7/62024/7/67373西南石油大学西南石油大学实例：台实例：台2 2井储层速敏实验研究井储层速敏实验研究盐水盐水速敏速敏随着流量增加，岩心随着流量增加，岩心 K K？临界流量：？临界流量：？Dw Dw？速敏程度：？速敏程度：？煤油煤油速敏速敏随流量增加随流量增加,岩心岩心 K K？临界流量：临界流量：？Dw Dw？速敏程度：？速敏程度：？2024/7/62024/7/67474西南石油大学西南石油大学煤油煤油速敏速敏随着流量增加，岩心随着流量增加，岩心 K K？临界流量：？临界流量：？Dw Dw？速敏程度？速敏程度？3.4513.4513.4803.4803.0543.0542.9512.9512.3042.3042.1402.1402.0842.0842.0002.0002024/7/62024/7/67575西南石油大学西南石油大学盐水盐水速敏速敏随着流量增加，岩心随着流量增加，岩心 K K？临界流量：？临界流量：？Dw Dw？速敏程度：？速敏程度：？2024/7/62024/7/67676西南石油大学西南石油大学随着流量增加，岩心随着流量增加，岩心 K K 增加增加临界流量临界流量5.03mL/min5.03mL/min速敏程度：弱速敏程度：弱实例：台实例：台2 2井储层速敏实验研究井储层速敏实验研究盐水速敏盐水速敏煤油速敏煤油速敏随流量增加随流量增加,岩心岩心 K K缓慢下降缓慢下降临界流量：临界流量：0.42mL/min0.42mL/min速敏程度：中等速敏程度：中等2024/7/62024/7/67777西南石油大学西南石油大学岩心号：B-9-1层位：VII油组K=059610-3m29-1=059610-3m2速敏实验曲线（盐水）速敏实验曲线（盐水）2024/7/62024/7/67878西南石油大学西南石油大学岩心号：B-2-4层位：油组K=1.20510-3m2速敏实验曲线（煤油）速敏实验曲线（煤油）2024/7/62024/7/67979西南石油大学西南石油大学四、水敏实验四、水敏实验四、水敏实验四、水敏实验水敏原理水敏原理水敏原理水敏原理 油油油油气气气气层层层层中中中中的的的的粘粘粘粘土土土土矿矿矿矿物物物物在在在在原原原原始始始始的的的的地地地地层层层层条条条条件件件件下下下下与地层水处于一种稳定的平衡状态。与地层水处于一种稳定的平衡状态。与地层水处于一种稳定的平衡状态。与地层水处于一种稳定的平衡状态。当当当当淡淡淡淡水水水水进进进进入入入入地地地地层层层层时时时时，某某某某些些些些粘粘粘粘土土土土矿矿矿矿物物物物就就就就会会会会发发发发生生生生膨膨膨膨胀胀胀胀、分分分分散散散散、运运运运移移移移，从从从从而而而而减减减减小小小小或或或或堵堵堵堵塞塞塞塞地地地地层层层层孔孔孔孔道，造成渗透率的降低。道，造成渗透率的降低。道，造成渗透率的降低。道，造成渗透率的降低。油油油油气气气气层层层层遇遇遇遇淡淡淡淡水水水水后后后后渗渗渗渗透透透透率率率率降降降降低低低低的的的的现现现现象象象象，称称称称为为为为水敏。水敏。水敏。水敏。2024/7/62024/7/68080西南石油大学西南石油大学水敏实验目的水敏实验目的水敏实验目的水敏实验目的 了了了了解解解解粘粘粘粘土土土土矿矿矿矿物物物物遇遇遇遇淡淡淡淡水水水水后后后后的的的的膨膨膨膨胀胀胀胀、分分分分散散散散、运运运运移移移移过过过过程程程程，找找找找出出出出发发发发生生生生水水水水敏敏敏敏的的的的条条条条件件件件及及及及水水水水敏敏敏敏引引引引起起起起的的的的油油油油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。2024/7/62024/7/68181西南石油大学西南石油大学地层水地层水Q P1Q P2K Kf f次地层水次地层水Q P1Q P2K K1/21/2蒸馏水蒸馏水Q P1Q P2K KWW水敏实验方法水敏实验方法C00.5C002024/7/62024/7/68282西南石油大学西南石油大学水敏实验流体的矿化度变化梯度水敏实验流体的矿化度变化梯度次地层水次地层水?将地层水用蒸馏水稀释一倍的盐水将地层水用蒸馏水稀释一倍的盐水次地层水次地层水=50%=50%地层水地层水+50%+50%蒸馏水蒸馏水 设地层水矿化度为设地层水矿化度为设地层水矿化度为设地层水矿化度为C0C0C0C0，则水敏实验流体的矿化，则水敏实验流体的矿化，则水敏实验流体的矿化，则水敏实验流体的矿化度为度为度为度为C0 C0 C0 C0，0.5C0.5C0.5C0.5C0 0 0 0 ，0 0 0 0，因此水敏实验流体的矿化度变化梯度是：因此水敏实验流体的矿化度变化梯度是：因此水敏实验流体的矿化度变化梯度是：因此水敏实验流体的矿化度变化梯度是：2024/7/62024/7/68383西南石油大学西南石油大学水敏损害率水敏损害率水敏评价标准水敏评价标准Dw=K0 -KwK0 100%D Dw w-为岩心渗透率损害率为岩心渗透率损害率 K K0 0-地层水测的岩心渗透率地层水测的岩心渗透率K Kw w-蒸馏水测的岩心渗透率蒸馏水测的岩心渗透率损害率损害率 30%30%70%70%敏感程度敏感程度 弱弱 中等中等 强强2024/7/62024/7/68484西南石油大学西南石油大学 水敏实验曲线水敏实验曲线K0K1K22024/7/62024/7/68585西南石油大学西南石油大学渗透率比值（渗透率比值（%）岩心号岩心号水敏实验曲线水敏实验曲线2024/7/62024/7/68686西南石油大学西南石油大学KgS31=0.847*10-3m2KgS16=54.8*10-3m2KgSS2=2.34*10-3m2渗透率比值渗透率比值水敏实验曲线水敏实验曲线S31 S16 TS22024/7/62024/7/68787西南石油大学西南石油大学1 1、研究水敏实验的作用是什么，用于指导何种作业？、研究水敏实验的作用是什么，用于指导何种作业？2 2、地地层层水水矿矿化化度度的的变变化化梯梯度度大大小小对对岩岩心心渗渗透透率率的的最最终伤害程度有何影响？终伤害程度有何影响？3 3、矿矿化化度度为为0 0的的蒸蒸馏馏水水在在实实际际生生产产上上的的指指导导意意义义？2024/7/62024/7/68888西南石油大学西南石油大学五、盐敏评价实验五、盐敏评价实验五、盐敏评价实验五、盐敏评价实验盐敏原理盐敏原理 当当高高于于地地层层水水矿矿化化度度的的工工作作液液滤滤液液进进入入油油气气层后，将可能引起粘土的收缩、失稳、脱落。层后，将可能引起粘土的收缩、失稳、脱落。当当低低于于地地层层水水矿矿化化度度的的工工作作液液滤滤液液进进入入油油气气层后，则可能引起粘土的膨胀和分散。层后，则可能引起粘土的膨胀和分散。这这些些都都将将导导致致油油气气层层孔孔隙隙空空间间和和喉喉道道的的缩缩小小及堵塞，引起渗透率的下降从而损害油气层。及堵塞，引起渗透率的下降从而损害油气层。2024/7/62024/7/68989西南石油大学西南石油大学盐敏实验盐敏实验盐敏实验盐敏实验目的目的目的目的1 1 1 1、找出盐敏发生的条件、临界矿化度上下限；、找出盐敏发生的条件、临界矿化度上下限；、找出盐敏发生的条件、临界矿化度上下限；、找出盐敏发生的条件、临界矿化度上下限；2 2 2 2、由盐敏引起的油气层损害程度；、由盐敏引起的油气层损害程度；、由盐敏引起的油气层损害程度；、由盐敏引起的油气层损害程度；3 3 3 3、为各类工作液的设计提供依据。、为各类工作液的设计提供依据。、为各类工作液的设计提供依据。、为各类工作液的设计提供依据。2024/7/62024/7/69090西南石油大学西南石油大学盐敏实验种类盐敏实验种类降低矿化度降低矿化度的盐敏实验的盐敏实验升高矿化度升高矿化度的盐敏实验的盐敏实验Ci1 C31 C21 C11 C0 C12 C21 C32 C42 Ci2K2024/7/62024/7/69191西南石油大学西南石油大学实验步骤实验步骤实验步骤实验步骤1 1 1 1、先用地层水或标准盐水测定岩心原始渗透率、先用地层水或标准盐水测定岩心原始渗透率、先用地层水或标准盐水测定岩心原始渗透率、先用地层水或标准盐水测定岩心原始渗透率 K K K K0 0 0 0 ,2 2、按一定矿化度梯度逐级升高或降低注入盐水矿化、按一定矿化度梯度逐级升高或降低注入盐水矿化度，并测定每一矿化度度，并测定每一矿化度 C Ci i下所对应的岩心渗透率下所对应的岩心渗透率K Ki i,对于升高对于升高矿化度的盐敏矿化度的盐敏 求临界矿化度上限求临界矿化度上限 C Ci2i2 及及 K Ki2i2 对于降低高对于降低高矿化度的盐敏矿化度的盐敏 求临界矿化度下限求临界矿化度下限 C Ci1i1及及 K Ki1i1 2024/7/62024/7/69292西南石油大学西南石油大学3 3、当注入流体盐水矿化度高于某一矿化度、当注入流体盐水矿化度高于某一矿化度C Cc2c2 或或低于某一矿化度低于某一矿化度C Cc1c1，而使岩心渗透率损害率大，而使岩心渗透率损害率大于于5%5%时时,定义定义 C Cc1 c1 为岩心的临界矿化度下限、为岩心的临界矿化度下限、C Cc2 c2 为岩心的临界矿化度上限。为岩心的临界矿化度上限。2024/7/62024/7/69393西南石油大学西南石油大学例如：例如：例如：例如：某某某某油油油油田田田田地地地地层层层层水水水水矿矿矿矿化化化化度度度度为为为为6000mg/L6000mg/L6000mg/L6000mg/L，则则则则盐盐盐盐敏敏敏敏实实实实验验验验的的的的矿矿矿矿化化化化度度度度可可可可设设设设计计计计为为为为：升升升升高高高高矿矿矿矿化化化化度度度度的的的的盐盐盐盐敏敏敏敏C C C C2i2i2i2i：6000600060006000、9000900090009000、12000120001200012000、20000200002000020000、40000mg/L;40000mg/L;40000mg/L;40000mg/L;降降降降低低低低矿矿矿矿化化化化度度度度的的的的盐盐盐盐敏敏敏敏C C C C1i1i1i1i ：6000600060006000、4000400040004000、2000200020002000、1000100010001000、500mg/L500mg/L500mg/L500mg/L。2024/7/62024/7/69494西南石油大学西南石油大学 6000 9000 12000 20000 40000 矿化度（矿化度（mg/L)渗透率渗透率 10-3 m27 6 5 4 3 2 1 Ki-1KiCiCi-1Ki-1-Ki Ki-1 5%Cc2=Ci-12024/7/62024/7/69595西南石油大学西南石油大学临界矿化度临界矿化度C Cc cKi-1Cc2024/7/62024/7/69696西南石油大学西南石油大学盐敏损害率盐敏损害率盐敏评价标准盐敏评价标准Dw=K0 -KminK0 100%Dw-为岩心渗透率损害率 K0-地层水测的岩心渗透率Kmin-盐水所测的最小岩心渗透率损害率损害率 30%30%70%70%敏感程度敏感程度 弱弱 中等中等 强强2024/7/62024/7/69797西南石油大学西南石油大学问题问题水敏实验是盐敏实验的特例。水敏实验是盐敏实验的特例。水敏实验是盐敏实验的特例。水敏实验是盐敏实验的特例。盐敏损害的实质是什么？盐敏损害的实质是什么？盐敏损害的实质是什么？盐敏损害的实质是什么？盐敏实验与水敏实验的关系？盐敏实验与水敏实验的关系？盐敏实验与水敏实验的关系？盐敏实验与水敏实验的关系？粘土矿物水化膨胀粘土矿物水化膨胀粘土矿物水化膨胀粘土矿物水化膨胀 分散分散分散分散 运移运移运移运移 物理化学变化；物理化学变化；物理化学变化；物理化学变化；因此，储层敏感性流动实验新标准（因此，储层敏感性流动实验新标准（因此，储层敏感性流动实验新标准（因此，储层敏感性流动实验新标准（2002200220022002）把水敏、盐敏实验合为一个实验：盐敏实验。把水敏、盐敏实验合为一个实验：盐敏实验。把水敏、盐敏实验合为一个实验：盐敏实验。把水敏、盐敏实验合为一个实验：盐敏实验。2024/7/62024/7/69898西南石油大学西南石油大学盐敏实验曲线盐敏实验曲线2024/7/62024/7/69999西南石油大学西南石油大学盐敏实验曲线盐敏实验曲线2024/7/62024/7/6100100西南石油大学西南石油大学盐敏实验曲线盐敏实验曲线2024/7/62024/7/6101101西南石油大学西南石油大学六、碱敏评价实验六、碱敏评价实验六、碱敏评价实验六、碱敏评价实验碱敏原理（概念）碱敏原理（概念）碱敏原理（概念）碱敏原理（概念）地地地地层层层层水水水水pHpHpHpH值值值值一一一一般般般般呈呈呈呈中中中中性性性性或或或或弱弱弱弱碱碱碱碱性性性性，而而而而大大大大多多多多数钻井完井液的数钻井完井液的数钻井完井液的数钻井完井液的pHpHpHpH值在值在值在值在8 8 8 8 12121212之间。之间。之间。之间。当当当当高高高高pHpHpHpH值值值值流流流流体体体体进进进进入入入入油油油油气气气气层层层层后后后后，将将将将造造造造成成成成油油油油气气气气层层层层中中中中粘粘粘粘土土土土矿矿矿矿物物物物和和和和硅硅硅硅质质质质胶胶胶胶结结结结的的的的结结结结构构构构破破破破坏坏坏坏(主主主主要要要要是是是是粘粘粘粘土土土土矿物解理和胶结物溶解后释放微粒矿物解理和胶结物溶解后释放微粒矿物解理和胶结物溶解后释放微粒矿物解理和胶结物溶解后释放微粒).).).).此此此此外外外外，大大大大量量量量的的的的氢氢氢氢氧氧氧氧根根根根与与与与某某某某些些些些二二二二价价价价阳阳阳阳离离离离子子子子结结结结合合合合会生成不溶物，造成油气层的堵塞损害。会生成不溶物，造成油气层的堵塞损害。会生成不溶物，造成油气层的堵塞损害。会生成不溶物，造成油气层的堵塞损害。2024/7/62024/7/6102102西南石油大学西南石油大学碱敏实验目的碱敏实验目的碱敏实验目的碱敏实验目的找出找出找出找出碱敏发生的条件，主要是临界碱敏发生的条件，主要是临界碱敏发生的条件，主要是临界碱敏发生的条件，主要是临界pHpHpHpH值；值；值；值；由由由由碱敏引起的油气层损害程度；碱敏引起的油气层损害程度；碱敏引起的油气层损害程度；碱敏引起的油气层损害程度；为为为为各类工作液的设计提供依据。各类工作液的设计提供依据。各类工作液的设计提供依据。各类工作液的设计提供依据。？2024/7/62024/7/6103103西南石油大学西南石油大学实验方法实验方法实验方法实验方法a.a.a.a.配制不同配制不同配制不同配制不同pHpHpHpH值的多级系列盐水，一般从地层水值的多级系列盐水，一般从地层水值的多级系列盐水，一般从地层水值的多级系列盐水，一般从地层水的的的的pHpHpHpH值开始，逐级升高值开始，逐级升高值开始，逐级升高值开始，逐级升高pHpHpHpH值；值；值；值；b.b.b.b.分别用第一级、第二级分别用第一级、第二级分别用第一级、第二级分别用第一级、第二级盐水测岩心渗透率盐水测岩心渗透率盐水测岩心渗透率盐水测岩心渗透率K K K K1 1 1 1、K K K K2 2 2 2、K K K Kn n n n；c.c.c.c.当（当（当（当（K K K Ki-1i-1i-1i-1-K-K-K-Ki i i i）/K/K/K/Ki-1i-1i-1i-15%5%5%5%时，表明发生了碱敏，时，表明发生了碱敏，时，表明发生了碱敏，时，表明发生了碱敏，临界临界临界临界pHpHpHpH值为值为值为值为pHpHpHpHi-1i-1i-1i-1。2024/7/62024/7/6104104西南石油大学西南石油大学+K12 岩心碱敏实验曲线岩心碱敏实验曲线PHc地层地层PHPHKminKmaxKi-1-Ki Ki-1 5%2024/7/62024/7/6105105西南石油大学西南石油大学碱敏实验曲线碱敏实验曲线渗透率渗透率1010-3-3 m m2 2pHpH值值2024/7/62024/7/6106106西南石油大学西南石油大学碱敏实验曲线碱敏实验曲线2024/7/62024/7/6107107西南石油大学西南石油大学七、酸敏评价实验七、酸敏评价实验七、酸敏评