9.4 钻完井储层保护的主要措施
井下作业过程中储层保护技术的应用
井下作业过程中储层保护技术的应用徐建国【摘要】冲砂洗井液漏失、水泥浆漏失和增产措施伤害是储层伤害的主要表现形式。
要想对储层进行保护,可以从两个方面入手：一是强化作业入井液的管理,根据不同油藏的特点采取不同的入井液,并对其质量进行严格的规定。
二是优化保护储层的作业工艺,采取适当的工艺阻止入井液与油层接触,减少漏失量,减少措施作业对储层的伤害。
%Major formation damage includes the loss of flushing fluid for sand removal,the loss of cement hole and the damage by production stimulation.Efforts to protect reservoir stratum should be intensified in two ways.The first is to strengthen the control of working fluids,adopting different ones according to the feature of different reservoirs and strictly supervising over their quality.The second is to optimize formation protection technology,adopt proper process to prevent working fluid from touching oil layer and reduce leakage and damage on the reservoir.【期刊名称】《江汉石油职工大学学报》【年(卷),期】2012(025)005【总页数】3页(P30-32)【关键词】井下作业;储层保护;作业入井液;作业工艺【作者】徐建国【作者单位】长江大学,湖北荆州434023 中国石化江汉油田分公司江汉采油厂,湖北潜江433123【正文语种】中文【中图分类】TE358近年来，投入开发和重新启动的开发单元多为一些低渗透、低孔隙度、低饱和压力油层及裂缝性、敏感性油藏，生产过程中储层极容易受到伤害。
煤层保护措施
煤层保护措施1.优化钻井方法选择合适的钻井方法可以有效地保护储层。
众所周知，煤储层普遍具有应力敏感性高、微裂缝分布面积广的特点。
中下井压力与原始煤储层压力之间存在相互作用。
如果下部井的压力高于原始煤储层的压力，钻井液往往会进入煤储层，造成渗透率下降等损害。
由于中井压力高于原煤储层压力，作用时间越长，钻井液侵入煤储层越快越深，严重污染近井地带，对储层造成不可挽回的损害。
因此，建议采用欠平衡钻井方式进行开采，可以保证地层压力绝对大于钻井液柱压力，减少钻井液侵入煤储层的数量和深度，有效防止储层受到损害。
在实际钻井过程中，应根据实际情况优化空气钻井等欠平衡钻井方法，减少对储层的损害。
2最佳钻井液根据以上分析，钻井液中的碱性物质和聚合物对煤储层有一定的伤害。
因此，优选钻井液可以在一定程度上降低煤储层的损害。
建议在不同区块大面积钻井时，首先要研究煤储层损害，选择配伍性合适的钻井液，尽量减少对煤储层的损害。
在实际钻井过程中，可以考虑低固相颗粒、低钻井液密度的清水钻井液。
MMH正电胶钻井液体系、强抑制性两性离子和阳离子钻井液体系。
3固相控制技术为了进一步提高储层保护能力，固相控制技术是目前较好的选择。
固相控制技术可以通过表面循环和机械净化来清理钻井液中大量无用的固相，并配有振动筛-除砂器-离心机等完善的多元化固相控制设备。
除了固相控制技术之外，清洁固体颗粒的常用方法包括化学净化。
一般情况下，会使用PAM等优良的化学絮凝剂，能有效地清理大量微小的固体颗粒，降低钻井液中固体物质的含量，防止煤储层受到损害。
4 .加强排水和采掘技术管理。
在排水采气过程中，应加强排水采气的管理和控制。
应采用适当排放煤粉，连续稳定排采的思路。
在不同的排采阶段应制定相应的排采制度并严格执行。
在抽放生产过程中，要保证设备的连续稳定运行，避免抽放设备长期或频繁停运，以免造成煤粉排放不畅，造成井旁瓦斯出水通道堆积堵塞。
特别是在煤层气套压初期，需要始终保持井底流压平稳下降，避免出现井底流压上升形成气锁的情况。
保护储层钻井完井液技术
第五章钻井过程中的保护油气层技术重要性第一个工程环节油气层的损害具有叠加性主要内容钻井过程中造成油气层损害的原因保护油气层的钻井液技术保护油气层的钻井工艺技术保护油气层的固井技术1.钻井过程中造成油气层损害的原因钻开产层对近井壁地层的影响近井壁岩石应力变化、井壁岩石失稳，应力重新分布井眼形状、岩石物性、强度变化井筒液柱压力的影响钻井液：①平衡孔隙压力、循环钻屑；②抵消岩石侧向变形的作用；③作用于井底及周围岩石。
静液柱压力不能完全消除岩石的变形，使储层岩石力学性质产生变化，降低某些岩石的强度；密度过大，岩石被压裂，造成井漏。
孔隙压力大于液柱总压力，地层流体会涌入井筒，产生井涌，井喷事故液柱压力大于孔隙压力，流体和固相进入岩石孔隙，对产层造成污染。
岩石被压破，液体漏失。
1.钻井过程中造成油气层损害的原因钻井液与地层流体相互作用钻井液与地层流体接触，固/液相原始平衡破坏：化学组分不平衡：钻井液无法与原地层中流体化学性质配伍而产生化学变化，Ca++、M計+、Fe++、Fe+++等离子产生沉淀。
酸、碱物质对胶结物造成侵蚀，粘土脱落，堵塞孔道，产层出砂。
浓度不平衡：化学物质相互间的渗透，产生渗透压力，对岩石造成污染或伤害。
储层岩石性质的变化固、液两相物质进入产层：孔隙变形、孔隙度、渗透率、强度、产能下降两种液体间的化学反应结垢钻井液液相浸泡使胶结物破坏，强度降低，引起出砂。
（1）钻井过程中油气层损害的原因1）钻井液中分散相颗粒堵塞油气层①固相颗粒堵塞油气层（大小、含量、压差）②乳化液滴堵塞油气层（压差、润湿性）2）钻井液滤液与岩石不配伍水敏、盐敏、碱敏、润湿反转、表面吸附3）钻井液滤液与油气层流体不配伍无机盐沉淀、形成处理剂不溶物、水锁、乳化堵塞、细菌堵塞4）相渗透率变化（液相圈闭）5）负压差急剧变化（速敏、裂缝闭合、有机垢）（2）钻井过程中影响油气层损害的工程因素l）压差在一定压差下，钻井液中的滤液和固相会渗入地层内，造成固相堵塞和粘土水化和水膜厚度增加等许多问题。
第5章 储层保护与完井液
包括静态伤害评价、动态伤害评价和多点渗透率测量。
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一、 储层保护与评价
4.2、完井液的储层保护评价
完井液体系中各种处理剂的配伍性评价。 有机垢沉淀，浊度值；
单剂体系的防膨胀性评价。 抑制水化膨胀、防止微粒剥落运移；防膨率90-95%；
完井液体系之间的配伍性评价。 单剂、体系与储层水的配伍性：是否混浊或沉淀 单剂、体系与原油的配伍性：是否乳化或破乳、粘度高低 完井液与前期作业液的配伍性；
油气层损害实质：内因+外因
油气渗透率降低
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一、 储层保护与评价
3、储层保护重要性 储层保护是一项涉及多学科、多专业、多部门并贯穿整 个油气生产过程中的系统工程，是石油勘探开发过程中 的重要技术措施之一。 保护储层工作的好坏直接关系到能否及时发现油气层和 对储量的正确评价，有利于油气井的稳产和增产，有利 于油气井产量和油气田开发效益的提高。 在油气田开发生产的每一项作业中，尤其是钻井完井过 程中，必须认真做好储层保护工作。
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二、 钻井过程中储层保护
油气层损害实质
内因+外因 有效渗透率下降
内因：油气层潜在损害因素
油气藏类型 油气层敏感性矿物 油气层储渗空间特性 油气层岩石表面性质 油气层流体性质
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二、 钻井过程中储层保护
外因：引起油气层损害的条件 工作液的性质 生产或作业压差 温度 生产或作业时间 环空返速
有效渗透率下降： 渗流空间缩小 绝对渗透率降低 流动阻力增加 相对渗透率降低
3）碱敏：高PH值滤液进入碱敏储层，引起碱敏矿物分散、运移 堵塞及溶蚀结垢。
4）润湿反转：当滤液含有表面活性剂时，这些表面活性剂就有 可能被亲水岩石表面吸附，引起储层孔喉表面润湿反转，造成 储层油相渗透率降低。
浅析修井作业中的储层保护
浅析修井作业中的储层保护储层保护技术是贯穿于石油开采和开发过程之中一直得到重视，油田在开采过程中各种各样的因素都有可能对储层造成一系列的损坏，我们可以通过保护储层、防止污染的方法，来使储层伤害减少到最低。
对于井下作业公司来说如何更好的在修井作业中减少储层伤害是修井工作中必须要解决的问题。
二、修井液对储层的影响所谓的储层伤害就是指在井下的各种作业中，在储层近井壁带造成流体（包括液流、气流和多相流，也可能是流体中还含有固体颗粒）产出或注入自然能力的任何障碍。
在修井作业中修井液性能是关系到是否能实现储层保护的关键。
它的性质对储层的损坏影响较大。
其中影响的因素较多：（1）修井液与储层岩石矿物等不配伍引起的伤害，因为地层中都含有一定比例的粘土矿物，粘土矿物具有比表面积大和易分散等特点。
特别是一些极容易发生水敏反应的粘土，会产生水化膨胀。
还有就是一些岩石矿物与外界流体接触易发生物理和化学作用并导致渗透率大幅度下降，对储层造成严重的伤害；（2）固体颗粒堵塞引起的储层伤害，固体颗粒来源于各种修井液中所携带的颗粒，还有就是地层本身的颗粒。
对于储层来说固体颗粒本身就是污染物。
由于修井液中有可能含有大量的固体颗粒，有可能侵入到地层，进入孔隙和喉道之中，影响地层的孔隙度；（3）外来液体与地层流体不配伍一起的伤害。
当外来的修井液的矿化度低于地层水的矿化度时，则可能引起粘土矿物的膨胀和分散，也有可能两种液体发生物理化学作用产生结垢和化学沉淀造成储层伤害；（4）毛细现象引起的伤害。
地层中的孔道可以看作是无数个大小不等，形状各异的，彼此相通的毛细管。
当外来水相流体侵入亲水的油藏孔道后，会形成一种毛细管阻力，如果储层无法克服，油将无法流向井筒，最终导致油相渗透率降低，对储层造成严重的伤害；（5）由于钻井残余的污物，氧化物，沥青等的有机物，细菌分解物等，在修井作业中可能堵塞射孔孔眼，地层孔隙，孔洞和裂缝等。
由于各种各样的储层伤害最终导致的结果就是降低了储层的渗透率（包括绝对渗透率以及油、气层的有效渗透率）。
钻井与完井工程教材第九章储层保护
第九章 储层保护钻井完井的目的是为油气建立一条安全畅通的通道。
在钻井、完井井下作业及油气田开采全过程中，造成储层渗透率下降的现象通称为储层损害。
而认识和诊断储层损害原因及损害过程的各种手段、防止和解除储层损害的各种技术措施则通称为储层保护技术。
为什么储层会发生损害呢？在储层被钻开之前，它的岩石、矿物和流体是在一定物理化学环境下处于一种物理化学的平衡状态。
在被钻开后，钻井、完井、修井、注水和增产等作业或生产过程都可能改变原来的环境条件，使平衡状态发生改变，从而造成储层渗透率的下降，油气井产能降低，导致储层损害（图9-1）。
所以，储层损害是在外界条件影响下储层内部性质发生变化造成的，凡是受外界条件影响而导致储层渗透性降低的储层内在因素，均属储层潜在损害因素（内因）。
它包括储层孔隙结构，敏感性矿物、岩石表面性质和地层流体性质等。
在施工作业时，任何能够引起储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，均为储层损害的外因。
它包括入井流体性质、压差、温度和作业时间等可控因素。
储层保护的核心是有针对性地控制各种外因，使储层的内因不发生改变或改变小，从而达到保护储层的目的。
保护储层技术是一项涉及多学科、多专业、多部门并贯穿整个油气生产过程中的系统工程，是石油勘探开发过程中的重要技术措施之一。
保护储层工作的好坏直接关系到能否及时发现新的储层、油气田和对储量的正确评价，直接关系到油气井的稳产和增产，对油气田的经济效益有举足轻重的影响。
因此，在油气田开发生产的每一项作业中，尤其是钻井完井过程中，必须认真做好储层保护工作。
第一节 储层损害的室内评价技术储层损害的室内评价是借助于各种仪器设备测定储层岩石与外来工作液作用前后渗透率的变化，或者测定储层物化环境发生变化前后渗透率的改变，来认识和评价储层损害的一种重要手段。
它是储层岩心分析的一部分，其目的是弄清储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储层的损害，这对于优化后继的各类作业措施和设计保护储层系统工程技术方案，具有非常重要的意义。
钻井过程中的保护油气层技术
1、涉及多学科、多专业和多部门的系统工程 由于油气层损害的普遍性和相互联系性，使
钻开油层、测试、完井、试油、增产、投产等每 一个生产作业过程均可能使油气层受到损害，而 且，前一过程的油气层损害会影响后一过程的生 产作业效果，后一过程没有搞好保护油气层工作， 就有可能使前面各项作业中获得的保护油气层成 效部分或全部丧失。所以，保护油气层技术是一 项系统工程。
盐水液
KCl NaCl KBr HCOONa HCOOK HKOOCS CaCl2 NaBr NaCl/ NaBr CaCl2/CaBr2 CaBr2 ZnBr2/ CaBr2 CaCl2/CaBr2/ZnBr2
浓度/重量百分比 密度g/cm3 (21℃)
26
1.07
26
1.17
39
1.20
45
1.34
完善推广
（三）试油保护油气层技术的思路与原则
试油保护油气层应遵循的原则
1、解除钻井损害，减少试油损害原则 2、针对性原则 3、配伍性原则 4、效果与效益结合原则
钻井过程中防止油气层损害是保护油气层系统工程的 第一个工程环节。其目的是交给试油或采油部门一口无损 害或低损害、固井质量优良的油气井。
油气层损害具有累加性。 钻井中对油气层的损害不仅 影响油气层的发现和油气井的初期产量 , 还会对今后各项 作业损害油层的程度以及作业效果带来影响。因此搞好钻 井过程中的保护油气层工作 , 对提高勘探、开发经济效益 至关重要, 必须把好这一关。
(1) 压差
1）压差的增大→钻井液的滤失量增加 →钻井液进 入油气层的深度和损害油气层的严重程度增大。
2）当钻井液有效液柱压力超过地层破裂压力, 钻井 液就有可能漏失至油气层深部, 加剧对油气层的损 害。
试论现代化煤层气钻井中煤储层的保护措施
试论现代化煤层气钻井中煤储层的保护措施摘要在探索新技术、新工艺过程中，井壁失稳、煤层损害、完井效果差等难题一直困扰着煤层气的高效勘探开发。
作为一个从事多年煤炭工作的技术人员，为了更好促进煤炭行业的健康发展，本作者在此针对煤层气钻井中煤储层的保护措施进行相关分析及研究，以供相关人员参考。
关键词煤层气；钻井；煤储层；保护措施引言煤层气产业是继煤炭、石油、天然气之后的战略性“接替资源”，具有很大的开发和利用潜力，不可否认我国煤层气产量依然较低，煤层气钻井过程中仍有较多难题需要解决，钻井安全与煤层保护矛盾依然突出。
因此煤层气钻井技术要适应煤储层特征，在钻探技术不断成熟的基础上，应该加强对保护煤储层的钻井液的研究。
对于此情况，本文针对煤层气钻井中煤储层的保护措施进行相关论述。
1 煤层气及其储层特点煤层气，作为煤的一种伴生矿产资源，在煤的演变和变质过程中逐渐形成并在煤层中得到产生、聚集和转移。
1.1 孔隙性煤层是煤层气主要的生成与储集点，煤层由孔隙和裂隙两部分组成，孔隙是煤层气的主要储集场所，而裂隙则是煤层气运移的通道，孔隙与裂隙的结构共同决定了煤层气的解吸动力。
1.2 渗透性一般情况下，煤储层的渗透性强度主要取决于煤层节理裂隙系统的相互贯通，我国煤层气的煤储层的渗透率是较低的。
煤层的渗透率会同时受到外界壓力与内部压力的双重影响，随外部压力或深度的增加而降低，同时也因内部压力的改变而改变。
1.3 构造应力与压力性煤層的构造应力与压力对煤层的渗透率和含气量起着决定性的作用。
区域的构造应力强度越大，煤层裂隙的闭合性强，储层压力也较高，导致煤储层的渗透性低，气体间的交换与迁移缓慢，较难进行；而构造应力强度较小的区域，煤层裂隙的闭合性弱，开启性强，其储层压力较低，煤储层的渗透性较好，气体间的交换和迁移较为通畅，流动迅速。
1.4 含气饱和度低中国聚煤区的煤层气资源量相对较低，饱和度也很低。
1.5 煤岩表面带有电荷等电点是表面电位为零时的pH值，煤岩表面相对常规砂岩和碳酸盐岩表面带有更多的电荷，煤岩的表面电位变化是由正到负的。
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本节主要内容
储层环境井筒环境
（储层流体、岩石、孔隙压力、温度等）（井筒流体、流体压力、温度）
钻完井作业导致储层原有系统平衡的破坏，地层流
固相侵入堵塞（含固相液基工作液、压裂残渣）工作液不配伍损害（水敏、盐敏、碱敏、酸敏）固井（P w >P p ）
固井液
固井水泥浆
固井胶塞
压井液
钻井
（P w >P p 或P w <P p ）
钻杆
套管泥浆
水泥环
本节主要内容
1.基本要求
工作液密度可调，满足不同孔隙压力储层井筒
工作液的组分与性能能满足保护储层的其它需
2.配伍性要求
盐敏性储层：控制工作液的矿化度在临界矿
，最好不用烧碱；
2.配伍性要求
2.润湿性要求
油藏岩石颗粒表面有亲油或亲水的特性，气藏岩石
免流体进入储层。
3.其他要求
☐减轻或避免固相颗粒对储层的损害
亲油岩石流体作用示意图
本节主要内容
地层
架桥粒子
孔隙性储层屏蔽暂堵示意图
P w P p 工作液混合流体（工作液、地层流体）
液体欠平衡钻完井示意图
纯气体雾化充气泡沫
气体钻井主要循环介质示意图。