保護油氣層試題

1、油層保護、填空題1、X-射線衍射，（掃描電鏡）（薄片分析）是保護油氣層巖相學 分析的三大常規(guī)技術。2、砂巖的四種常見的孔隙喉道類型是縮徑吼道、點狀喉道、片 狀或彎片狀喉道及管束狀喉道。3、敏感性礦物的產(chǎn)狀有四種類型，即薄膜襯墊式、櫛殼式、橋 接式、孔隙充填式、不同產(chǎn)狀對油氣層損害的影響不同。4、與油氣層損害有關的天然氣性質(zhì)主要是硫化氫和二氧化碳等 腐蝕性氣體的含量，含量越高，對設備的腐蝕越嚴重，越易造成 微粒運移損害。5、粘土礦物的水化膨脹可分為兩個階段，即表面水化和滲透水 化階段6、細菌主要以菌落堵塞、粘液堵塞和代謝產(chǎn)物堵塞三種方式損 害油氣層。7、針對不同的分析內(nèi)容，可選用相應的巖心分析方

2、法。一般情 況下，（ X- 射線衍射）適用于定性鑒定或定量測定各物組組成及 其含量，特別是粘土礦物的成分和含量，而（掃描電鏡）更適于 觀察孔喉的狀態(tài)、大小及孔隙的連通關系。8、宏觀上描述油氣層特性的兩個基本參數(shù)是孔隙度和滲透率。9、敏感性礦物可分為速敏性礦物、水敏和鹽敏性礦物、堿敏性 礦物和酸敏性礦物五種類型。10、根據(jù)水中主要離子的當量比，可將水劃分為氯化鈣型、氯化 鎂型、碳酸氫鈉型和硫酸鈉型， 常見的地層水多為氯化鈣型和碳 酸氫鈉型。二、名詞解釋1、間層礦物：是指有兩種或兩種以上不同結構層，沿C 軸方向相間成層疊積組合而成的晶體結構。2、乳化堵塞：外來流體中的油（如油基鉆井液中的基油）與地

3、 層水或外來水與儲層原油在表面活性物質(zhì)的存在下可形成相對 穩(wěn)定、高粘度的乳狀液，該乳狀液產(chǎn)生兩個方面的危害。一方面 是比孔喉大的乳狀液滴可堵塞孔喉，另一方面是提高流體粘度， 增加油流阻力。3、賈敏損害：是指由于非潤濕相液滴對潤濕相流體流動產(chǎn)生附 加阻力， 從而導致油相滲透濾降低的現(xiàn)象， 或由于液珠或氣泡對 通過孔喉的流體造成附加的阻力效應， 從而導致流體的滲流能力 降低，這種現(xiàn)象稱為賈敏損害。4、臨界流速： 在生產(chǎn)過程中使油氣層微粒開始運移的流體速度。 或在速敏實驗中， 引起滲透率明顯下降時的流體流動速度稱為該 巖石的臨界速度，即臨界流速。5、微粒運移的損害：微粒在一定外力作用下，從孔壁上分離

4、下 來并隨著流體一起運動， 當運移至喉道位置時， 粒徑大于喉道直 徑的微粒被捕集而沉積下來， 對孔喉產(chǎn)生堵塞， 造成油氣層的絕 對滲透率下降，這種現(xiàn)象稱為微粒運移損害。6、膠體：一種物質(zhì)以一定的分散度分散在另一種物質(zhì)中形成的多相大界面的分散體系，其中分散相粒徑在1nm-0.1卩m范圍內(nèi)。7、水鎖損害：外來水相滲入水潤濕的孔道后，會把油氣層中的原油推向儲層深部，并在油水界面形成一個凹向油相的彎液面， 而產(chǎn)生毛管壓力；采油時油向井筒流動必須克服Pc,這就是水鎖損害， 是非潤濕相驅(qū)替潤濕相而造成的毛管阻力， 導致油相滲 透率降低。8、潤濕反轉損害：巖石表面由水濕變?yōu)橛蜐瘢蜌鈱拥目紫督Y 構、孔隙度和

5、絕對滲透率不變， 毛管力由驅(qū)油動力變?yōu)轵?qū)油阻力， 使油相滲透率下降，這種現(xiàn)象稱為潤濕反轉損害。9、孔隙結構：油氣層巖石孔隙的喉道的幾何形狀、大小、分布 及其連通關系，稱為油氣層的孔隙結構。10、出砂：指當生產(chǎn)壓差、流體沖刷力和上覆地層壓力所形成的 應力超過巖石自然膠結力，一起流入鏡頭的過程。三、簡答題1、簡述壓汞法測毛管壓力曲線的優(yōu)缺點。答：優(yōu)點（ 1）在所有方法中壓汞法求毛管壓力曲線所需時間最 短；（2）研究壓力范圍最大； （3）適用于規(guī)則和不規(guī)則巖樣，可 用此法做退汞實驗，求出吸入毛管壓力曲線。缺點：（ 1 ）不能給出礦物學方面的信息； （2）缺少成巖作用信息； （ 3）汞毒性大。2、固井

6、過程中水泥漿對油氣層的損害可能要比鉆井液對油氣層的損害小，為什么？答（ 1）在水泥漿進入地層以前，鉆井液濾液已侵入一部分，這 就使得水泥漿濾液不像鉆井液濾液那樣容易進入。 （ 2）水泥漿凝 固之前在井下的時間短， 固對油氣層造成可能損害的時間是有限 的。（3）水泥漿濾液中鈣離子濃度高，對敏感性礦物的抑制能力 強，所以它比鉆井液對油氣層損害的程度可能要小些。3、簡述造成油氣層損害的內(nèi)因與外因。 答：內(nèi)因：凡是受外界條件影響而導致油氣層滲透率降低的油氣 層內(nèi)在因素，均屬于油氣層潛在損害因素（即內(nèi)因） 。它是油氣 層本身的固有特性，主要包括巖石的巖性，物性及流體性質(zhì)。外 因：在施工作業(yè)時， 任何能夠

7、引起油氣層微觀結構或流體原始狀 態(tài)發(fā)生改變， 并使油氣井產(chǎn)能降低的外部作業(yè)條件， 均為油氣層 損害外因，主要指入井流體性質(zhì)、壓差、溫度和作用時間等可控 因素。4、生產(chǎn)或作業(yè)時間對油氣層損害有什么影響？試舉例說明。 答：生產(chǎn)或作業(yè)時間對油氣層損害有兩方面的影響。（1）時間延長，損害程度增加，如細菌損害的程度隨時間的增 長而增加， 當工作液與油氣層不配伍時， 損害程度隨時間的增長 而加劇。（2）影響損害的程度，如鉆井液、壓井液等工作液，隨著作業(yè) 時間的延長，濾液侵入量增加，濾液損害的深度增加。5、簡述油氣層水敏性損害的規(guī)律。答：（1）當油氣層物性相似時，油氣層中水敏礦物含量越多，水 敏性損害程度越

8、大。（2）油氣層中常見的粘度礦物對油氣層水敏性損害強弱順序為： 蒙脫石間層礦物 伊利石高嶺石 綠泥石。（3）當油氣層中水敏性礦物含量及存在狀態(tài)相似時，高滲油氣 層的水敏性損害比低滲油氣層的水敏性損害要低些。（4）外來液體的礦化度越低，引起油氣層的水敏性損害越強； 外來液體的礦化度降低速度越大，油氣層的水敏性損害越強。（5）在外來液體的礦化度相同的條件下，外來液體中高價陽離 子成分越多，引起油氣層的水敏性損害越弱。四、論述題1、為什么說保護油氣層技術是一項涉及多學科、多專業(yè)、多部 門并貫穿于整個油氣生產(chǎn)全過程的系統(tǒng)工程？ 答：（1）保護油氣層技術要求必須前后兼顧、做到系統(tǒng)化。 從鉆井油氣層、完井

9、、試油、采油、增產(chǎn)、修井、注水、熱采的 每一項作業(yè)過程中均可能使油氣層受到損害， 前一項作業(yè)造成的 損害可以迭加（或傳遞）在后一項作業(yè)中，如果后一項作業(yè)沒有 搞好保護油氣層工作， 就有可能使前面各項作業(yè)過程中保護油氣 層所獲得的成效部分或全部喪失。 所以，保護油氣層工作必須前 后兼顧，做到系統(tǒng)化。保護油氣層技術習慣上分為兩部分， 一是鉆開油氣層至交井過 程的保護油氣層技術， 該步非常關鍵， 保證交給油公司的是一口 無任何傷害的、 油氣層保持原始狀態(tài)的油井， 該過程作業(yè)范圍小， 作用時間短， 對油氣層的損害相對較小， 二是油氣生成過程的保 護油氣層技術，主要解決一個高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)問題，作用范圍大，在油

10、 藏深部，作業(yè)時間長，損害累積迭加問題嚴重。 （2）保護油氣層技術要求多部門協(xié)作 該項工程涉及地質(zhì)、鉆井、測井、試油、采油、井下作業(yè)等多個 部門，只有這些部門密切配合， 協(xié)同工作， 正確對待投入與產(chǎn)出， 做好技術、經(jīng)濟評價，才能收到良好效果。（3）涉及多學科、多專業(yè)的知識 要開展此項系統(tǒng)工程中各項技術的研究， 必然涉及到礦物學、 巖 相學、地質(zhì)學、油層物理、鉆井工程、試油工程、開發(fā)工程、采 油工程、測井、油田化學和計算機等多種學科專業(yè)，因此，保護 油氣層技術建立在多學科、 多專業(yè)綜合應用基礎之上， 打破了傳 統(tǒng)的專業(yè)界限。 而目前具有多學科、 多專業(yè)知識和技能的人員不 多，需要建立一個機構把有

11、關的各個部門組合起來實施該項技 術，孤立地一個室一個室地搞是徒勞的。因此，從理論上，知識結構上、學科專業(yè)上，以及解決的問題 的方法上等幾方面來看，保護油氣層技術是一項系統(tǒng)工程。2、鉆井過程中造成油氣層損害的原因有哪些？ 答：鉆井過程中造成油氣層損害的原因可分為兩大方面， 即鉆井 液損害的工程因素損害。（1）鉆井液損害可分為鉆井液固相和液相損害。1 、鉆井液中膨潤土、加重劑、堵漏劑、鉆屑、處理劑不溶 物及高聚物魚眼等， 都可侵入油氣層， 對油氣流動通道產(chǎn)生堵塞。2 、鉆井液濾液與油氣層巖石不配伍可誘發(fā)水敏、鹽敏、堿 敏、潤濕反轉和高聚物的表面吸附， 造成油氣層有效滲透率下降， 鉆井液濾液與油氣層

12、流體不配伍，可造成無機垢、處理劑沉淀、 水鎖、乳化堵塞和細菌損害。（2）鉆井工程損害是以鉆井液為媒介， 通過以下工程條件進行 的。1 、壓差：多大的正壓差使鉆井液濾液及其固相侵入油氣 層的深度增加， 而過大的負壓差可誘發(fā)微粒運移或出砂， 以及生 成有機垢。2 、侵泡時間：鉆井液對油氣層的侵泡時間越長，鉆井液 滲濾液及其固相侵入油氣層的深度和數(shù)量越大，損害程度越大。3 、環(huán)空返速：環(huán)空返速越大，鉆井液對井壁的沖刷作用 越強，濾矢量越大。4 、鉆井液性能：鉆井液性能越差，濾餅質(zhì)量越差，濾失 量就越大，鉆井液對地層抑制能力差，是產(chǎn)生井塌事故，誘發(fā)油 氣層損害。3、結合鉆井、完井過程油氣層損害的特點，

13、闡述油氣田開發(fā)生 產(chǎn)中的油氣層損害的特點。答：鉆井、完井過程作業(yè)時間短、作業(yè)范圍小，因此，作業(yè)液對 油氣層浸泡時間短，對油氣層損害僅限于井眼附近。而油田一旦投入生產(chǎn)， 油層壓力、 溫度及其儲滲特性都在不斷發(fā) 生變化。這種變化過程主要表現(xiàn)在以下三個方面：(1) 油層巖石的儲、滲空間不斷改變；(2) 巖石的潤濕性不斷改變或潤濕反轉；(3) 油層的水動力學場(壓力、地應力、天然驅(qū)動能量) 、溫度場 不斷破壞和不斷重新平衡。因此，油田開發(fā)生產(chǎn)中油層損害的特點為：(1) 損害周期長：幾乎貫穿于油氣田開發(fā)生產(chǎn)的整個生命期；(2) 損害范圍寬： 涉及到油氣層的深部而不僅僅局限于近井地帶， 即由點(一口井)到

14、面(整個油氣層) ；(3) 損害更具復雜性：井的壽命不等，先期損害程度各異，損害 類型更為復雜，地面設備多，流程長，工藝措施種類多而復雜， 極易造成二次損害；(4) 損害更具疊加性：每一個作業(yè)環(huán)節(jié)都是在前面一系列作業(yè) 的基礎上疊加進行的， 加之作業(yè)頻率比鉆井、 完井次數(shù)高， 因此， 損害的疊加性強。4、保護油氣層的重要性體現(xiàn)在哪些方面？ 答：(1)在油氣勘探過程中，保護油氣層工作的好壞直接關系到 能否及時發(fā)現(xiàn)油氣層和對儲量的正確估算。(2)保護油氣層有利于油氣井產(chǎn)量和油氣田開發(fā)經(jīng)濟效益的提 在鉆井完井作業(yè)中應用保護油氣層配套技術， 可以使油氣井產(chǎn)量 得到明顯提高，同時可以大大減少試油、酸化、壓

15、裂和修井等井 下作業(yè)的工作量，降低生產(chǎn)成本。五、綜合分析題1、某構造屬于低孔低滲砂巖氣藏，深度在3500m-5000m地層溫度為120-180 C,儲層潤濕性為強親水；X射線衍射分析結果顯 示，粘土礦物總量為 12%，粘土的主要成分為伊蒙間層礦物，含 量為 55%，間層比為 30%；由巖心物性測試結果可知，該儲層滲 透性分布范圍（0.0031-1.4854 ）*10-3um2, 平均 0.3876*10-3um2, 孔隙度分布范圍 1.34%-12.71%，試分析一下，在鉆井完井過程 可能發(fā)生哪些損害 ?應該采取哪些保護技術措施？ 答：鉆井過程主要的損害形式包括鉆井液損害和工程損害兩種。（1

16、）由于該儲層屬于低孔低滲儲層，因此，在鉆井過程中鉆井 液損害主要表現(xiàn)在鉆井液濾液侵入導致的儲層液相損害， 固相侵 入造成堵塞傷害占據(jù)次要地位。由于粘土礦物含量較高，而且主要是膨脹性粘土礦物，因此，對 于水基鉆井液來說， 鉆井液濾液侵入極易導致水敏性損害； 由于 儲層孔隙度和滲透率非常低， 孔隙和吼道的尺寸非常小， 濾液侵 入導致的水鎖損害有可能稱為濾液傷害的主要形式。 另外，水敏 傷害將會進一步加重水鎖傷害。（2）鉆井壓差、鉆井過程的激動壓力、鉆井液環(huán)空返速，以及 鉆井液浸泡油氣層的時間均會加重鉆井液損害。（ 3）因此，在鉆井過程中，應選用具有強封堵、強抑制性能的 鉆井液， 強封堵是前提， 盡

17、量降低鉆井液濾液侵入油氣層的數(shù)量 和深度，避免固相微粒侵入堵塞； 提高液相抑制性是必要的補充， 盡量減少濾液侵入后引起的水敏； 其次要降低鉆井液濾液表面張 力，改善鉆井儲層巖石表面的潤濕性， 防止或消除鉆井液濾液引 起的水鎖傷害。2中國石化在重慶發(fā)現(xiàn)了我國首個大型頁巖氣田- 涪陵頁巖氣田，資源量 2.1 萬億方，計劃 2017年建成產(chǎn)能 100 億方的頁巖氣田， 相當于建成一個 1000萬噸的大型油田， 其中，預計 2014年底涪 陵頁巖氣田將實現(xiàn)產(chǎn)能 18億方/ 年，2015年底將建成產(chǎn)能 50億 方 / 年，為原計劃的 10 倍。試分析一下，鉆井、完井、開發(fā)過程 頁巖氣儲層損害的主要類型是什么？根據(jù)你所學油氣層保護技 術知識，你認為應該采取哪些技術措施防止儲層損害？ 頁巖氣(Shale Gas)是指賦存在于富有機質(zhì)泥頁巖及其夾層中， 以吸附或游離狀態(tài)存在的非常規(guī)天然氣， 成分以甲烷為主， 是一 種清潔、 高效的能源資源和化工原料。 頁巖氣儲層通常