油气层保护第三章
保护油气层钻井完井液技术2010-0902
1.2.2 油气层敏感性评价
指通过岩心流动实验对油气层的速敏、水敏、 盐敏、碱敏和酸敏性强弱及其所引起的油气层损 害程度进行评价，通常简称为五敏实验。
A.速敏评价实验
B.水敏评价实验 C.盐敏评价实验 D.碱敏评价实验 E.酸敏评价实验
Ａ 速敏评价实验
在钻井、完井、试油、注水、开采和实施增产措施等作业或 生产过程中，流体的流动引起油气层中的微粒发生运移，致
用不当，经常会影响测井资料与试油结果对储层物性参数
的正确解释； 在钻井完井作业中应用保护油气层配套技术，可以使油气 井产量得到明显提高，同时可以大大减少试油、酸化、压 裂和修井等井下作业的工作量，降低生产成本；
保护油气层有利于油气井产量和油气田开发经济效益 的提高；
有利于油气井的增产和稳产，在油气开采的漫长时期，
–油藏类型、储层特点 –钻井液完井液类型及参数 –屏蔽暂堵剂规格要求及加量 –油气层保护施工技术措施
1.2油气层损害的评价方法
岩心分析 油气层敏感性评价 工作液对油气层的损害评价 油气层损害的矿场评价技术简介
1.2.1 岩心分析
岩心分析——认识油气层地质特征的必要手段，保护油气
层技术中不可缺少的基础工作。油气层的敏感性评价、损害
现象均称为对油气层的损害。
表现形式：油气层渗透率的降低，包括油藏岩石绝
对渗透率和油气相对渗透率的降低 。渗透率降低越多， 油气层损害越严重。
保护油气层：主要是指尽可能防止近井壁带的油气
层受到不应有的损害。
1.1.2保护油气层的重要性
在油气勘探过程中，保护油气层工作的好坏直接关系到能 否及时发现油气层和对储量的正确估算； 在探井的钻井完井过程中，如果钻井液完井液的设计和使
（精选）保护油气层目录（保卫松原）
（精选）保护油气层目录（保卫松原）第一篇：(精选)保护油气层目录(保卫松原)第一章绪论第一节保护油气层的重要性一、油气层损害的定义 1二、油气层损害的危害（导致的问题）1三、保护油气层的重要性2 第二节保护油气层研究的思路一、油气层损害的特点2二、保护油气层的技术思路3制定保护油气层技术时要做到以下几点4 第三节保护油气层技术发展概况一、国内外保护油气层技术的发展概况4第二章油气层损害的机理油气层损害的内外因7 第一节固相颗粒堵塞造成的油气层损害来源7一、外来固相颗粒对油气层的损害8两类固相颗粒8 影响外来固相颗粒的因素8 三分之一粒径架桥规则8二、油气层内部微粒运移造成的损害10微粒的组成、分散运移和颗粒运移、鉴别方法、影响因素、临界流速11-13对微粒运移损害采取的措施14 第二节外来流体与油气层岩石不配伍所造成的损害14损害机理：水敏、酸敏、碱敏、润湿性反转水敏：粘土矿物构造14、分类16、水敏原因与损害过程19、扩散双电层20、影响水敏因素22酸敏：酸化过程24、原因25、预防26碱敏：27润湿反转：概念及原因28、润湿程度衡量标准28、现象30、影响因素31、岩石润湿性与水驱油的相互影响。
第三节外来流体与油气层流体不配伍所造成的损害37一、无积垢堵塞37无机垢生产37、形成机理38、因素38、预防39、清楚方法44二、有机垢堵塞45有机垢成分（石蜡）45、原因46、防蜡与清蜡47三、乳化造成的损害52表面活性剂在油水界面形成吸附层在乳状液的稳定作用53四、细菌堵塞54类型54、损害55、预防56 第四节岩石毛细管阻力造成的油气层损害58一、岩石毛管力58二、水锁效应60三、贾敏效应60 第五节应力敏感性损害61一、机理62、裂缝开度下降、孔隙收缩62二、影响因素62、内部、外部第三章油气层损害的评价实验64 第一节评价实验的目的、程序及方法一、目的64二、程序65 三方法66 第二节岩心分析实验一、岩石物性实验粒度组成67、分析方法67、岩石比面72、岩石孔隙度（孔隙类型）74、渗透率（绝对、有效）76渗透率的测定79、岩石孔隙结构参数82、孔喉类型83、毛管压力测定84二、岩石学分析薄片分析86、X射线衍射分析(XRD)88、扫描电镜(SEM)90三、岩心流动实验911程序条件91、2实验前的准备：岩样准备94、流体准备96、仪器准备98 3岩心流动实验：速敏96、水敏99、盐敏100、碱敏102、酸敏102、应力敏感性评价104、正反向流动实验105、体积流量评价106、系列流体评价106、五敏实验的结构应用109四、辅助实验108：粘土膨胀实验、阳离子交换实验、酸溶实验、浸泡实验第四章钻井过程中的保护油气层技术第一节钻井过程中油气层损害原因及影响因素110一、钻井过程中油气层损害原因110固相颗粒堵塞油气层、钻井液与油气层岩石不配伍、钻井液滤液与油气层流体不配伍、含水饱和度及油气水分布变化引起的损害、负压过大造成的油气层损害。
油气层保护
1钻井过程中的油气层保护在钻井过程中, 采用保护油气层配套技术, 以减少对油气层的损害。
首先, 合理选用钻井液, 使钻井液性能与油气层岩石相配伍, 与油气层流体相配伍, 这样才能正确解释储层的渗透率、孔隙度、油水饱和度等参数。
在钻井过程中根据具体情况, 在钻遇地层时及时使用与油气层特性相匹配的低密度两性离子聚合物、水包油屏蔽暂堵钻井液钻开油层, 而避免用普通钻井液进入油气层后产生水锁和化学反应引起的油气层损害, 完井后采用压裂投产, 可起到对油气层的保护。
2固井过程中的油气层保护若环空封固质量不好, 不同压力系统的油气水层相互干扰和窜流, 易诱发油气层中潜在损害因素, 如形成乳化堵塞、相对渗透率变化、有机垢、无机垢、水锁反应等, 从而损害了油气层; 其次, 环空封固质量不好, 还会使油气上窜至非油气层, 引起油气资源的损失。
为防止油气层在固井过程中遭到损害, 就必须提高注水泥技术, 改善水泥浆性能, 降低水泥浆滤失量, 实行合理压差固井, 减少水泥浆流动阻力, 合理选择静液柱压力, 防止由于失重造成的环空压力降低, 同时提高水泥浆顶替效率, 并防止由于水泥浆失重而造成油气水窜槽。
3完井过程中的油气层保护完井方法的选择, 也是直接影响油气层油气产量的指标之一。
如果完井方法选用不合理, 则有可能造成对油气层的损害, 从而降低油气层的产能。
根据该井的油藏类型、油层物性、开采方式的经济指标进行综合分析, 不同断块、不同层位具体情况具体对待。
例如, 中原油田属复杂断块油气田, 油气层埋藏深, 区块层间的地层压差大, 容易造成井喷、卡钻等事故, 同时由于复杂盐间的极不稳定性, 且下部有高压层。
因次, 井下高温、高压和塑挤条件对套管强度、水泥浆性能等均有特殊要求, 应根据其特殊性选择适宜的完井方法。
4采油过程中的油气层保护油气开采过程中, 无论采用气举, 还是自喷式机械采油, 都将因采油工作制度不合理、采油速率过大和生产压差下降而导致油气层损害。
保护油气层技术
7 Wattability or Water affinity 润湿性
定义:岩石颗粒表面的亲油或亲水特性
Water Drop
90。
亲水
90。
亲油
90。
两性
8 Wattability Alteration 润湿性反转
定义: 使岩石颗粒表面亲油变为亲水或亲水变为亲油的现 象。
局限性：
不易鉴定微量组分矿物； 不能给出矿物的产状和分布； 不能给出孔隙和孔喉的结构和分布；
II. Scanning Electron Micrograph(SEM) 扫描电镜
观测岩心的主要性能…形态观测
孔喉
骨架颗粒
孔面颗粒
孔隙
观测岩石骨架特征 矿物颗粒的大 小、产状和分布；
S
K Kd
1
ln rd
/
rw
K
S 0:近井壁损透率增高；
Kd
S 0:无损害；
S 0:有损害; S越大，损害程度就越高
13 Blocage 堵塞比
定义:理论流量与实际流量之比
Qo RD
Ql
Qo 理论流量；Ql 实际流量
Summary
重点掌握基本术语及有关公式 掌握保护油气层技术的六点主要内容
Section 1.3 Some Technical Terms on
油气田开发生产中的保护油气层技术
环节对油气层的损害，实施油气层保护系列技术，必然是提高作业效率的有效途径之一。 同时，石油工业正面向复杂油气藏、特殊油气藏的挑战，这势必面临着投入更多的成本， 获得较少产出的难题。正如第一章绪论中所指出的：油气层保护技术本身就是一种保护资 源的系统工程，是“增储上产”的重要措施之一。因此，必须进行油气田开发生产中的油 气层保护工作。
先期损害评价
（未达目标） 术是生产实际的需要。
已开发的油气层 开发方案实施 （油气藏发生动态变化）
油气层损害诊断
地层损害潜在因素再认识
岩石
油气层损害全貌评价
原 途过程范清防 除止 办办
因 径程度围法法
选择保护措施 室内实验 现场施工 矿场评价 推广
Байду номын сангаас
图 7-1 油气田开发生产中保护油气层技术基本思路框图
流体
入井工作液特性分析 配伍性评价
开发方案设计
对全部高中资料试卷电气设备，在安装过程中以及安装结束后进行高中资料试卷调整试验；通电检查所有设备高中资料电试力卷保相护互装作置用调与试相技互术关，系电，力根保通据护过生高管产中线工资敷艺料设高试技中卷术资配，料置不试技仅卷术可要是以求指解，机决对组吊电在顶气进层设行配备继置进电不行保规空护范载高与中带资负料荷试下卷高总问中体题资配，料置而试时且卷，可调需保控要障试在各验最类；大管对限路设度习备内题进来到行确位调保。整机在使组管其高路在中敷正资设常料过工试程况卷中下安，与全要过，加度并强工且看作尽护下可关都能于可地管以缩路正小高常故中工障资作高料；中试对资卷于料连继试接电卷管保破口护坏处进范理行围高整，中核或资对者料定对试值某卷，些弯审异扁核常度与高固校中定对资盒图料位纸试置，.卷编保工写护况复层进杂防行设腐自备跨动与接处装地理置线，高弯尤中曲其资半要料径避试标免卷高错调等误试，高方要中案求资，技料编术试5写交卷、重底保电要。护气设管装设备线置备4高敷动调、中设作试电资技，高气料术并中课3试中且资件、卷包拒料中管试含绝试调路验线动卷试敷方槽作技设案、，术技以管来术及架避系等免统多不启项必动方要方式高案，中；为资对解料整决试套高卷启中突动语然过文停程电机中气。高课因中件此资中，料管电试壁力卷薄高电、中气接资设口料备不试进严卷行等保调问护试题装工，置作合调并理试且利技进用术行管，过线要关敷求运设电行技力高术保中。护资线装料缆置试敷做卷设到技原准术则确指：灵导在活。分。对线对于盒于调处差试，动过当保程不护中同装高电置中压高资回中料路资试交料卷叉试技时卷术，调问应试题采技，用术作金是为属指调隔发试板电人进机员行一，隔变需开压要处器在理组事；在前同发掌一生握线内图槽部纸内故资，障料强时、电，设回需备路要制须进造同行厂时外家切部出断电具习源高题高中电中资源资料，料试线试卷缆卷试敷切验设除报完从告毕而与，采相要用关进高技行中术检资资查料料和试，检卷并测主且处要了理保解。护现装场置设。备高中资料试卷布置情况与有关高中资料试卷电气系统接线等情况，然后根据规范与规程规定，制定设备调试高中资料试卷方案。
油气层保护第三章
总矿化度: 13160.98mg/L
水型:CaCL2
pH值: 6.95
实例
模拟地层水组成
化合物组成
CaCL2 3597.93
MgCL2·6H2O 1364.14
Na2SO4 41.38
NaHCO3 1452.78
NaCL 7428.12
总矿化度: 13157.03mg/L
水型: CaCL2
pH值: 7.00
油气层保护第三章
第三章 油气层损害的室内评价
第一节 概述 第二节 油气层岩心敏感性实验评价 第三节 工作液对油气层损害评价 第四节 油气层损害室内评价的发展
教学目的与要求
掌握岩心六敏实验的实验原理、目的意义、主要 实验程序和流程、评价标准和分析方法；
了解应力敏感性实验及其他实验的主要内容和实 验目的；
1、油气层损害室内评价实验的整体设计
通过对油气层敏感性的研究,建立合理的评价 程序,而合理程序的确定是在对油气层损害机 理认识的基础上进行。 ➢油气层损害的原因：
等六敏实验 （单因素分析研究）
2、工作液对油气层的损害评价
各类工作液对岩心的损害评价 （多因素综合分析研究）
四、研究方法
实验岩心和实验流体制备
岩心敏感性实验评价
工作液对储层的损害评价
速敏 水敏 盐敏 碱敏 酸敏 应力 评价 评价 评价 评价 评价 敏感
评价
评价各类工作液对 储层的损害程度
提出保护油气层技术方案（总体方案）
2、盐水/工作液
NaCL（+CaCL2）盐水等
类型
钻井完井液 射孔液、压井液、修井液 注入水
用途
ห้องสมุดไป่ตู้
评价盐水体系或工作液体 系对岩心渗透率的损害率
油气层保护
第一章绪论1.如何理解保护油气层技术的系统性、针对性和高效性？保护油气层技术是一项涉及多学科、多部门的系统工程技术。
认识储集层和保护储集层和开发（含改造）储集层要注意以下四个方面：• 认识储集层、保护储集层和开发改造储集层都是一项系统工程• 各个作业环节都存在地层损害，因此保护油气层技术要互相配合，安系统工程进行整体优化；• 储集层损害的诊断、预防和处理、改造也是一项系统工程；• 保护油气层的技术和经济效益也是一项系统工程。
针对性：保护油气层技术的针对性很强。
• 储层特征不同（储层岩石、矿物组成、物性特征、流体性质等）• 作业特征及其开发方式不同• 储层产能不同高效性：保护油气层技术是一项少投入、多产出的新技术。
• 保护储层单井投入相对较低• 实施保护技术后对于一个高产井每提高１％的产量就意味着巨大的经济效益；• 降低生产井改造成本；• 延长油气井生产寿命；• 提高油气田最终采收率；• 提高注水井注水效益，降低其成本。
2.油气层保护的重要性及特点及主要内容。
⑴重要性①勘探过程中，采用油气层保护技术有利于及时发现油气层、准确评价油气层，直接关系到勘探目标资源潜力的评估和油气储量评估②在开发过程中，实施油气层保护技术有利于充分解放油气层生产能力，有利于提高油气田开发经济效益。
③在油气田开发生产各项作业中，搞好保护油气层工作有利于油气井生产或注入能力的长期高位保持和长寿命安全运行。
⑵特点①涉及多科学、多专业和多部门的系统工程②具有很强的针对性③在研究方法上采用三个结合：微观研究与宏观研究结合，室内研究与现场实践结合，理论研究与技术应用相结合。
⑶油气层保护的主要内容①基础资料的收集与储层潜在损害分析②储层敏感性与钻井完井液和射孔压井液保护储层效果评价技术③钻井完井液和射孔试油损害储层机理研究④保护储层射孔压井液所须处理剂研制与评选⑤保护储层的射孔压井液技术⑥保护储层的射孔试油工艺技术⑦油气层损害现场诊断与矿场评价技术3.保护储集层技术十项原则(1)以经济效益为中心，以提高油气产能和采收率为目标(2)技术进步、经济效益和环境保护要统筹考虑(3)任何保护技术都应有利于及时发现、有利于准确评价、有利于高效开发(4)立足以预防损害为主，解除损害为辅(5)各作业环节的保护技术要前后照应，做到系统整体优化(6)在保护中开发油气藏，在开发中保护油气藏(7)不该进入储层的工作液要尽量避免进入，至少要少进入(8)凡进入储层的固相和液相都能够通过物理、化学和生物化学方法予以解除(9)不可避免要进入的工作液，应该与油气层配伍，且不含固相(10)力争减少井下事故，避免各种复杂情况发生，否则前功尽弃第二章岩心分析1岩心分析的目的及意义。
保护油气层技术.doc
保护油气层技术保护油气层技术保护油气层技术（徐同台、赵敏、熊友明等编）（徐同台、赵敏、熊友明等编）目录第一章绪论（１）第一节保护油气层的重要性及主要内容（２）第二节保护油气层技术的特点与思路（６）第二章岩心分析（１０）第一节岩心分析概述（１０）第二节岩心分析技术及应用（１４）第三章油气层损害的室内评价（２９）第一节概述（２９）第二节油气层敏感性评价（３０）第三节工作液对油气层的损害评价（４０）第四节储层敏感性预测技术（４４）第四章油气层损害机理（４９）第一节油气层潜在损害因素（５０）第二节外因作用下引起的油气层损害（５５）第五章钻井过程中的保护油气层技术（６８）第一节钻井过程中造成油气层损害原因分析（６８）第二节保护油气层的钻井液技术（７３）第三节保护油气层的钻井工艺技术（９０）第四节保护油气层的固井技术（１００）第六章完井过程中的保护油气层技术（１０７）第一节完井方式概述（１０７）第二节射孔完井的保护油气层技术（１１１）第三节防砂完井的保护油气层技术（１２５）第四节试油过程中的保护油气层技术（１４０）第七章油气田开发生产中的保护油气层技术（１４３）第一节概述（１４３）第二节采油过程中的保护油气层技术（１４７）第三节注水中的保护油气层技术（１４９）第四节增产作业中的保护油气层技术（１５６）第五节修井作业中保护油气层技术（１６４）第六节提高采收率中的保护油气层技术（１６８）第八章油气层损害的矿场评价技术（１７５）第一节油气层损害的矿场评价方法（１７５）第二节油气层损害的评价参数（１８１）第三节油气层损害的测井评价（１８６）第九章国外保护油气层技术发展动向（１９８）参考文献（２１３）张绍槐，罗平亚．保护储集层技术北京石油工业出版社钟松定，张人和，樊世忠.油气层保护技术及其矿场管理实例．北京石油工业出版社，1999 第一章第一章绪绪论论在钻井、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。
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3、储层岩心的五种敏感性
1）速敏性( FLow rate sensitivity ) 因流体流动速度变化引起储层岩石中微粒运移、
堵塞喉道，导致岩石渗透率或者有效渗透率下降的 现象。 2）水敏性（盐敏性）( water /saLt sensitivity ) 3）酸敏性( acid sensitivity ) 4）碱敏性( aLkaLine sensitivity ) 5）应力敏感性( stress sensitivity )
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三、主要内容
1、油气层敏感性评价 速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏和应力敏感
等六敏实验 （单因素分析研究）
2、工作液对油气层的损害评价
各类工作液对岩心的损害评价 （多因素综合分析研究）
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四、研究方法
实验岩心和实验流体制备
岩心敏感性实验评价
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教学目的与要求
掌握岩心六敏实验的实验原理、目的意义、主要 实验程序和流程、评价标准和分析方法；
了解应力敏感性实验及其他实验的主要内容和实 验目的；
熟悉岩心静态流动实验的基本流程、基本操作。 掌握工作液损害评价的实验内容，评价方法与标
准； 了解常用动态损害实验设备和装置
工作液对储层的损害评价
速敏 水敏 盐敏 碱敏 酸敏 应力 评价 评价 评价 评价 评价 敏感
评价
评价各类工作液对 储层的损害程度
提出保护油气层技术方案（总体方案）
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五、实验岩心制备 1、实验岩心的预处理流程
地层取心
岩样钻取
岩心柱尺寸测量
岩样烘干
岩样编号 岩样洗油
岩心柱孔隙度渗透率测量 岩心分类与计划安排
The Technique of the Formation Protection
油气层保护技术
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石油与天然气工程学院
李洪建
2016年5月•成都
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第三章 油气层损害的室内评价
第一节 概述 第二节 油气层岩心敏感性实验评价 第三节 工作液对油气层损害评价 第四节 油气层损害室内评价的发展
2、岩心在烘 干时的温度应 控制在60-65oC
3、需保持岩 心孔隙结构不 遭破坏。
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3、实验岩样的选择方法
• 掌握了该储层大量的岩心分析数据的情况
找出一系列已经选过的岩样的、K数值； 将所测得的数据标注在LgK---(或K--）图中 利用最小二乘法画出回归曲线，再在曲线上找 出岩心点。
阴离子(mg/L)
Na++K+
3341.19
Ca2+
Mg2+
CL-
SO42-
HCO3-
CO32-
1296.19
160.88 7279.74 27.98 1055.0
0
微量元素: I 0mg/L, Br 0.5mg/L, B 0 mg/L
总矿化度: 13160.98mg/L
水型:CaCL2
pH值: 6.95
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实例
模拟地层水组成
化合物组成
CaCL2 3597.93
MgCL2·6H2O 1364.14
Na2SO4 41.38
NaHCO3 1452.78
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渗透率，m2
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孔隙度，%
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3、实验岩样的选择方法
• 不掌握储层岩心的分析数据的情况
在不掌握储层岩心的孔隙度、渗透率资料时， 就需要从有关地质报告中找出岩石基本物性 的范围，来选择实验岩心物性的范围；
若现在有渗透率、孔隙度的岩心分析数据，
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岩心抽空饱和
CMS-300
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2、实验岩心钻取
井底取出岩心
30 30 30 30 30 30
薄片分析
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油气层室内评价实验
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X-射线 衍射 分析
扫描电 镜分析
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岩心的钻、切、 洗的注意事项：
1、岩心的钻、 切、洗的液体 应该是35%NaCL和KCL 的盐水溶液；
但不在储层孔隙度、渗透率的范围内。
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4、实验岩心的抽空饱和
用地层水或煤油抽空饱和实验岩心
饱和容器 真空表
液体容器
干燥瓶
抽空流程
岩心
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…… …….……..…..........
饱和流程
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真空泵
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六、实验流7
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1、地层水（模拟地层水）/煤油
• 概念 地层水是指与实验岩心同层的地层水水样
模拟 地层水是指根据地层水水分析结果在室 内配制的与地层水组成相同的盐水
• 用途
测量岩心原始渗透率 进行岩心速敏实验
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➢ 实例
➢ 地层水分析结果
阳离子(mg/L)
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第一节 概述
一、概念 1、油气层损害室内评价
是借助各种仪器设备测定油气层岩石与外来流 体作用前后渗透率的变化，来认识和评价油气层损 害的一种重要手段。
即分析和评价外来流体对油气层岩心的损害 （或保护）程度及其原因。
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2、储层岩心敏感性
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4、油气层敏感性流动实验中的重要概念
1）水敏指数(water sensitivity index )
2）临界流速( criticaL veLocity )
3）临界盐度(criticaL saLinity)
4）临界pH值(criticaL pH vaLue)
5）临界应力(criticaL stress)
6）次地层水( sub-formation water )
7）标准盐水( standard brine )
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储层特征
储层潜在 损害因素
诱发因素
地层损害机理
保护油气层技术
现场试验
推广应用
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二、目的意义 1、定量评价油气层损害的原因和程度；为地层 损害机理研究提供依据； 2、定量评价入井流体或作业工况下储层损害程 度，为研究和制定保护油气层技术提供实验依据。