井下作业过程中的油层保护

论井下作业过程中的油层保护

【摘要】目前我国的油井开采作业经常遇到油层污染问题，且污染涉及到了井下作业的各个环节，极大的影响了油井效益，因此亟待需要对该方面进行深入的调查研究以指导各个油田的油层保护工作。

【关键词】井下作业油层保护油污

油层保护是一项高度综合的系统工作，它涉及多个领域且渗透到油气工程的全流程中。油田从钻井到完工过程的每一环都有可能出现油污泄露，在井下开采时出现的酸化、压裂现象以及在对管道进行修理时都可能引起二次油污污染，任意一个环节的油层保护工作出现失误都可能让已有的工作和成就都化为乌有。油层被污染引起的直接影响就是使原油中混入颗粒杂质、发生化学作用形成污垢，进而降低有效渗油率。地层的原始构造发生任何改变都有可能引起油层污染。通常维护地层结构的工程复杂、耗费高，即便修复工作顺利进行也很难使地层恢复如初，所以预防工作则显得尤为重要。

1 固相对油层的污染

固相污染物通常分为两类：颗粒固体、粘土矿物。

1.1 粘土矿物的污染

通常，地层结构在受到粘土矿物作用时容易发生分散或者膨胀。分散作用会转移粘土微粒进而对渗油孔造成堵塞；膨胀作用会加大原油与管道间的流通阻力。

1.2 固体颗粒对油层的污染

浅谈井下作业油层的污染与保护

浅谈井下作业油层的污染与保护摘要：从油层的污染机理入手，分析探讨了酸化、压裂及常规井下作业对地层造成的污染，相应地提出了保护措施和解除污染的办法，总结了井下作业过程中对油层保护的几项原则，对现场施工有一定的指导意义。主题词：井下作业酸化压裂油层保护油层污染油井从钻开油层到采油全部完成的过程中，都会不同程度地发生地层污染，导致生产井的产量、产能和最终采收率的下降；另外，由于井下作业过程中的各工序都与油流通道相接触，这就必然要对油井产生污染。对油井污染的原因及在井下作业过程中油层的污染作一些简单探讨，对其保护措施提几点建议. 一、油层污染机理油层受到污染最直观的现象就是油井有效渗透率的降低，而引起油层有效渗透率下降的原因不外乎是固体微粒运移造成堵塞、化学反应生成沉淀、或由于其他原因引起的结垢或沉淀等。所以从这点看，任何只要改变地层原始状态的条件都可以导致油层的污染。对污染地层的修复一般施工复杂、费用高，而且很难恢复到污染前的水平。所以，最基本的方法还是以预防为主。（一）、固相对油层的污染固相对油层的污染一般认为是粘土矿物和固相颗粒的污染。 1、粘土矿物的污染粘土对地层的污染主要是粘土矿物的膨胀和分散。粘土膨胀引起

孔道和孔喉的缩小，增加油流的阻力或阻止油相流通；粘土分散形成粘土的微粒运移，从而堵塞孔道。 2、固体颗粒对油层的污染固体颗粒污染地层主要是微粒运移到孔道处造成堵塞。固体颗粒的来源主要有两个方面：一是地层本身的性质决定，二是工作液带入的外来固相颗粒。地层自身的微粒包括粘土颗粒和碎屑颗粒。粘土在地层中可能以胶结物的形式在成岩过程中共同形成、共同变化，这类粘土一旦被破坏就可能形成自由的粘土微粒或释放出细砂粒使之形成自由微粒；粘土也可能是后生的或是由基岩脱落下来的，往往沉积在孔隙中，大多数以颗粒状形式存在。地层本身所含的固体颗粒一般污染深度较大，只要滤失的工作液或注入水等流体经过之处都可能造成污染，并且这种污染大多不可能恢复。（二）、外来液体对油层的污染外来液体对油层的污染主要是外来液体与地层流体在油层中发生各种化学反应引起沉淀。在油水共存的油层中，油水相对饱和度的变化必然引起油水相对渗透率的变化。外来液体对油层的污染表现在它能在油层中引起沉淀，包括化学沉淀以及处理剂引起的沉淀等。化学沉淀主要是外来液体与地层中的物质发生化学反应而产生沉淀。总之，任何改变地层原始状态的行为或物质都将对地层造成污染。二、井下作业中油层的污染与保护井下作业中的每一道工序中，工作液都是直接与油流通道相接

关于水平井钻井过程中油气层保护技术研究

关于水平井钻井过程中油气层保护技术研究发表时间：2019-09-04T16:21:02.300Z 来源：《工程管理前沿》2019年第13期作者：于小亮廖华林 [导读] 从水平井钻井过程中对油气层损害机理和特点出发，分析油气层保护措施，探讨相关保护技术应用情况。中国石油大学（华东）石油工程学院山东青岛 266000 摘要：水平井是油田开发后期的一项重要技术手段，在钻井施工过程中会对油气层造成不同程度的伤害。本文主要是从水平井钻井过程中对油气层损害机理和特点出发，分析油气层保护措施，探讨相关保护技术应用情况。关键词：水平井；油气层；保护水平井是油气田在开发过程中形成的新技术,其成熟性、适用性,已经在全世界推广应用。水平井钻井过程油气层保护技术经历了科研、攻关、推广阶段，也取得了一定成效，特别是近年来得到了迅速发展，为水平井油气层保护起到了重要作用。本文主要是水平井钻井的保护措施及应用情况展开分析 1、水平井钻井过程中油气层损害机理、特点 1.1水平井钻井过程中油气层损害机理国内外已有多项研究表明，钻井导致的储层损害已经成为影响水平井产能的主要因素。对于水平井来说，油气层损害机理和直井相同，只是程度上和污染带位置上的差异。损害机理有以下几点：钻井液中固相颗粒堵塞；滤液和储层流体不配伍；聚合物堵塞；润湿反转；微粒运移和粘土膨胀；水锁；地层压力改变等。其中固相和液相侵入油气层是造成油气层损害的主要原因。 1.2水平井钻井过程中油气层损害特点水平井钻井施工与常规的直井钻井相比较其实际产生污染更加严重，而两者的造成污染的层位也不一样。水平井造成的油水层位污染损害主要有以下一些特点在水平井钻井施工过程中，油气层的钻穿长度要远远超过直井，由此会导致钻井液与油水层直接接触时间急剧增加，而在油气层钻进过程中也会消耗大量时间，因此，产生油气层污染的概率也会相应增加。水平井钻井施工过程中非常容易形成岩屑床，在钻井过程中会导致钻柱与岩屑床的磨损加剧，造成油气层中进入了大量的亚微粒子，从而损害了油气层。水平井在完井的时候通常情况下都不会采用射孔完井，从而使得对地层的污染加重。在水平井钻穿油气层的时候，压差要远远超过直井钻井。而油气层内的孔隙压力是一定的，在水平井钻进油气层过程中，钻井液流动受到的阻力也在不断增加，由此产生的压力会直接作用在油气层上，从而使得钻穿油气层时压差会随着钻进不断增加，使得油气层受到的伤害也进一步增加。与直井钻井相比较，油气层中单位长度方向产生的压力降相对要低，从而使得其返排效果变差，造成油气层内孔隙等堵塞情况更加严重。水平井与直井钻井过程中产生损害的层位存在较大的差异。对钻井施工来说，水平井钻井比直井钻井过程中的钻井液产生污染带的位置要深一些，而且在水平段的末端会产生更加严重污染。其实际侵害油气层形状为一个椭圆形的锥体，而因为钻井液在水平段以及垂直段上实际渗透率KH、Kv值也有很大的差别，因此，污染带实际的分布也呈现不均匀状。由此也造成了水平井钻井过程中钻井液对油气层的损害与直井钻井出现较大差异的现象。 2、水平井钻井过程中的油气层保护措施油气层的有效保护要从以下几个方面进行,首先要充分结合油气藏本身的岩性结构、矿物质成分、地层胶结等情况，研究是否还存在一些潜在的对地层有较大影响的因素。其次要是根据油气藏的具体特征，来合理地选择钻穿油气层时的具体措施以及相关完井方式，结合水平井损害实际机理以及具体的损害特点，并在现有的工艺技术基础上，可以从以下几个方面着手采取油气层保护措施：（1）针对油气层钻进实施油气层专打，在钻开油气藏的时候实施平衡压力，这样就能有效控制钻井液进入油气层的强度。（2）实施优快钻井技术来完成水平段的钻进，这样就能充分降低油气层被钻井液浸泡的时间。（3）为了进一步减少水平井钻井过程中的滤失作用，可以选择无固相优质钻井液体系。这样就可以最大程度避免固相造成油气层损害。（4）在采取无固相优质钻井液的基础上进一步实施暂堵技术，这样就能最大程度地减少钻井液进入地层，有效起到地层保护作用。（5）要尽量为水平井钻井配备完善的固控设备，这样才能最大程度减少钻井液中的固相颗粒。（6）在水平井完井施工过程中，要尽量选择合理的滤饼处理技术，这样才能最大程度保持油气层通道的通畅。只有按照上述几种措施实施严格的管理，才能进一步强化对油气层的保护，有效提升水平井的产量。 3、水平井钻井过程油气层保护技术效果 3.1 油层暂堵保护技术传统屏蔽暂堵技术。采用传统屏蔽暂堵技术后,钻井液的渗透率恢复率有了明显提高。与不用屏蔽暂堵技术相比,渗透率恢复率提高了20%,平均堵塞比下降了74%,显示出良好的油层保护效果。广谱屏蔽暂堵技术。采用广谱屏蔽暂堵技术后,钻井液平均动失水量减少了45.6%,平均渗透率恢复率达到了85.8%,相对于传统屏蔽暂堵技术提高了7.1个百分点。超低渗透保护油气层技术。采用超低渗透保护油气层技术后,不同钻井液体系的渗透率恢复率均在90%以上,而且暂堵带的承压能力平均提高了69%。广谱屏蔽暂堵+超低渗透保护油气层技术。广谱屏蔽暂堵+超低渗透保护油气层技术在最终动失水量、渗透率恢复率上明显优于单一的广谱保护油气层技术和超低渗透保护油气层技术。目前已成为了大港油田水平井主要的保 3.2 滤饼处理技术再好的钻井液体系、再先进的钻井工艺技术,也不可避免地会对油气层造成一定程度的伤害,只是好的体系和工艺伤害会更小一些。水平井储集层损害机理研究结果表明:其主要机理是颗粒运移、固相堵塞,因此,水平井在完井后一般面临解除污染,减轻完井液对储层的损害及对井下工具的堵塞,恢复地层天然产能的任务。(l)物理解堵包括高温热处理、水力振荡、水力旋转喷射等是常用的物理解堵方法,高温热处理的作用机理为:通过使粘土脱水和破坏粘土晶格,补救与粘土相关的损害,使堵塞水蒸发;热导应力在近井区域产生微裂,增大近井地层渗透率。(2)化学解堵包括氧化型解堵剂和非氧化型解堵剂及酸液解堵剂。氧化型解堵剂的解堵效果要好于非氧化型解堵剂。如二氧化氯、双氧水等,其解堵机理为:强氧化剂通过氧化作用使聚合物分子变小,使

油层保护研究成果

油层保护技术的研究成果一、作业过程中的油层保护措施入井液对油层的伤害已为人们所共知。由于人力、物力等方面的限制，入井液的改进工作主要集中在渤南油田。渤南油田属高温、低渗透油藏，其油层保护工作更为重要。（一）、入井液损害机理研究通过室内实验，渤南油田入井液对油层的损害主要表现为固体颗粒损害、结垢和毛管阻力的损害。其中，最主要的损害因素是固体颗粒和结垢堵塞。固体颗粒损害是入井液中的悬浮固体如粘土、细菌、腐蚀产物的微粒堵塞地层孔隙，可称为表皮堵塞。污水粒径中值10.02um，卤水粒径中值27.29um。这些微粒堵塞地层造成渗透率下降。其渗透率伤害程度50%以上。试验结果见表1。表1 污水、卤水岩心伤害试验结果结垢是地层温度高引起的。渤南油田温度高达120度，破坏了入井液中各项离子的化学平衡，生成碳酸钙、镁的沉淀，从而堵塞了地层孔隙，可称为深部堵塞。室内实验表明，80℃条件下，卤水与地层水：1：1结垢总量为1656.9mg/L，污水与地层水：1：1垢总量为189.0mg/L。120℃（地层温度）产生了更为严重的结垢现象。（二）、油层保护措施根据上述损害机理，油层保护措施从两个方面实施：采用屏蔽暂堵技术和对入井液进行改进。所谓屏蔽暂堵技术，就是在作业时，先挤入一种材料。这种材料附在地层表面或轻微进入地层，在地层周围形成一个渗透率为零的薄层。这样，就有效地阻止了不合格入井液的污染。正常生产时，化学剂排出，地层恢复渗透率。入井液的改进，则是开发一种适合渤南油田的添加剂。该剂在高温下起作用，具有防垢、抗乳化、降低表面张力等多种功能。（1）．高温屏蔽暂堵技术的研究暂堵剂的耐温实验共进行了8种材料的实验，

油田油层保护管理规定070425

胜利油田分公司油层保护用化学药剂管理规定第一章总则第一条为健全油层保护工作管理制度，完善油层保护用化学药剂管理规程，把好注入药剂质量关，提高油层保护工作的效果，促进油层保护工作稳定发展，特制定本规定。第二条油层保护药剂是指纳入胜利油田分公司油层保护工作的各类化学药剂产品。包括钻井、作业过程中所用钻井液用屏蔽暂堵剂、水伤害处理剂、钻井液用粘土稳定剂、钻井液用非渗透处理剂、钻井液用聚合醇、钻井液用阳离子乳化沥青、超细碳酸钙等。第三条本规定适用于油层保护药剂的产品准入、用药计划、采购订货、入库验收、现场入井、质量监督及评价、新产品及费用结算等管理。第二章准入管理第四条油层保护药剂产品实行准入资格管理，未取得胜利油田市场准入证的产品不得进入油田市场，市场准入按照胜油局发2000（222）号文件的规定执行。第三章计划管理第五条用药采购计划实施月度计划专项管理。第六条月度计划由采油厂钻井主管部门根据钻井工程设计要求负责编制，采油厂分管领导审核并签字认可，报分公司开发处（开发管理中心）汇总后呈分公司主管领导审批，开发处将审批后汇总计划转物资供应处，物资供应处负责组织相关部门对月度计划进行招标采购，下月计划应在本月25日前上报。第七条月度计划中只标明药剂名称和用量，不得标明药剂的代号和

生产厂家。第八条新产品试验或生产运行中需对用药计划进行较大幅度调整时，由采油厂钻井主管部门和钻井工程设计单位共同以书面形式报开发处（开发管理中心），经分公司主管领导审批后，物资供应处组织采购供货。第四章采购订货管理第九条物资供应处负责油层保护用化学药剂的采购和供货管理，未按规定办理市场准入手续的产品不得签订合同和结算。第十条油层保护用化学药剂采购必须在年度计划内，根据月度计划，结合库存、现场用量状况，及时分批组织订供货。因故确需较大幅度调整计划时，须报经分公司主管领导同意。第十一条物资供应处负责对具备招标采购条件的油层保护用化学药剂，采用招标方式组织订货。第十二条油层保护用化学药剂的采购，要严格按照分公司合同管理规定签订、履行合同，并实行签约人负责制。合同内容应完整规范，对产品的质量要求和验收方式要约定明确，对产品质量提出异议的期限、方式及违约责任的规定要详细具体。凡未按合同规定进行验收或验收后产品达不到质量要求的，财务部门不得进行结算。第十三条对标明药剂代号和生产厂家的采购计划不予办理采购和结算手续。第五章入库管理第十四条物资供应部门要严格按照产品标准及合同约定进行入库质量检验。未按要求抽检、检测指标不全、检测不合格等产品不得入库。第十五条入库检验的批抽样基数不得大于50吨。现场试用的新产品要加密抽样检验。第十六条物资检验所不具备检测手段的油层保护用化学药剂，必须

低渗透油藏的油层保护技术

低渗透油藏的油层保护技术摘要：油田在勘探开发的各个环节均可造成低渗透层油层损害。究其原因，均属油层本身的潜在损害因素，它包括储层的敏感性矿物，储渗空间，岩石表面性质及储层的液体性质等。在外在条件变化时，包括钻开油气层、射孔试油、酸化、压裂等，储层不能适应变化情况，就会导致油层渗透率降低，造成油层损害。对低渗透油层特别强调油层保护并不是因为这类油层比高渗透油层更易受污染，而是因为低渗透油层自然渗透能力差，任何轻微的污染伤害都会导致产能的大幅度降低，因此，低渗透油层的油层保护尤为重要。一、射孔过程中的油层保护技术射孔过程中对油层的损坏主要有两方面的原因：一是射孔弹的碎屑物堵塞孔眼；二是射孔液的固相和滤液伤害油层。在射孔打开油层的短时间内，如果井内液柱压力过大或射孔液性能不符合要求，就可能通过射孔孔眼进入油层的较深部位，其对油层的损害比钻井还要严重。针对射孔过程中可能损害油层的原因，主要采用以下几方面的保护油层措施： 1、选用新型无杵堵、穿透能力又强的聚能射孔弹，如89弹、102弹、127弹及1米弹。 2、改进射孔工艺技术，采用油管传输射孔和负压射孔工艺。

3、使用优质射孔液，射孔液要与地层水相配伍，不堵塞孔眼，不与地层水发生反应而损害地层。 4、采用负压射孔技术二、压裂过程中的油层保护技术虽然压裂所造成的填砂裂缝具有很高的导流能力，但在压裂过程中由于压裂液性能和压裂工艺的不当又可能会造成对油层的损害，这种损坏不仅会大大降低填砂裂缝的导流能力，而且还会损害储层本身的渗流能力，在压裂中对填砂裂缝和油层的损害主要有以下几个方面： 1、压裂液残渣损害填砂裂缝导流能力：例如普通田箐冻胶压裂液残渣可达20％—30％，可使填砂裂缝导流能力降低60％—90％。 2、压裂液滤液损害油层导流能力：在高压高温影响下，压裂液的滤失量可以达到相当大的数量。据有关实验资料表明，当田菁压裂液水化液挤入量达到孔隙体积2—3倍时，岩心渗透率伤害达75％左右。渗透率越低，损害越严重。 3、返排液不及时，不彻底时损害油层：压裂液的滤液在地下长时间停留，不仅会加重粘土膨胀和油水乳化程度，而且还会产生物理和化学沉淀，加重对油层的损害。压裂后不及时排液对岩心渗透率的伤害比及时排液高3—4倍以上。针对上述原因，在压裂过程中主要采取以下防护技术措施：

油气层保护技术试题复习

1、从钻井方面考虑，有哪些对油层的伤害因素，为什么？钻井因素有：压差、环空流速、钻井液类型及性能、钻速和浸泡时间. （1）压差的影响压差是储层损害的主要因素。在压差下，钻井液中的滤液和固相会渗入地层，造成固相堵塞和粘土水化。压差越大，对储层损害深度越深，对储层渗透率影响严重。其中，钻井造成井内压差增大的原因有以下几方面： ①采用过平衡钻井液密度；②管柱在充有流体的井内运动产生的激动压力；③地层压力检测不准确；④水力参数设计不合理；⑤井身结构不合理；⑥钻井液流变参数设计不合理；⑦井喷及井控方法不合理；⑧井内钻屑浓度；⑨开泵引起的井内压力激动（2）钻井液浸泡时间的影响在钻开储集层过程中，钻井液滤失到储集层中的数量随钻井液浸泡时间的延长而增加。浸泡过程中除滤液进入地层外，钻井液中的固相在压差作用下也逐步侵入地层，其侵入地层的数量及深度随时间增加，浸泡时间越长侵入越多。在钻井过程中，储集层的浸泡时间包括从钻入储集层开始至完井电测、下套管、注水泥和替钻井液这一段时间。在钻开储集层过程中，若钻井措施不当，或其它人为原因，造成掉牙轮，卡钻，井喷或溢流等井下复杂情况和事故后，就要花费大量的时间去处理井下复杂事故，这样将成倍地增加钻井液对储集层的浸泡时间。（3）环空流速对储层的影响 ①高的环空流速，即环空流态为紊流时，井壁被冲刷，使井眼扩大，造成井内固相含量增加。泥岩水化后发生剥蚀掉块垮塌引起的井眼扩大和盐岩、玄武岩等不稳定地层的井眼扩大，采取钻井液柱压力与地层压力平衡，抑制水化，保持渗透压力平衡，控制失水，改善造壁性能等措施。或者控制环空流为层流状态，层流对井壁避免了冲刷冲蚀作用，在一定条件下，对井壁稳定起主导作用。②高环空流速在环空产生的循环压降将增大钻井液对井底的有效液柱压力，即增大对井底的压差。高环空流速产生的原因 1、水力参数设计中未考虑井壁冲蚀条件，致使排量设计大而导致环空流态为紊流。 2、起下钻速度太快，在环空形成高流速，特别是当井下出现复杂情况（遇阻卡时），且开泵时快速下放管柱就会在环空产生极高的流速。（4）钻井液类型工作液中固相粒子进入油层造成损害，工作液中液相进入油层后引起的地层固相

油层保护思路及建议

钻井完井及试油过程油层保护的思路和建议韩文峰一、钻井完井及试油过程中油气层的伤害规律 1、钻井液滤液进入油气层水敏造成伤害据资料介绍，钻井液滤液进入油气层深度可达20-70cm,水敏造成伤害使渗透率降低。如聚合物钻井液可使渗透率降低40%左右。 2、钻井液中固相粒子进入油气层造成伤害国内外资料表明，固相粒子对喉道堵塞，可造成10%-100%的伤害。特别是泥浆中水化分散的膨润土颗粒，粒径在0.03-5μm之间,主要集中在0.1-1μm之间,可以侵入油气层几十厘米,重晶石粉、水化分散的粘土颗粒对孔喉的堵塞在后期难以解除，因此钻井液中淘汰重晶石粉，降低般土含量(最好在1%以下)应是油气层保护的重点。 3、钻井液滤液进入油气层碱敏造成伤害地层水的PH值在7- 8.5之间,钻井液PH值过高,也会造成油气层的堵塞伤害。因此钻井液的PH值应控制在8左右为宜。 4、固井水泥固相粒子进入油气层造成伤害固井水泥中5-30μm的固相粒子占到15%,固相粒子进入油气层会对油气层造成永久性的伤害，在钻井液伤害的基础上增加20%以上，一般采取屏蔽暂堵的方式减轻固井水泥对油气层的伤害。

5、水泥浆滤液进入油气层造成伤害由于水泥浆密度大（一般为1.8g/ml）、失水大，水泥浆滤液会推动钻井液滤液进入油气层的深部，对油气层的深部造成伤害，甚至超过射孔深度。 6、射孔压实带对油气层造成伤害据有关资料，射孔压实厚度在10-17mm之间，解决的办法是采用负压射孔和酸化解堵。 7、射孔液对油气层造成伤害由于射孔孔眼穿入油层一定深度，有时射孔液的不利影响甚至比钻井液的影响更为严重，因此就必须研究筛选出适合于油气层及流体特性的优质射孔液，射孔液首先须保证与油层岩石和流体配伍，并具有防膨、防乳化、防水锁等作用。根据以上分析，对比赵东区块上千吨的油井，就可以看出我们在油层保护方面还有很大差距。二、油层保护的思路及建议 1、选用强抑制性的无土钻井液，减轻水敏伤害及固相颗粒的堵塞，同时无土钻井液PH值为8，可减轻碱敏伤害。 2、由地质提供孔喉数据，选择合适粒径的架桥粒子，进行有效的屏蔽暂堵。 3、选择合适的射孔液，使射孔液具有防膨、防乳化、防水锁等作用。 4、射孔后立即酸化，解除射孔压实带的堵塞。

保护油层

1、油气层损害：在钻井、完井、井下作业及油气田开采全过程中，造成油气层渗透率下降的现象通称为油气层损害。 2、岩心分析：是指利用能揭示岩石本性的各种仪器来观测和分析岩石一切特性的一类技术。 3、粘土矿物：细分散的晶质含水层状硅酸盐矿物和含水非晶质硅酸盐矿物的总称。 4、速敏性：流体在油气层中流动时，因流体流动速度变化引起储层岩石中微粒运移、堵塞喉道，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。 5、临界流速：岩石渗透率或有效渗透率随着流速的增加开始有较大幅度下降时所对应前一个点的流速。 6、水敏性：因流体盐度变化(储层岩石与淡水接触后)引起储层岩石中粘土水化膨胀、分散、运移，导致渗透率或有效渗透率下降的现象。 7、水敏指数：岩石损害前后的渗透率或有效渗透率之差与损害前渗透率或有效渗透率之比。8、临界盐度：岩石的渗透率或有效渗透率随着注入流体粘度的下降开始有较大幅度下降（或上升）时所对应前一个点的盐度。 9、盐敏性：当高于地层水矿化度的工作液进入油气层后，将可能引起粘土的收缩、失落、脱落;当低于地层水矿化度的工作液进入油气层后，则可能引起粘土的膨胀和分散,导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。 10、碱敏性：碱性液体与储层矿物或流体接触发生反应，产生沉淀或释放出颗粒，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。 11、碱敏指数：岩石接触碱性液体前后的渗透率或有效渗透率之差与接触碱性液体前的渗透率或有效渗透率之比。12、临界 pH：随着注入液pH 值的不断上升（pH=6~14），岩石的渗透率或有效渗透率开始有较大幅度下降时所对应前一个点的 pH 值。13、酸敏性：酸液与储层矿物或流体接触发生反应，产生沉淀或释放出颗粒，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。13、酸敏指数：岩石接触酸液前后的渗透率或有效渗透率之差与接触酸液前的渗透率或有效渗透率之比。 14、净围压：岩石所受围压与上游压力的差值。15、临界应力：随着应力的变化，所对应的岩石渗透率损害系数出现明显拐点(下降)时所对应的应力值。 16、应力敏感性：岩石所受净压力改变时，孔喉通道变形、裂缝闭合或张开，导致岩石渗流能力变化现象。 17、水敏和盐敏（性）矿物：是指储集层中与水溶液作用产生晶格膨胀或分散堵塞孔喉并引起渗透率下降的矿物。具有阳离子交换容量较大的特点。有蒙脱石、伊利石/ 蒙脱石间层矿物、绿泥石 /蒙脱石间层矿物等。 18、酸敏性矿物：是指储集层中与酸液作用产生化学沉淀或酸蚀后释放出的微粒引起渗透率下降的矿物。 19、碱敏性矿物：指油气层中与高 pH 值外来液作用产生分散、脱落或新的硅酸盐沉淀和硅凝胶体，并引起渗透率下降的矿物。主要有长石、微晶石英、各类粘土矿物和蛋白石。 20、速敏矿物：是指油气层中在高速流体流动作用下发生运移，并堵塞吼道的微粒矿物。 21、表皮效应：设想在井筒周围有一个很小的环状区域。由于种种原因，使这个小环状区域的渗透率与油层不同。当原油从油层流入井筒时，在这里会产生一个附加压降 ΔPS ，这种现象叫做表皮效应。 22、表皮系数：把井筒周围很小的环状区域内产生的附加压降无因次化，得到无因次附加压降，称为表皮系数，它表征一口井表皮效应的性质和油气层损害的程度。二、填空题（20 分） 1、油气层损害的实质：包括绝对渗透率和相对渗透率下降。 2、岩心分析是认识油气层地质特征的必要手段，是取得油气层地质资料的一项基础工作。油气层敏感性评价、损害机理研究、损害的综合诊断、保护油气层技术方案的设计都必须建立在岩心分析的基础之上。 3、三大常规常规岩心分析技术包括：X 衍射、扫描电镜、岩石薄片。 4、由于岩石是矿物的集合体，所有这些分析技术主要对组成岩石的矿物成分、形态、大小相互排列关系以及岩石孔隙类型、形态、大小、面孔率、孔喉配位关系（孔隙结构）等进行分析鉴定。 5、岩心是地下岩石 (层) 的一部分，所以岩心分析是获取地下岩石信息十分重要的手段。储集层敏感性在很大程度上取决于孔隙中敏感性矿物的类型、含量和所处的位置以及储层孔隙大小、形态、孔喉配位状况等。 6、储层敏感性评价通常包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力敏感、温度敏感等七敏实验。 7、高岭石是比较稳定的非膨胀性粘土矿物，一般不易水化分散。在外力作用下，层间会产生分散迁移（速敏），损害储集层渗透率。 8、蒙脱石是易膨胀性粘土矿物，一般与水接触后易产生水化膨胀和分散运移（水敏），损害储集层渗透率！ 9、伊利石是一种不膨胀的粘土矿物。 10、高岭石和伊利石是典型的速敏性粘土矿物，蒙脱石是水敏性粘土矿物。 11、了解地层孔喉特征的方法有：压汞曲线、半渗透隔板法和离心法。 12、相对渗透率下降包括: 水锁、贾敏、润湿反转和乳化堵塞。 13、渗透空间（绝对渗透率）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。 14、胶结的类型有：基底胶结、孔隙胶结和接触胶结。 15、储层岩石孔隙结构参数与油气层损害的关系： ①在其它条件相同的情况下，孔喉越大，不匹配的固相颗粒侵入的深度就越深，造成的固相损害程度可能就越大，但滤液造成的水锁、贾敏等损害的可能性较小；②孔喉弯曲程度越大，外来固相颗粒侵入越困难，侵入深度小;而地层微粒易在喉道中阻卡，微粒分散或运移的损害潜力增加，喉道越易受到损害；③孔隙连通性越差，油气层越易受到损害。 16、孔隙度和渗透率与油气层损害的关系：孔隙度和渗透率是从宏观上表述储层孔隙结构特征的基本参数。渗透率是孔隙大小、孔隙均匀性和连通性的共同体现。对于一个渗透性很好的油气层来说，可以推断它的孔喉较大或较均匀，连通性好，胶结物含量低，这样它受固相侵入损害的可能性较大。对于一个低渗透性油气层来说，可以推断它的孔喉小或连通性差，胶结物含量较高，这样它容易受到粘土水化膨胀、分散运移及水锁和贾敏损害。 17、引入有效半径后，当油层未受污染时有 re=rw；油层受到污染 re ＜rw；油层改善时 re＞rw 18、对于均质储层，当表皮系数 S>0 时，储层受到伤害；S=0 时，未受到伤害；S＜0 时，储层得到强化或改善。通常当 S=0-2 时，储层轻微损害；当 S=2-10 时，损害比较严重；当 S＞10 时，严重损害。 1、蒙脱石和高岭石各有什么结构特点，它们与油气储层伤害各有什么关系？答：蒙脱石是 2:1 型粘土矿物，由两片 Si-O 四面体片夹一片 Al-O 八面体片结合成一单个单元结构层。晶层间的作用力只有范德华引力，无氢键力；由于作用力较小，水易进入晶层之间，使层间距变大，产生大量的晶格取代。蒙脱石是易膨胀性粘土矿物，一般与水接触后易产生水化膨胀和分散运移（水敏），损害储集层渗透率。高岭石是 1:1 型的粘土矿物，由一片 Si-O 四面体片和一片Al-O 八面体片叠合成一个单元结构层，晶层间的作用力不仅有范德华引力还有氢键力，相邻两晶层结合紧密，水不易进入晶层之间，晶格取代少，对外显示电中性。高岭石是比较稳定的非膨胀性粘土矿物，一般不易水化分散。在外力作用下，层间会产生分散迁移（速敏），损害储集层渗透率。 2、敏感性评价的目的是什么？答：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、保护油气层的重要性有哪些？答:①勘探过程中，保护油气层工作的好坏直接关系到能否及时发现新的油气层、油气田和对储量的正确评价；②保护油气层有利于油气井产量及油气田开发经济效益的提高；③油田开发生产各项作业中，搞好保护油气层有利于油气井稳产和增产。 4、油气层损害的内因（潜在因素）和外因是什么？答：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。 5、外来流体与岩石不配伍造成的损害有哪些？答：①水敏性损害：水敏性矿物含量越大，水敏性损害程度大，高渗比低渗油气层的水敏性损害要低；②碱敏性损害：碱敏性矿物发生反应造成分散、脱落、新的硅酸盐沉淀和硅凝胶体生成，导致油气层渗透率下降；③酸敏性损害：油气层酸化处理后释放大量微粒，矿物溶解释放出的离子还可能再次生成沉淀，这些微粒和沉淀将堵塞油气层的孔道，轻者可削弱酸化效果，重者导致酸化失败；④岩石由水润湿变成油润湿引起的损害：大大地减少了油的流道；使毛管力由原来的驱油动力变成驱油阻力，渗透率大幅下降。 6、外来流体与地层流体不配伍造成的损害有哪些？答：当外来流体的化学组分与地层流体的化学组分不相匹配时，将会在油气层中引起结垢（有机垢和无机垢）、乳化堵塞（提高流体粘度，增加流动阻力，堵塞孔喉），或促进细菌繁殖引起孔道堵塞或产生无机沉淀等，最终影响储层渗透性。 7、保护油气层技术对钻井液有什么要求？答：①钻井液密度可调，满足不同压力油气层近平衡压力钻井的需要；② 钻井液中固相颗粒与油气层渗流通道匹配；③钻井液必须与油气层岩石相配伍；④钻井液滤液组分必须与油气层中流体相配伍；⑤钻井液的组分与性能都能满足保护油气层的需要。 8、生产压差过大或开采速率过高对油气层有什么损害？答：会造成应力敏感、速敏、出砂、底水锥进或边水指进、结垢—无机垢和有机垢、脱气—单相流变为两相流。 9、与钻井及完井的油气层损害相比，油气田开发过程中油气层损害有什么特点？答：①损害周期长：几乎贯穿油气田开发生产的整个生命期；②损害范围宽：涉及油气层的深部而不仅仅局限于近井地带； ③具有复杂性：地面设备多，流程长，工艺措施种类多而复杂，极易造成二次损害；④具有叠加性：每一个作业环节都是在前面一系列作业的基础上叠加进行的，加之作业频率比钻完井高，损害的叠加性强。 10、说明室内岩心评价与矿场评价各有什么特点？答：室内岩心评价的特点：①只能进行模拟研

环境友好油层保护钻井液的研究及应用!!!

文章编号:1000-7393(2006)03-0031-03 环境友好油层保护钻井液的研究及应用3 黄维安　邱正松　吕开河　徐加放　王在明 (中国石油大学石油工程学院,山东东营　257061) 摘要:针对江苏油田地层特性和地面生态环境具体情况开展了钻井液防塌性能、油层保护与环境保护的协同研究。在研制和筛选能满足环境保护要求的钻井液处理剂如润滑剂、降滤失剂和油层保护剂等的基础上,通过配方优化研制出了环境友好油层保护钻井液体系,并进行了防塌、油层保护、裂缝封堵等性能的室内评价。评价结果表明:该钻井液体系具有较强的抑制泥页岩膨胀和分散能力,渗透率恢复值大于85%,润滑性及滤失性好,而且无生物毒性,化学毒性低,易生物降解。应用该钻井液体系在江苏油田AF地区进行了现场试验,现场应用表明,该钻井液体系防塌性和油层保护效果好,各项环境指标达到农用污染标准,可直接排放,从源头控制了钻井液的污染,可进一步推广应用。关键词:钻井液;油层保护;环境保护;防塌;江苏油田中图分类号:TE254 文献标识码:A 随着当代油气勘探开发技术的不断进步和工程技术环保要求日趋严格,迫切需要进行钻井液防塌性能、油层保护与环境保护的协同研究[1-3]。江苏油田地质条件极为复杂、地层水敏性强、钻进过程中井壁易失稳,并且该油田区块面积小,储层物性差,油气层压力系数大都小于1.0,渗透率低,水敏性强,若不采取有效的油气层保护措施,钻井液极易对油气层造成伤害;另外,江苏油田地处水乡黄金农业区,江河湖泊纵横、地下水浅、雨季多,自然环境极易受钻井施工中所产生的钻屑及钻井液等废弃物的污染。因此,极有必要针对江苏油田地层特点和地面生态环境具体情况开展钻井液防塌性能、油层保护与环境保护的协同研究,研制出一种既适合江苏油田地层特点又能满足环境保护需求的钻井液体系。 1　室内研究 1.1　润滑剂研制常用的钻井液润滑剂含有大量矿物油或沥青等高毒性、难生物降解的物质,难以满足环保要求,为此,室内研制了一种新型的环境无害化钻井液润滑剂S DRH-2。润滑剂S DRH-2属于聚多元醇类润滑剂,主要官能团为众多的羟基基团,并有少量的其他官能团,符合环保要求。从表1试验结果知,S DRH-2润滑性好,在3.0%加量下滤饼的摩阻因数可以降低到0.1以下,降低率达54.7%,而且,S DRH-2还有一定的降滤失效果。表1　防塌润滑剂S DRH-2的润滑性能 S DRH-2加量 /% AP I失水 /mL 摩阻因数摩阻因数降低率 /% 0%230.2125 1.5190.130538.6 2.5180.112846.9 3.017.50.09635 4.7 4.017.20.092556.5 注:基浆为AFP1井1000m井浆。 S DRH-2的作用机理为:其分子与页岩内部颗粒的硅醇表面发生化学反应,建立起跨越颗粒接触点的聚合物共价键,由于聚多元醇含有非常多的羟基,其吸附速度很快,吸附后形成很好的润滑性膜,使滤饼的摩阻因数降低。 1.2　油层保护剂的研制室内研制开发了多功能环保型无荧光油层保护第28卷第3期石油钻采工艺 Vol.28No.3　2006年6月 O I L DR I L L I N G&PRODUCTI O N TECHNOLOGY June2006　 3科研项目:江苏石油管理局科研课题《中深井“双保”防塌钻井完井液技术研究》部分研究成果,编号:200637Z。作者简介:黄维安,1976生。2004年毕业于中国石油大学(华东)石油工程专业,获硕士学位,在读博士研究生,主要从事油气井工作液化学方面研究。电话:0546-8391384,Email:masterhuang1997@https://www.360docs.net/doc/755716117.html,。

钻井过程的油层保护

钻钻井井过过程程的的油油层层保保护护（（钻井液体系）超超深深井井通常将深度超过5000m的井称作超深井。超深井的特点主要在高温和高压。因此，对其钻井液的基本要求是；热稳定性好，即经高温作用一定时间之后，性能不发生明显变化；高温对性能的影响较低，即高温下的性能与常温性能的差别不宜过大；高压差下泥饼的可压缩性好等等。为适应以上需要，必须使用抗温能力强的处理剂和钻井液体系。除选用油基钻井液最为理想外，目前国内对付超深井最有效的水基钻井液是聚磺钻井液体系，该类钻井液兼有聚合物钻井液和三磺钻井液的一系列特点，用于该类井中既可显著提高钻井速度和井壁稳定性，又能有效地减少卡钻事故的发生。超深井特点：高温，高压钻井液体系特性：抗温性能、泥饼压缩性能定定向向斜斜井井和和水水平平井井该类井在钻进过程中钻具与井壁的接触面积大，摩阻高，井眼极易发生阻卡甚至卡钻。与直井相比，其井壁易坍塌。并且由于斜井段容易形成岩屑床，该类井的携岩问题也比较难以解决。针对以上情况，必须采取比直井要求更高的防塌、防卡和携屑等技术措施。近年来，钻定向井的数量大幅度增长，从单个定向井向丛式

井组发展。已钻成许多高难度大斜度井、大位移井和水平井。在该类井的钻井液技术方面，已研究成功各种聚合物钻井液，如正电胶乳化钻井液、聚合醇钻井液，用于低压易漏层的泡沫钻井液等，在一定范围内较好地解决了井塌、携岩、润滑等问题。定向井水平井特点：摩阻高、易阻卡、易坍塌，携岩困难钻井液体系特性：防塌、防卡、携屑易易塌塌地地层层井井塌塌形形成成的的地地质质原原因因在以泥岩和页岩为主的地层, 由于泥、页岩极易水化膨胀, 在泥浆的浸泡下, 泥浆中的自由水就会进入到这些泥、页岩中, 使泥、页岩的固体颗粒发生水化膨胀和裂解, 失去稳定性而向井内剥落、掉块或者坍塌, 因此泥、页岩层井段是井壁最不稳定的井段, 泥、页岩水化膨胀是造成井塌的主要因素。同时, 由于构造应力作用的因素而形成断层,使岩石发生破碎, 也会造成井壁不稳定, 当泥浆液柱压力不足以平衡地层压力时, 轻微者表现为掉块, 严重时就会发生井塌, 此种因素引起的井塌在钻井施工中较为常见。另外, 在表土层较厚的地区, 由于其比较疏松, 具有湿陷性, 当泥浆使用不当, 护壁效果不好时, 极易发生坍塌。

热采井油层保护工艺管柱的研制与应用

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/755716117.html, 热采井油层保护工艺管柱的研制与应用作者：凌凯来源：《中国石油和化工标准与质量》2013年第09期【摘要】河口采油厂热采井注汽后，一旦需要检泵作业和热洗，因为油稠洗井压力高，加之入井液温度低、地层压力低等原因，容易造成入井液进入地层，引发注汽后高温地层冷伤害，致使油井产量降低。为此，研制并应用了稠油热采井油层保护工艺管柱来避免稠油井入井液对地层的冷伤害，进而提高热采高产周期，减少热采作业费用，提高注汽热采效益。本文介绍了稠油热采井油层保护工艺管柱的工作原理、操作规程及现场应用效果。【关键词】入井液冷伤害防倒灌管柱 1 前言河口采油厂热采井359口，其中开井312口，年产油51.4万吨。统计2008-2010年热采井注汽后生产期间，发生检泵作业27口井，全部发生了冷伤害，普遍出现液量下降，油量急剧下降，含水快速上升的现象，平均日油由10.2吨下降到3吨，含水平均上升13.8%，其中有12口含水上升10%以上，最大的含水上升达到56%，单井产量平均下降70%，热采井生产周期较正常转周周期缩短164天。入井液冷伤害是导致稠油热采井产能急剧下降，影响热采措施效果的主要原因。因此我们研制了稠油热采井油层保护工艺管柱来避免稠油井入井液对地层的冷伤害，减少热采作业费用，提高注汽热采效益。 2 稠油热采井油层保护工艺管柱的工作原理该装置主要由封隔器、底阀、沉砂管组成，管柱组合（方向由下至上）： FXf-150底阀+∮76mm油管×20m + FXY445-150注汽井高温可捞式空心桥塞+∮76mm油管至井口。 2.1 FXY445-150注汽井高温可捞式空心桥塞座封原理 FXY445-150注汽井高温可捞式空心桥塞由送封工具、封隔、锚定、步进锁定等机构组成，打压座封时，当压力达到6MPa时启动活塞右行，推动上锥体右行，降卡瓦胀出，卡瓦锚定于套管内壁，胶筒压缩封隔器环腔，当压力达到16MPa时，卡瓦锚定牢固，胶筒胀封完成。当压力达到20-22MPa时，送封工具与工具丢开。主要技术指标：（1）内通径：Ф76mm（2）工作温度：≤350℃（3）工作压力：≤20Mpa （4）坐封压力：20-23 Mpa （5）解封载荷：60-90KN 。图2 FXf-150防倒灌底阀示意图