儲層敏感性解析課件

第十章儲集層敏感性研究

第一節(jié)儲集層損害的機(jī)理

第二節(jié)儲集層敏感性評價第十章儲集層敏感性研究

第一節(jié)儲集層損害的機(jī)理

第1

所謂儲集層損害，是指儲集層鉆開后，到石油開采完整個過程中，由于人為因素造成的油氣產(chǎn)能下降，甚至完全喪失產(chǎn)能的現(xiàn)象。第一節(jié)儲集層損害的機(jī)理油層傷害是使油田減產(chǎn)的一個重要原因。油層傷害并不僅是油田投入開發(fā)時才發(fā)生的，它是自油田鉆井、完井、射孔、中途測試、增產(chǎn)改造、注液、開采和修井等環(huán)節(jié)都能發(fā)生的長過程，因此油層保護(hù)也不能僅限于油層投入開發(fā)開采這個階段，而是自鉆井、完井、射孔、中途測試、增產(chǎn)改造、注液、開采和修井的整個過程都要予以保護(hù)的一個系統(tǒng)工程。所謂儲集層損害，是指儲集層鉆開后，到石油開采完整個過程2

儲集層損害是由儲集層內(nèi)部潛在損害因素及外部條件共同作用的結(jié)果。

內(nèi)部潛在損害因素主要指儲集層的巖性、物性、孔隙結(jié)構(gòu)、敏感性及流體性質(zhì)等儲集層固有的特性。

外部條件主要指施工作業(yè)過程中引起儲集層孔隙結(jié)構(gòu)及物性的變化，使儲集層受到損害的各個外界因素。儲集層損害是由儲集層內(nèi)部潛在損害因素及外部條件共同作用3一、巖石成分及孔隙結(jié)構(gòu)對儲集層損害的影響1、敏感性礦物的影響2、孔隙結(jié)構(gòu)的影響一、巖石成分及孔隙結(jié)構(gòu)對儲集層損害的影響1、敏感性礦物的影響41、敏感性礦物的影響敏感性礦物的概念指儲集層中與流體接觸易發(fā)生物理、化學(xué)或物理化學(xué)反應(yīng)并導(dǎo)致滲透率大幅度下降的一類礦物。常見的敏感性礦物可分為水敏性礦物、酸敏性礦物、堿敏性礦物、鹽敏性礦物及速敏性礦物。1、敏感性礦物的影響5（1）水敏性礦物儲集層中某些礦物當(dāng)與水溶液作用時，將產(chǎn)生晶格膨脹或分散破碎，從而堵塞孔隙或喉道，使儲集層滲透率下降，此類礦物稱之為水敏性礦物，通常具有陽離子交換容量大的特點。

粘土礦物是最常見的水敏性礦物。（2）鹽敏性礦物儲集層中某些礦物與不同鹽度的水溶液相接觸，儲集層的物性變化，造成孔隙縮小，喉道堵塞，使儲集層滲透率下降，此類礦物稱之為鹽敏性礦物。粘土礦物具有特殊的結(jié)構(gòu)，巖石中的粘土組分易于吸水膨脹，使粘土礦物體積增大同時產(chǎn)生膨脹壓力，導(dǎo)致儲集層的孔喉縮小和堵塞，使?jié)B透率大大下降，造成油層傷害。（1）水敏性礦物粘土礦物具有特殊的結(jié)構(gòu)，巖石中的粘土組分易于6（3）酸敏性礦物指儲集層中與酸液作用產(chǎn)生化學(xué)沉淀或酸蝕后釋放出的顆粒引起滲透率下降的礦物。

碳酸鹽巖儲集層易于和酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或溶解或沉淀。如果溶解為主，必要破壞原巖的結(jié)構(gòu)，酸蝕后形成的微粒移至喉道處，造成儲集層損害；如果形成化學(xué)沉淀，特別是氫氧化鐵、氟化鈣、二氧化硅等沉淀，也會使孔隙變小，喉道堵塞，造成儲集層損害。（4）堿敏性礦物在強(qiáng)堿性條件下能產(chǎn)生沉淀而使儲集層損害的礦物。如鉀長石、納長石、及各類粘土礦物。（3）酸敏性礦物7（5）速敏性礦物在儲集層中，因流體流速過高，使分散狀的細(xì)粒礦物，如微粒粘土礦物、微晶石英、微晶長石等礦物，在儲集層中運移，在狹窄的喉道處形成堵塞，使儲集層滲透率變差，這類礦物稱之為速敏性礦物。敏感性礦物是儲集層傷害的重要潛在因素，在相同的外界條件下，同一口井，不同層位的儲集層，由于巖石中敏感性礦物的成分及含量不同，其儲集層的可能傷害程度也不同。同一種礦物，可能具有幾種敏感性，儲集層所受的傷害往往是各種敏感性綜合作用的結(jié)果。（5）速敏性礦物敏感性礦物是儲集層傷害的重要潛在因素8可能損害地層的幾類敏感性礦物可能損害地層的幾類敏感性礦物92、孔隙結(jié)構(gòu)的影響孔隙結(jié)構(gòu)也是影響儲集層損害的一個重要因素，特別是喉道的大小、幾何形狀對儲集層的傷害最為敏感。2、孔隙結(jié)構(gòu)的影響孔隙結(jié)構(gòu)也是影響儲集層損害的一個重要10二、外來流體與儲集層相互作用導(dǎo)致儲集層的損害1、外來流體中固相顆粒的侵入固相顆?？煞譃閮纱箢悾阂活愂菫榱诉_(dá)到流體某種性質(zhì)而加入的添加劑；另一類是混入流體中的礦物或其它雜質(zhì)的碎屑。二、外來流體與儲集層相互作用導(dǎo)致儲集層的損害1、外來流體中固112、儲集層內(nèi)部顆粒運移儲集層中的細(xì)小礦物顆粒在外來流體的流速過大或存在壓力激烈波動時，在流體沖刷作用下，未膠結(jié)或膠結(jié)疏松的顆粒發(fā)生運移，至狹窄的喉道處，形成堵塞。有時還會形成“油井出砂”。2、儲集層內(nèi)部顆粒運移123、儲集層內(nèi)部化學(xué)沉淀或結(jié)垢外來流體與組成儲集巖的礦物或儲集巖中流體相接觸時，在地層條件下，經(jīng)物理、化學(xué)、生物作用，將在孔隙壁上形成化學(xué)沉淀或結(jié)垢，使孔隙縮小、吼道堵塞，儲集層物性變差。乳化物、有機(jī)結(jié)垢、無機(jī)結(jié)垢、某些化學(xué)沉淀物3、儲集層內(nèi)部化學(xué)沉淀或結(jié)垢乳化物、有機(jī)結(jié)垢、無機(jī)結(jié)垢、某些13第十章儲層敏感性解析課件14我國廣泛采用了巖石學(xué)分析技術(shù)、巖心滲流實驗、動態(tài)模擬技術(shù)等，對油藏的傷害機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)剖析和定量的研究，并在鉆井液濾失規(guī)律、儲集層微粒運移機(jī)理以及在水敏、酸敏、碳酸鹽巖和變質(zhì)巖儲集層傷害等方面取得了很大進(jìn)展。為進(jìn)一步深入開展油層傷害機(jī)理研究、完善油層保護(hù)措施奠定了基礎(chǔ)。我國廣泛采用了巖石學(xué)分析技術(shù)、巖心滲流實驗、動態(tài)模擬15第二節(jié)儲集層敏感性評價儲集層敏感性評價的程序包括儲集層特性評價和潛在敏感性評價兩大部分，通過一系列的分析、實驗，提出預(yù)防或減少儲層損害的措施。儲層敏感性評價是本節(jié)討論的主要內(nèi)容，實驗是研究儲層敏感性的基礎(chǔ)。第二節(jié)儲集層敏感性評價儲集層敏感性評價的程序包括儲16儲層敏感性評價研究程序（裘亦楠）儲層敏感性評價研究程序（裘亦楠）17一、速敏性實驗及評價由于微粒遷移造成的儲集層損害Kv：不同流速條件下的滲透率K∞：巖樣未受損害前的克氏滲透率Vc：臨界流速，與巖石性質(zhì)和流體介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)速敏性對儲層的損害可用Vc或Kv/K∞（速敏指數(shù)）兩個參數(shù)來表述。Vc愈小，速敏性愈強(qiáng)；Kv/K∞愈小，速敏性愈強(qiáng)。一、速敏性實驗及評價由于微粒遷移造成的儲集層損害Kv：不同流18二、水敏性實驗及評價首先，分析粘土礦物種類、含量及其在儲層中的分布特征；然后，用不同礦化度的水注入巖心，測其K值，研究巖石的水敏程度。巖心水敏實驗滲透率變化曲線粘土膨脹性二、水敏性實驗及評價首先，分析粘土礦物種類、含量及其在儲層中19三、鹽敏性實驗及評價鹽界礦化度鹽界礦化度愈大，鹽敏程度愈強(qiáng)。粘土膨脹性三、鹽敏性實驗及評價鹽界礦化度鹽界礦化度愈大，鹽敏程度愈強(qiáng)。20四、酸敏性實驗及評價酸處理作業(yè)被廣泛的用于解堵和低滲儲層的增產(chǎn)措施中，但在酸和巖石的反應(yīng)過程中，由于溶解和沉淀作用，往往會形成對儲層的損害。

在酸化提高產(chǎn)能時，碳酸鹽巖儲層主要采用鹽酸酸化，碎屑巖儲層則以土酸酸化為主。實驗的目的：了解準(zhǔn)備用于酸化的酸液是否會對儲層產(chǎn)生損害及損害的程度，以便優(yōu)選酸液配方，尋求更有效的酸化處理方案。四、酸敏性實驗及評價酸處理作業(yè)被廣泛的用于解堵和低滲儲21實驗通常包括酸溶實驗、浸泡實驗和流動酸敏實驗。酸溶實驗巖樣在三種酸液不同濃度下的損失率。浸泡實驗觀察巖樣表面溶解、脫粒、分裂、解體等顯微變化。通過上述兩個實驗，初步選擇酸化處理方案中所用酸的種類和濃度。實驗通常包括酸溶實驗、浸泡實驗和流動酸敏實驗。酸溶實驗巖樣在22流動酸敏實驗?zāi)M儲層酸化過程中，酸液可能對儲層損害的實驗。KfKi

用參數(shù)Ki/Kf可判斷巖樣的酸敏程度。Kf表示巖樣與酸液反應(yīng)之前，用模擬地層水或標(biāo)準(zhǔn)鹽水測得巖樣滲透率，Ki表示巖樣與酸反應(yīng)后，用相同流體測得巖樣滲透率。流動酸敏實驗?zāi)M儲層酸化過程中，酸液可能對儲層損害的實驗。K23五、堿敏性實驗及評價實驗方法同酸敏性實驗常用滲透率的變化率（Kf－Ki）/Kf的最大值來評價堿敏程度。外來流體中的碳酸根離子與儲集巖或地層水中的鈣、鎂離子發(fā)生反應(yīng)，造成儲層的損害。五、堿敏性實驗及評價實驗方法同酸敏性實驗外來流體中的碳酸根離24小結(jié)第十章主要講解內(nèi)容：1.基本概念：儲層損害敏感性礦物水敏性礦物速敏性礦物鹽敏性礦物酸敏性礦物堿敏性礦物2.掌握儲集層損害的機(jī)理。3.了解儲集層敏感性評價的內(nèi)容。小結(jié)25第十章儲集層敏感性研究

第一節(jié)儲集層損害的機(jī)理

第二節(jié)儲集層敏感性評價第十章儲集層敏感性研究

第一節(jié)儲集層損害的機(jī)理

第26

所謂儲集層損害，是指儲集層鉆開后，到石油開采完整個過程中，由于人為因素造成的油氣產(chǎn)能下降，甚至完全喪失產(chǎn)能的現(xiàn)象。第一節(jié)儲集層損害的機(jī)理油層傷害是使油田減產(chǎn)的一個重要原因。油層傷害并不僅是油田投入開發(fā)時才發(fā)生的，它是自油田鉆井、完井、射孔、中途測試、增產(chǎn)改造、注液、開采和修井等環(huán)節(jié)都能發(fā)生的長過程，因此油層保護(hù)也不能僅限于油層投入開發(fā)開采這個階段，而是自鉆井、完井、射孔、中途測試、增產(chǎn)改造、注液、開采和修井的整個過程都要予以保護(hù)的一個系統(tǒng)工程。所謂儲集層損害，是指儲集層鉆開后，到石油開采完整個過程27

儲集層損害是由儲集層內(nèi)部潛在損害因素及外部條件共同作用的結(jié)果。

內(nèi)部潛在損害因素主要指儲集層的巖性、物性、孔隙結(jié)構(gòu)、敏感性及流體性質(zhì)等儲集層固有的特性。

外部條件主要指施工作業(yè)過程中引起儲集層孔隙結(jié)構(gòu)及物性的變化，使儲集層受到損害的各個外界因素。儲集層損害是由儲集層內(nèi)部潛在損害因素及外部條件共同作用28一、巖石成分及孔隙結(jié)構(gòu)對儲集層損害的影響1、敏感性礦物的影響2、孔隙結(jié)構(gòu)的影響一、巖石成分及孔隙結(jié)構(gòu)對儲集層損害的影響1、敏感性礦物的影響291、敏感性礦物的影響敏感性礦物的概念指儲集層中與流體接觸易發(fā)生物理、化學(xué)或物理化學(xué)反應(yīng)并導(dǎo)致滲透率大幅度下降的一類礦物。常見的敏感性礦物可分為水敏性礦物、酸敏性礦物、堿敏性礦物、鹽敏性礦物及速敏性礦物。1、敏感性礦物的影響30（1）水敏性礦物儲集層中某些礦物當(dāng)與水溶液作用時，將產(chǎn)生晶格膨脹或分散破碎，從而堵塞孔隙或喉道，使儲集層滲透率下降，此類礦物稱之為水敏性礦物，通常具有陽離子交換容量大的特點。

粘土礦物是最常見的水敏性礦物。（2）鹽敏性礦物儲集層中某些礦物與不同鹽度的水溶液相接觸，儲集層的物性變化，造成孔隙縮小，喉道堵塞，使儲集層滲透率下降，此類礦物稱之為鹽敏性礦物。粘土礦物具有特殊的結(jié)構(gòu)，巖石中的粘土組分易于吸水膨脹，使粘土礦物體積增大同時產(chǎn)生膨脹壓力，導(dǎo)致儲集層的孔喉縮小和堵塞，使?jié)B透率大大下降，造成油層傷害。（1）水敏性礦物粘土礦物具有特殊的結(jié)構(gòu)，巖石中的粘土組分易于31（3）酸敏性礦物指儲集層中與酸液作用產(chǎn)生化學(xué)沉淀或酸蝕后釋放出的顆粒引起滲透率下降的礦物。

碳酸鹽巖儲集層易于和酸發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或溶解或沉淀。如果溶解為主，必要破壞原巖的結(jié)構(gòu)，酸蝕后形成的微粒移至喉道處，造成儲集層損害；如果形成化學(xué)沉淀，特別是氫氧化鐵、氟化鈣、二氧化硅等沉淀，也會使孔隙變小，喉道堵塞，造成儲集層損害。（4）堿敏性礦物在強(qiáng)堿性條件下能產(chǎn)生沉淀而使儲集層損害的礦物。如鉀長石、納長石、及各類粘土礦物。（3）酸敏性礦物32（5）速敏性礦物在儲集層中，因流體流速過高，使分散狀的細(xì)粒礦物，如微粒粘土礦物、微晶石英、微晶長石等礦物，在儲集層中運移，在狹窄的喉道處形成堵塞，使儲集層滲透率變差，這類礦物稱之為速敏性礦物。敏感性礦物是儲集層傷害的重要潛在因素，在相同的外界條件下，同一口井，不同層位的儲集層，由于巖石中敏感性礦物的成分及含量不同，其儲集層的可能傷害程度也不同。同一種礦物，可能具有幾種敏感性，儲集層所受的傷害往往是各種敏感性綜合作用的結(jié)果。（5）速敏性礦物敏感性礦物是儲集層傷害的重要潛在因素33可能損害地層的幾類敏感性礦物可能損害地層的幾類敏感性礦物342、孔隙結(jié)構(gòu)的影響孔隙結(jié)構(gòu)也是影響儲集層損害的一個重要因素，特別是喉道的大小、幾何形狀對儲集層的傷害最為敏感。2、孔隙結(jié)構(gòu)的影響孔隙結(jié)構(gòu)也是影響儲集層損害的一個重要35二、外來流體與儲集層相互作用導(dǎo)致儲集層的損害1、外來流體中固相顆粒的侵入固相顆粒可分為兩大類：一類是為了達(dá)到流體某種性質(zhì)而加入的添加劑；另一類是混入流體中的礦物或其它雜質(zhì)的碎屑。二、外來流體與儲集層相互作用導(dǎo)致儲集層的損害1、外來流體中固362、儲集層內(nèi)部顆粒運移儲集層中的細(xì)小礦物顆粒在外來流體的流速過大或存在壓力激烈波動時，在流體沖刷作用下，未膠結(jié)或膠結(jié)疏松的顆粒發(fā)生運移，至狹窄的喉道處，形成堵塞。有時還會形成“油井出砂”。2、儲集層內(nèi)部顆粒運移373、儲集層內(nèi)部化學(xué)沉淀或結(jié)垢外來流體與組成儲集巖的礦物或儲集巖中流體相接觸時，在地層條件下，經(jīng)物理、化學(xué)、生物作用，將在孔隙壁上形成化學(xué)沉淀或結(jié)垢，使孔隙縮小、吼道堵塞，儲集層物性變差。乳化物、有機(jī)結(jié)垢、無機(jī)結(jié)垢、某些化學(xué)沉淀物3、儲集層內(nèi)部化學(xué)沉淀或結(jié)垢乳化物、有機(jī)結(jié)垢、無機(jī)結(jié)垢、某些38第十章儲層敏感性解析課件39我國廣泛采用了巖石學(xué)分析技術(shù)、巖心滲流實驗、動態(tài)模擬技術(shù)等，對油藏的傷害機(jī)理進(jìn)行了系統(tǒng)剖析和定量的研究，并在鉆井液濾失規(guī)律、儲集層微粒運移機(jī)理以及在水敏、酸敏、碳酸鹽巖和變質(zhì)巖儲集層傷害等方面取得了很大進(jìn)展。為進(jìn)一步深入開展油層傷害機(jī)理研究、完善油層保護(hù)措施奠定了基礎(chǔ)。我國廣泛采用了巖石學(xué)分析技術(shù)、巖心滲流實驗、動態(tài)模擬40第二節(jié)儲集層敏感性評價儲集層敏感性評價的程序包括儲集層特性評價和潛在敏感性評價兩大部分，通過一系列的分析、實驗，提出預(yù)防或減少儲層損害的措施。儲層敏感性評價是本節(jié)討論的主要內(nèi)容，實驗是研究儲層敏感性的基礎(chǔ)。第二節(jié)儲集層敏感性評價儲集層敏感性評價的程序包括儲41儲層敏感性評價研究程序（裘亦楠）儲層敏感性評價研究程序（裘亦楠）42一、速敏性實驗及評價由于微粒遷移造成的儲集層損害Kv：不同流速條件下的滲透率K∞：巖樣未受損害前的克氏滲透率Vc：臨界流速，與巖石性質(zhì)和流體介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)速敏性對儲層的損害可用Vc或Kv/K∞（速敏指數(shù)）兩個參數(shù)來表述。Vc愈小，速敏性愈強(qiáng)；Kv/K∞愈小，速敏性愈強(qiáng)。一、速敏性實驗及評價由于微粒遷移造成的儲集層損害Kv：不同流43二、水敏性實驗及評價首先，分析粘土礦物種類、含量及其在儲層中的分布特征；然后，用不同礦化度的水注入巖心，測其K值，研究巖石的水敏程度。巖心水敏實驗滲透率變化曲線粘土膨脹性二、水敏性實驗及評價首先，分析粘土礦物種類、含量及其在儲層中44三、鹽敏性實驗及評價鹽界礦化度鹽界礦化度愈大，鹽敏程度愈強(qiáng)。粘土膨脹性三、鹽敏性實驗及評價鹽界礦化度鹽界礦化度愈大，鹽敏程度愈強(qiáng)。45四、酸敏性實驗及評價酸處理作業(yè)被廣泛的用于解堵和低