第4章 储层损害的评价方法

K1' K1r Dk 3 100% ' K1 式中：
Dk3—应力回复至第一个应力点后产生的渗透率损害率； K’1—第一个应力点对应的岩样渗透率，10-3μm2； K1r—应力回复至第一个应力点后的岩样渗透率，10-3μm2。
应力敏感性评价指标：
项目
在保护油气层技术方面的应用 1、 确定其它几种敏感性实验(水敏、盐敏、碱敏、酸敏)的实验流速。
NaCl 75
KCl 25
CaCl2 25
实验仪器：岩心流动实验仪。
第一节 敏感性评价实验
包括速敏、水敏、碱敏、酸敏和应力敏感性六敏实验
CMS－300： 岩芯的孔、渗、饱、孔－渗交汇 图与应力敏感性
全尺寸岩芯测试： 裂缝－孔隙双重介 质
裂缝分析：开度、导 流能力、应力敏感性 、渗透率贡献
裂缝分析：开度、导 流能力、应力敏感性 、渗透率贡献
K2,计算K2/K1的比值来评价酸敏程度，
K2/K1 酸敏程度 ＜0.3 强 0.3~0.7 中等 ＞0.7 弱
六、应力敏感性评价
影响应力敏感损害的因素是：压差、油气层自身的能量和油气藏的类型。
0.15
¨10 -3Ím 2) ÍÍÍÍ
0.13 0.11 0.09 0.07 0.05 0.03 0.01 1000 2000 3000 4000 5000 6000

移并堵塞喉道造成油气层渗透率下降的现象。
目的： (1)找出临界流速，以及由速度敏感引起的油气层损害程
度；
(2)为以下的敏感性评价实验及其它的各种损害评价实验 确定合理的实验流速提供依据。一般定为0.8倍临界流速；
(3)为确定合理的注采速度提供科学依据。
(2)原理及作法 测定不同流量Qi对应的渗透率Ki-1值。从注入速度与渗透率的变化关系
目的：水敏实验的目的是了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过程，
物的水化膨胀及造成的损害程度。
损害程度 敏感程度 ＜30% 弱 30~70% 中等 ＞70% 强
三、盐敏性评价
(1)盐敏概念和实验目的 目的：盐敏评价实验的目的是找出盐敏发生的条件，以及由盐敏引起的油
气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。
式中：
D’kp —渗透率损害系数，MPa-1； K’i—第i个回压下的岩样渗透率， 10-3μm2；
K’i+1—第i+1个回压下的岩样渗透率，10-3μm2；
P’i—第i个回压值，MPa; P’i+1—第i+1个回压值，MPa。
4、数据处理
(1)绘制实验曲线 a、以净围压或回压为横坐标，对应压力点的渗透率损害系数 为纵坐标，绘制应力敏感曲线。 b、以净围压或回压为横坐标，对应压力点的岩样渗透率为纵 坐标，绘制压力曲线。 (2)确定临界应力
(2)原理及评价指标 通过向岩心注入不同矿化度等级的盐水(按地层水的化学组成配制)并测 定各矿化度下岩心对盐水的渗透率。一般要作升高矿化度和降低矿化度两 种盐敏评价实验。
对地层水矿化度较高的油气层，由于工作液的矿化度一般不会超过地
层水的矿化度，因此可以不评价矿化度升高产生的盐敏问题。 评价指标同水敏性评价。
a、损害前液体渗透率的测定。
b、保持进口压力值不变，缓慢增加围压，使净围压依次为2.5MPa， 3.5MPa，5. 0MPa，7.0MPa，9.0MPa，11MPa，15MPa，20 MPa。 c、每一压力点持续30min后，测定岩样渗透率。 d、缓慢减小围压，使净围压依次为15MPa，11MPa，9.0 MPa，7.0MPa， 5.0MPa，3.5MPa，2 .5MPa。 e、每一压力点持续1h后，测定岩样渗透率。
为油气层基质酸化和酸化解堵设计提供依据。
(2)原理及评价指标 酸敏实验包括鲜酸(一定浓度的盐酸、氢氟酸、土酸)和残酸(可用鲜酸 与另一块岩心反应后制备)的敏感实验，作法为：(1) 用地层水测基础渗透率， 再用煤油测出酸作用前的渗透率K1(正向)；(2) 反向注入0.5~1.0倍孔隙体积
的酸液；(3)用煤油正向测出恢复渗透率K2。用实验所测的两个渗透率K1和
-1
优点：结构简单、经济实用、流度参数容易控制。
实验时，将处理后的岩样装入岩心夹持器中，实验流体装入高压釜，加温、加压
到预定值。然后转动内筒，实验流体便在岩样端面作径向层流，它在压差作用下向岩 样内滤失污染。通过调节转速，可改变岩样端面的剪切力大小。待污染完毕后取出岩 样待测。
3、回压的应力敏感性评价实验 (1)实验步骤
a、损害前液体渗透率的测定。
b、保持上下游压差和净围压值不变，缓慢增加回压，使其依 次为2.5MPa，3.5MPa，5 .0MPa，7.0MPa，9.0MPa， 11MPa，15MPa，18MPa。 c、每一压力点持续30min后，按规定测定岩样渗透率。
÷ÍÍ Í ¨ml/min)
Í1
Í3Í ± ÍÍ °ÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍÍé ÍÍ ú Í
二、水敏性评价
(1)水敏概念和实验目的 油气层的遇淡水后渗透率降低的现象，称为水敏。 找出发生水敏的条件及水敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供 依据。 (2)原理及评价指标 首先用地层水测定岩心的渗透率Kf，然后再用次地层水测定岩心的渗 透率，最后用淡水测定岩心的渗透率KW，从而确定淡水引起岩心中粘土矿
第二节
工作液对油气层的损害评价
一、各种仪器设备简介(模拟设备) 1、旋转剪切模拟法
装置型号 最大围压 工作压差 工作温度 D(S ) 岩心尺寸 钻井液用量
-1
JHDS-HTHP 动失水仪 0～8.0MPa 室温～150℃ 0～600 S φ 25×(30～60)mm圆柱 3L
-1
SW-1 HTHP 动失水仪 25.6MPa 0～25MPa 室温～130℃ 50 ～300S φ 25.4×50mm(S段)
在应力敏感曲线上，选取渗透率损害系数出现明显拐
点（下降）时所对应的应力值，即为临界应力。
(3)计算渗透率损害率
按下式计算应力敏感性引起的渗透率损害率：
' K1 Kmin Dk 2 100% K1
式中：
Dk2—应力不断增加至最高点的过程中产生的渗透率损害最大值； K1—第一个应力点对应的岩样渗透率， 10-3μm2； K’min一达到临界应力后岩样渗透率的最小值， 10-3μm2。 按下式计算应力敏感性引起的不可逆渗透率损害率Dk3。
如果储层具有较强的速敏性损害，应在工程中选用粘土稳定剂，控制注
入或产出流体速度等预防措施。
¨10 -3Ím 2) ÍÍÍÍ
0.11 0.09 0.07 0.05 0.03 0.01 0.2 0.5 1 1.5 2 2.5 ¾ ® Å £ º º ± ¦ Ò Ð Ñ Ä º Å £ º B3-19 -3 KØ Ì m2 ¡ =0.725*10 ¦
微粒在孔道处沉积，破坏微粒分布状态，即使间断后再流动也不能恢复到 停止前的状态，此时表现出压力波动很大，实验资料发生矛盾或混乱的现 象。 b、 对于采油井，要用煤油作实验流体，并要将煤油先经过干燥，再用白
土除取其中的极性物质，然后用G5砂心漏斗过滤。 对于注水井，应使用经过过滤处理的地层水（或模拟地层水、标准盐 水）作为实验流体。 (4)影响速敏性的因素 A、主要受岩石本身性质的影响 B、流体矿化度、离子组分、pH值等流体性质的影响 Vc随注入流体矿化度的降低而降低，或者随pH值的升高而降低。
d、缓慢减小回压，使其依次为15MPa, 11MPa, 9.0MPa,
7.0MPa, 5.0MPa, 3.5MPa，2 .5MPa。 e、每一压力点持续1h后，按规定测定岩样渗透率。
(2)渗透率损害系数的计算
渗透率损害系数按下式计算：
K i K i1 Dkp K i Pi 1 P i
f、所有压力点测完后关驱替泵。
(2)渗透率损害系数的计算 渗透率损害系数按下式计算：
K i K i 1 Dkp K i Pi 1 Pi
式中：
Dkp—渗透率损害系数，MPa-1； Ki —第i个净围压下的岩样渗透率，10-3μm2； Ki+1 —第i+1个净围压下的岩样渗透率， 10-3μm2； Pi—第i个净围压值，MPa； Pi+1—第i+1个净围压值，Mpa。
(2)原理及评价指标 通过注入不同pH值的地层水并测定其渗透率，根据渗透率的变化来评 价碱敏损害程度，找出碱敏损害发生的条件。一般从地层水的pH值开始，
最后定为12。
评价指标同速敏实验。
五、酸敏性评价
(1)酸敏性的概念和实验目的 目的：研究各种酸液的酸敏程度，其本质是研究酸液与油气层的配合性，
油气层岩心分析
岩样的准备和选取
油气层敏感性评价
工作液对油气层的损害评价
速敏 评价
水敏 评价
盐敏 评价
碱敏 评价
酸敏 评价
评价各类工作液对 油气层的损害程度
优化设计油气层保护的技术方案和作业措施
图3-1 油气层保护的技术方案和作业措施
一、速敏性评价
(1)速敏概念和实验目的 油气层的速敏性是指在钻井、测试、试油、采油、增产作业、注水 等作业或生产过程中，当流体在油气层中流动时，引起油气层中微粒运
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1-4#Í ÍÍÍÍÍÍÍé ÍÍ úÍ
1、实验条件
(1)该实验可用气体、中性煤油或标准盐水（质量分数8％）作为实验流体。 (2)使用特制的可分别控制或测量轴向和径向应力的驱替装置。
(3)用气体做实验流体时，按SY/T6385执行。
2、净围压的应力敏感性评价实验 (1)实验步骤
速敏实验(包括 2、 确定油井不发生速敏的临界流速。 油速敏和水速 敏) 3、确定注水井不发生速敏的临界注入流率，如果临界注入流率太小，不能满足配注要求， 应考虑增注措施。 1、 如无水敏，注入地层的工作液的矿化度只要小于地层水矿化度即可，不作严格要求。 2、 如果有水敏，则必须控制工作液的矿化度大于 Cc1。 水敏实验 3、如果水敏性较强，在工作液中要考虑使用粘土稳定剂。 1、 对于进入地层的各类工作液都必须控制其矿化度在两个临界矿化度之间，即 Cc1＜工 作液矿化度＜Cc2。 盐敏实验(升高 矿化度和降低 矿化度的实验) 2、如果是注水开发的油田，当注入水的矿化度比 Cc1 要小时，为了避免发生水锁损害， 一定要在注入水中加入合适的粘土稳定剂，或对注水井进行周期性的粘土稳定剂处理。 1、 对于进入地层的各类工作液都必须控制其 pH 值在临界 pH 值以下。 2、 如果是强碱敏地层，由于无法控制水泥浆的 pH 值在临界 pH 值以下，为了防止油气 碱敏实验 层损害，建议采用屏蔽式暂堵技术。 3、对于存在碱敏性地层，在今后的三次采油作业中，要避免使用强碱性的驱油流体(如碱 性驱油)。 1、 为基质酸化设计提供科学依据。 酸敏实验 2、为确定合理的解堵方法和增产措施提供依据。