第3章_油气层损害的室内评价

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第,3,章 油气层损害的室内评价,3.1,概述,3.2,油气层敏感性评价,3.3,工作液对储层损害评价,3.4,储层敏感性预测技术,速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、,应力敏感、温度敏感,静态损害、动态损害、用多点渗透率仪测量损害程度、其它评价实验,基本原理、能确定的储层敏感性和所需资料、应用情况、预测软件介绍,油气层损害室内评价的定义、目的和主要内容,3.1,概述,第,3,章 油气层损害的室内评价,油气层损害的室内评价,是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，或者测定油气层物理化学环境发生变化前后渗透率的改变，来认识和评价油气层损害的一种重要手段,岩心分析是油气层损害评价的一部分，其目的,是弄清油气层潜在的损害因素和损害程度，并为损害机理分析提供依据。或者在施工之前比较准确地评价工作液对油气层的损害，这对于优化后续的各类作业措施和设计保护油气层系统工程技术方案，具有非常重要的意义,油气层损害的室内评价主要包括两个方面内容：在岩心分析基础上，,油气层敏感性评价、工作液对油气层的损害评价,油气层损害的室内评价实验流程框图,3.1,概述,第,3,章 油气层损害的室内评价,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,油气层敏感性评价通常包括,速敏,、水敏、盐敏、碱敏、酸敏,等五敏实验。随着技术的不断发展，增加应力敏感实验和温度敏感实验，因此，油气层敏感性评价包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、,应力敏感、温度敏感,等七敏实验，其目的在于找出油气层发生敏感的条件和由敏感引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计、油气层损害机理分析和制定系统的油气层保护技术方案提供科学依据,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,3.2.1,速敏,概念及目的,油气层的速敏性是指在钻井、,测试,、试油、采油、增产作业、注水等作业或生产过程中，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,对于特定的油气层，微粒运移造成的损害主要与油气层中流体的,流动速度,有关，因此速敏评价实验之,目的,在于,（,1,）找出由于流速作用导致微粒运移从而发生损害的,临界流速,，以及找出由速度敏感引起的油气层,损害程度,（,2,）为其它敏感实验及其它的各种损害评价实验，确定合理的实验流速提供依据。一般来说，由速敏实验求出临界流速后，可将其它各类评价实验的实验流速定为,0.8,倍临界流速，因此速敏评价实验必须要先于其它实验,（,3,）为确定合理的注采速度提供科学依据,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,3.2.1,速敏,原理及实验方法,以不同的注入速度向岩心中注入实验流体，水速敏岩心用地层水，油速敏岩心用煤油或实际地层原油，并测定各个注入速度下岩心的渗透率，从注入速度与渗透率的变化关系上，判断油气层岩心对流速的敏感性，并找出渗透率明显下降的临界流速。,如果流量,Qi-1,对应的渗透率,Ki-1,，与流量,Qi,对应的渗透率,Ki,满足,A,式，说明已发生速度敏感，流量,Qi-1,即为临界流量,。而损害程度则用,B,式来计算,损害程度,30,%,30,%,70,%,70,%,敏感程度,弱,中等,强,实验中要注意的是：对于采油井，要用煤油作为实验流体，并要求将煤油先经过干燥，再用白土除去其中的极性物质，然后用,G5,砂心漏斗过滤。对于注水井，应使用经过过滤处理的地层水（或模拟地层水）作为实验流体,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,3.2.2,水敏,概念及目的,油气层中的粘土矿物在原始的地层条件下处在一定矿化度的环境中，当淡水进入地层时，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移，从而减小或堵塞地层孔隙和喉道，造成渗透率的降低。油气层的这种遇淡水后渗透率降低的现象，称为,水敏,水敏实验的目的,是了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过程，找出发生水敏的条件及水敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,3.2.2,水敏,原理及评价指标,首先用地层水测定岩心的渗透率,K,f,然后再用次地层水测定岩心的渗透率,K,w,最后用淡水测定岩心的渗透率,从而用来确定淡水引起岩心中粘土矿物的水化膨胀及造成的损害程度,（,K,f,-,K,w,）,/,K,f,0.3,0.3,0.7,0.7,水敏程度,弱,中等,强,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,在钻井、完井及其它作业中，各种工作液具有不同的矿化度，有的低于地层水矿化度，有的高于地层水矿化度,当高于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，将可能引起粘土的收缩、失稳、脱落,当低于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，则可能引起粘土的膨胀和分散。这些都将导致油气层孔隙空间和喉道的缩小及堵塞，引起渗透率的下降从而损害油气层。这种由于矿化度变化引起渗透率下降的现象，称为,盐敏,盐敏评价实验的目的,是找出盐敏发生的条件，以及由盐敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据,3.2.3,盐敏,概念及目的,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,通过向岩心注入不同矿化度等级的盐水（按地层水的化学组成配制），并测定各矿化度下岩心对盐水的渗透率，根据渗透率随矿化度的变化来评价盐敏损害程度，找出盐敏损害发生的条件。根据实际情况，一般要作,升高矿化度和降低矿化度,两种盐敏评价实验。,（,1,）对于升高矿化度的盐敏评价实验，第一级盐水为地层水，将盐水按一定的浓度差逐级升高矿化度，直至找出临界矿化度或达到工作液的最高矿化度为止。如果矿化度,Ci-1,对应的渗透率,Ki-1,，与矿化度,Ci,对应的渗透率,Ki,满足,A,式,，说明已发生盐敏，,Ci-1,即为临界矿化度,。而损害程度则用,B,式,来计算,损害程度,30,%,30,%,70,%,70,%,敏感程度,弱,中等,强,3.2.3,盐敏,原理及评价指标,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,（,2,）对于降低矿化度的盐敏评价试验，第一级盐水仍为地层水，将盐水按一定的浓度差逐级降低矿化度，直至注入液的矿化度接近零为止，求出的临界矿化度。如果矿化度,C,i-1,对应的渗透率,K,i-1,，与矿化度,Ci,对应的渗透率,Ki,满足,A,式,，说明已发生速度敏感，,C,i-1,即为临界流量,，而损害程度则用,B,式,来计算,损害程度,30,%,30,%,70,%,70,%,敏感程度,弱,中等,强,3.2.3,盐敏,原理及评价指标,与部颁标准相比，该评价方法增加了升高矿化度的盐敏评价过程，但对地层水矿化度较高的油气层，由于工作液的矿化度一般不会超过地层水的矿化度，因此可以不评价矿化度升高产生的盐敏问题,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,地层水,pH,值一般呈中性或弱碱性，而大多数工作液的,pH,值在,8,12,之间，二次采油中的碱水驱也有较高的,pH,值。当高,pH,值流体进入油气层后，将造成油气层中粘土矿物和硅质胶结的结构破坏（主要是粘土矿物解理和胶结物溶解后释放微粒），从而造成油气层的堵塞损害；此外，大量的氢氧根与某些二价阳离于结合会生成不溶物，造成油气层的堵塞损害，称为,碱敏性,碱敏评价实验之,目的,是找出碱敏发生的条件，主要是临界,pH,值，以及由碱敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据,3.2.4,碱敏,概念及目的,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,损害程度,30,%,30,%,70,%,70,%,敏感程度,弱,中等,强,3.2.4,碱敏,原理及评价指标,过注入不同,pH,值的地层水并测定其渗透率，根据渗透率的变化来评价碱敏损害程度，找出碱敏损害发生的条件,（,1,）不同,pH,值盐水的制备。根据实际情况，一般要从地层水的,pH,值开始，逐级升高,pH,值，最后一级盐水的,pH,值可定为,12,（,2,）将选好的岩心抽真空饱和第一级盐水，并浸泡,20,24h,，在低于临界流速的条件下，用第一级盐水测出岩心稳定的渗透率,（,3,）注入第二级盐水，浸泡,20,24h,，在低于临界流速的条件下，用第二级盐水测出岩心稳定的渗透率,（,4,）改变注入盐水的级别，重复第（,3,）步，直至测出最后一级盐水处理后的岩心的稳定渗透率,如果,pH,i-1,盐水的渗透率,K,i-1,与盐水,pH,i,的渗透率,K,i,之间满足,式,A,的条件，说明已发生碱敏，即为临界,pH,值。损害程度的计算方法见,式,B,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,酸化是油田广泛采用的解堵和增产措施。酸液进入油气层后，一方面可改善油气层的渗透率，另一方面又与油气层中的矿物及地层流体反应产生沉淀并堵塞油气层的孔喉。油气层的,酸敏性,是指油气层与酸作用后引起渗透率降低的现象,酸敏实验的,目的,是研究各种酸液的酸敏程度，其本质是研究酸液与油气层的配伍性，为油气层基质酸化和酸化解堵设计提供依据,3.2.5,酸敏,概念及目的,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,现行部颁标准的具体作法,（,1,）用地层水,正向,测基础渗透率,K,1,（,2,）,反向,注入,0.5,1.0,倍孔隙体积的酸液，关闭阀门反应,1,3h,（,3,）用地层水,正向,测出恢复渗透率,K,2,K,2,/K,1,0.3,0.3,0.7,0.7,酸敏程度,强,中等,弱,3.2.5,酸敏,原理及评价指标,建议将这种作法改为,（,1,）用地层水,正向,测基础渗透率，再用煤油测出酸作用前的渗透率,K,1,（,2,）,反向,注入,0.5,1.0,倍孔隙体积的酸液,（,3,）用煤油,正向,测出恢复渗透率,K,2,酸敏实验包括鲜酸（一定浓度的盐酸、氢氟酸、土酸）和残酸（可用鲜酸与另一块岩心反应后制备）的敏感实验。用实验所测的两个渗透率和计算的比值来评价酸敏程度,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,项目,在保护油气层技术方面的应用,速敏实验,（油速敏和水速敏）,1.,确定水敏、盐敏、酸敏、碱敏实验的实验流速,2.,确定油井不发生速敏损害的临界流量,3.,确定注水后不发生速敏损害的临界注入速率，如果临界注入速率太小，不能满足配注要求，应考虑增注措施,水敏实验,1.,如无水敏，进入地层的工作液的矿化度只要小于地层水矿化度即可，不作严格要求,2.,如果有水敏，则必须控制工作液的矿化度大于,低临界矿化度,3.,如果水敏性较强，在工作液中要考虑使用粘土稳定剂,盐敏实验,（升高矿化度和降低矿化度）,1.,对于进入地层的各类工作液都必须控制其矿化度在两个临界矿化度之间，即,低临界矿化度,工作液矿化度,高临界矿化度,2.,对于注水开发油田，当注入水的矿化度比,低临界矿化度,要小时，为了 避免发生水敏损害，要在注入水中加入合适的粘土稳定剂，或对注水井用粘土稳定剂进行周期性处理,碱敏实验,1,对于进入地层的各类工作液都必须控制其,pH,值在临界,pH,值以下,2.,如果是强碱敏地层，由于无法控制工作的,pH,值在临界,pH,值之下，可采用屏蔽式暂堵技术防止油气层损害,3.,对存在碱敏性的地层，三次采油作业中，要避免使用强碱性驱油流体（如碱水驱油）,酸敏实验,1.,为基质酸化设计提供科学依据,2.,为确定合理的解堵方法和增产措施提供依据,五敏实验结果的应用,3.2,油气层敏感性评价,第,3,章 油气层损害的室内评价,3.2.6,应力敏感,概念及目的,应力敏感性,是考察在施加一定的有效应力时，岩样的物性参数随应力变化而改变的性质。它反映了岩石孔隙几何学及裂缝壁面形态对应力变化的响应,应力敏感性评价的目的,（,1,）准确地评价储层，通过模拟围压条件测定孔隙度可以将常规孔隙度值转换成原地应力条件，有助于储量评价,（,2,）求出岩心在原地条件下的