5.油气层损害诊断
第八章油气层损害的矿场评价技术

3.滤液侵入直径的惯例评价方法
评价方法深、浅双侧向和微球形聚焦测井曲线组合不但能指 示储集层遭到了钻井液的侵入,而且能定量地求出侵入带直径。 深、浅双侧向和微球形聚焦测井曲线组合确定滤液侵入直径是 目前普遍采用的惯例评价方法
该方法的实施依赖于一系列的图版完成,仅能提供侵入直径 的近似值,得不到井周围地层流体性质的变化规律,从而阻碍 了测井评价储层损害深度任务的顺利实施
1.表皮效应与表皮系数
表皮效应: 想象在井筒周围有一个很小的环状区域。 由于种种缘由,使这个小环状区域的浸透率与油层 不同。当原油从油层流入井筒时,在这里会发生一 个附加压降ΔPS ,这种现象叫做表皮效应。
表皮系数〔S〕:把井筒周围很小的环状区域内发生 的附加压降无因次化,失掉无因次附加压降 ,称为 表皮系数,它表征一口井表皮效应的性质和油气层 损害的水平。
一、指示油气层遭到钻井液滤液侵入的方法
1.推移测井资料能反映钻井液滤液侵入
图8-8是 塔里木 油田轮 南 57井 钻开油 层后 2d 和 20d 两次测 量的感 应测井 曲线
华北油 田岔河 集岔3126井随 时间推 移测井 综合图 8-9
2. 深、浅双 侧向测井和 微球形聚焦 测井求侵入 带直径
d
Sd — 纯表皮系数,无因次; K、Kd—原始浸透率、污染区浸透率,um2; rd、rw—污染区半径、井眼半径,m。
S——总表皮系数
总表皮系数S为纯损害表皮系数Sd与拟表皮系数 之和
2.有效半径 在K、 rw 、Sd条件下,并不能同时求得rs及Kd 。 为了处置这个效果,引入井筒有效半径rc的概念。 设此半径能使理想〔未改动浸透率〕井的压降等 于实践井(具有表皮效应)的压降。即:
第八章油气层损害的矿 场评价技术
钻井油气层损害评价新方法

井底污染半径法
井底污染半径(rd)反映钻井液等 外来流体侵入油气层的深度,是表示 损害程度的一项重要指标。
油气层损害评价新方法
改进的X射线衍射分析法; 研究水平井储层损害的模拟试验;
泥饼机械性能的测量方法;
泥饼清除的影响因素及评价方法; 冷冻电镜扫描技术; 人工神经网络智能技术; 气层储层损害的评价方法;
多岩心动态滤失装置。
一、改进的X射线衍射分析法
评价粘土水化膨胀对渗透率的影响,以前是通过岩心流动 实验来完成的。 在岩心流动实验中,通常会出现渗透率下降或注入压力 增加,从而反映出储层受到了损害。然而该项实验需要花费大 量的时间,还要有充足的岩心作保证。另外,储层损害的机理 有很多,往往不能肯定渗透率下降是否由粘土水化膨胀所引起。 因此,岩心流动实验并不能完全反映粘土膨胀的情况。 而传统的X-衍射分析只能用于测定粘土矿物的组成,而 无法对水化程度进行评价。针对这一问题,研究出一种经改进 的X-射线衍射方法。
流动效率法
流动效率(Flow Efficiency)表示在获得相同 原油产量的条件下,油气层受到损害后的采油 指数(PI)与未受到损害时的理想采油指数(PI)0之 比值。
流动效率越驱近于1,表明油气层受到的损 害越小。
污染系数法
一般认为,污染系数等于1与产能比
的差值,即
DF=1-PR
显然,当油气层未受到损害时,DF=0;
六、人工神经网络智能技术
人工神经网络可用来模拟人的求知、
对话、预测、控制等能力。这种新的智能 化技术初步可以应用于对油藏岩石润湿性 和油/水两相相对渗透率进行预测。
人工神经网络智能技术的特点
人工神经网络通过对所输入数据进行训练,可 得到油 / 水相对渗透率曲线。预测润湿性时仅需输 入 两 个 参 数 , 即 Swc( 初 始 共 生 水 饱 和 度 ) 和 Sor (残余油饱和度)。与实验结果相比,对于岩石 / 流体系统,对润湿性的预测精度可达90 %,对边界 点的预测精度可达85%。 其优点是输入参数少,所需成本低,且准确性 较高。
第四章 油气层损害机理

薄膜式产状
(2)栉(zhi)壳式 粘土矿物叶片垂直于颗粒表面
生长,表面积大,又处于流体 通道部位,呈这种产状以绿泥 石为主,流体流动时阻力大。 因此极易受高速流体的冲击, 然后破裂形成颗粒随流体而运 移。若被酸蚀后,形成Fe(OH)3 胶凝体和SiO2凝胶体,堵塞孔 喉。
b. 土酸与岩石的反应
②造成储层酸敏性的原因
a. 铁的氢氧化物沉淀
当pH=2时,Fe3+开始生成Fe(OH)3沉淀,pH=4时, Fe3+几乎全部转变成Fe(OH)3沉淀;当pH到6~7时, Fe2+开始生成Fe(OH)2沉淀,当pH=9.7时,Fe2+几乎 全部生成Fe(OH)2沉淀。
当pH在2~7之间,石英表面电荷与Fe(OH)3胶体表面 电荷相反,促使Fe(OH)3在石英表面的吸附沉积。 b. 氢氧化铝沉淀的生成 Al 3+ + 3OHAl(OH)3
岩石的基本特征。
1)碎屑颗粒 碎屑颗粒称为骨架颗粒。主要成分是石英、长石、岩 屑和少量云母和重矿物,占整个岩石的50%以上。
2)填隙物(杂基和胶结物)
填隙物是填充在骨架颗粒之间的细小物质,它包
括了杂基和胶结物两部分。
杂基(或基质): 是指碎屑岩中与粗的骨架颗粒(如
砾、砂)一起沉积下来起填隙作用的细粉砂物质
e. 硅酸凝胶的生成
硅酸盐矿物和氧化硅矿物与HF反应产生的氟硅酸,在 HF浓度很小的残酸中会分解,并水解生成正硅酸:
开始形成的单分子正硅酸可溶于水,当这些单分子正
《采油工程方案设计》课程综合复习资料

《采油工程方案设计》参考答案一、名词解释1. 油气层损害:入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带油层渗透率下降的现象。
2.吸水指数:单位注水压差下的日注水量。
3.财务内部收益率:项目在计算期内各年净现金流量现值累计等于零时的折现率。
4.裂缝导流能力:在油层条件下,填砂裂缝渗透率与裂缝宽度的乘积。
5.蜡的初始结晶温度:随着温度的降低,原油中溶解的蜡开始析出时的温度。
6.有杆泵泵效:抽油机井的实际产量与抽油泵理论排量的比值。
7.油田动态监测:通过油水井所进行的专门测试与油藏和油、水井等的生产动态分析工作。
8.面容比:酸岩反应表面积与酸液体积之比。
9.流入动态:油井产量与井底流压之间的关系,反映了油藏向该井供油的能力。
10.单位采油(气)成本:指油气田开发投产后,年总采油(气)资金投入量与年采油(气)量的比值。
表示生产1t原油(或1m3天然气)所消耗的费用。
11.应力敏感性:在施加一定的有效压力时,岩样物性参数随应力变化而改变的性质。
12.吸水剖面:在一定注水压力下,各吸水层段的吸水量的分布。
13.水力压裂:利用地面高压泵组,将高粘液体以大大超过地层吸收能力的排量注入井中,在井底憋起高压,当此压力大于井壁附近的地应力和地层岩石抗张强度时,在井底附近地层产生裂缝。
继续注入带有支撑剂的携砂液,裂缝向前延伸并填以支撑剂,关井后裂缝闭合在支撑剂上,从而在井底附近地层内形成具有一定几何尺寸和导流能力的填砂裂缝,使井达到增产增注目的工艺措施。
14.化学防砂:是以各种材料(如水泥浆、酚醛树脂等)为胶结剂,以轻质油为增孔剂,以硬质颗粒为支撑剂,按一定比例搅拌均匀后,挤入套管外地层中,凝固后形成具有一定强度和渗透性的人工井壁,阻止地层出砂的工艺方法。
15.财务净现值率:项目净现值与全部投资现值之比,也即单位投资现值的净现值。
16.套管射孔完井方法:钻穿油层直至设计井深,然后下油层套管过油层底部注水泥固井,最后射孔,射孔弹射穿油层套管、水泥环并穿透油层某一深度,建立起油流通道的完井方法。
采油过程中油气层损害及保护技术

采油过程中油气层损害及保护技术发布时间:2022-04-25T13:02:47.232Z 来源:《工程管理前沿》2022年第1期作者:张健王文亮徐岗生[导读] 在油气田开采的过程中,将油气层有效渗透率下降的现象称之为油气层受害。
张健王文亮徐岗生大港油田公司第六采油厂摘要:在油气田开采的过程中,将油气层有效渗透率下降的现象称之为油气层受害。
一般情况下在相关工作开展后多个环节都会给油气层自身带来影响,因为通过接触后,油气层与颗粒之间形成变化。
在具体开展的过程中应该重视对于油气层的保护,同时还要提高整体的开采效益。
相关人员应该采取有效的方法形成系统性的防护。
目前,对于油气田进行储层系统保护是当前各企业需要重视的主要问题,所以在具体的开展中需要明确油气层的重要性和紧迫性。
本文对采油过程中油气层损害形式作出分析,并提出对应的解决方法,以供参考。
关键词:油气层;损害机理;保护技术对于当前采油工程中,虽然没有外来流体,对油气层造成影响,但是仍然存在着油气层受到损害的可能,造成损害最直接原因就是因为制度方面存在问题。
采油工作机制不合理,会使得开采速度受到一定的影响,从而使得工作过程中一些环境出现变化,包括一些处理工作都会受到影响,这种问题会给油气层造成较大的损害,从而使得工作受到严重的影响。
1 生产压差以及采油速率的确定采油优化设计的方法初步确定是根据生产压差以及采油速率,而且还要对相应的室内以及室外做成相应的分析,做好实验的优化方案选择最后再进行使用。
在具体开展中,首先要根据储存的储存量及集中程度,还要考虑到地层的能量以及压力等因素。
同时还要对一些其他的性能做好分析,确保寒气区和寒水区的范围,并针对生产中的一些数值进行测量,做好垂直和水平两个方向的距离测定通过获取数据,对方案进行对比,最终选择合适的采油工作制度,并对室内与室外的矿藏进行最终评定,从而选择有效的工作制度。
2 采油过程中注水造成的油气层损害采油过程中注入不合格的注水,会导致地层受到较为严重的影响,注水与地层之间的延时出现不匹配现象,从而使得相关工作在开展中受到较为严重的影响,这些问题的产生,都是因为注水质量导致的。
油气层损害

Section 4.2 The Formation Damage Due to External Cause
第二节 外因作用下引起的油气层损害
主要内容
外来液固引起的损害:
外来固相颗粒堵塞; 外来液与岩石不配伍; 外来液与孔隙流体不配伍; 外来液引起的毛细管阻力。
工程因素和环境条件改变导致的损害
粘土矿物总含量越高、与液相接触面积越大,损害的
可能性就越大。
二 . 孔隙和喉道结构对损害的影响
孔隙、喉道结构-孔隙和喉道的几何形状、大小、 分布、连通性。
1. 喉道结构与损害的关系
缩径喉道:
孔隙和喉道尺寸相差不大,不易堵塞,外来 固相易侵入;粒间胶结物少,固结松散,易 出砂和井壁坍塌,
点状喉道:
第一节 油气层潜在损害因素
一 . 敏感性矿物对损害的影响
敏感性矿物-在与外来流体接触过程中,容易发
生化学作用而降低渗透率的矿物。
矿物类型; 矿物产状; 矿物含量。
分析方法
1. 矿物类型对油气层的损害
水敏(盐敏)矿物-粘土矿物
粘土矿物(按水化膨胀性大小排列): 蒙脱石 伊/蒙混层 伊利石 绿/蒙混层
外来液的高价和水化半径小的阳离子越多,引起水敏 损害越弱。
碱敏损害损
损害机理
高PH值外来液与地层碱敏矿物反应,导致 分散脱落,以及形成新的硅酸盐沉淀和硅凝 胶体,堵塞喉道。
损害规律
碱敏矿物含量越高,外来液PH值越高,侵 入量越大,损害程度就越严重。
酸敏损害损
损害机理
地层中的某些酸敏矿物(碳酸盐矿物、粘土矿 物、含铁矿物、硅酸盐矿物)与酸液接触后, 会释放大量微粒和生成沉淀,堵塞喉道,导致 损害。
孔喉连通性对损害的影响 孔隙连通程度用以下参数描述: 最小未饱和孔隙体积百分数(Smin); Smin 越小,连通性越好; 退汞率;退汞率越高,连通性越好。
5油气层损害诊断

3、井史分析(Well History Review)
If problems are identified by DST and logs, further investigation is still necessary to pinpoint what aspect of the drilling/completion program is responsible for the apparent poor formation response
油气层损害诊断
康毅力
西南石油学院石油工程学院 油井完井技术中心
2005年09月15日
提纲
0、损害机理及诊断概述 1、DST测试 2、测井分析 3、井史分析 4、相邻井生产动态对比 5、压力不稳定试井分析 6、节点系统分析 7、生产效率剖面 8、生产测井 9、岩心分析
油气层损害机理
润湿性改变 水锁 凝析液锁 液相圈闭(水,油) 气锥或水锥 毛管压力的改变 乳状液堵塞 粘土膨胀 微粒运移 云母解体
Combination of the Dual Induction Log and the Laterolog are usually sufficient in most cases to indicate the depth of filtrate invasion. The table below shows the different combination logging devices for various depths of invasion, where Rxo > RE.
油气层损害诊断

油气层损害诊断
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提纲
0、损害机理及诊断概述 1、DST测试 2、测井分析 3、井史分析 4、相邻井生产动态对比 5、压力不稳定试井分析 6、节点系统分析 7、生产效率剖面 8、生产测井 9、岩心分析
油气层损害诊断
1、钻柱测试(Drill Stem Tests)
lIn the early stages of exploratory drilling into a new formation, Drill Stem Testing is normally used to confirm the production potential of a hydrocarbon show
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油气层损害诊断
– The following figure shows a typical DST output illustrating a high permeability damaged zone. Notice the following features that are characteristic of damage:
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无机垢 注CO2导致的无机垢 酸化引起的二次沉淀 碳酸盐溶解—沉淀 酸渣 有机垢—石蜡,沥青沉积 外来固相的堵塞 油气层固相物堵塞,出砂 细菌损害 应力损害
油气层损害诊断
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四大类型
l 物理损害 l 化学损害 l 生物损害 l 热力损害
油气层损害诊断
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油气层损害诊断
损害可能存在的标志
l 压力与产量关系变化波动很大 l 产量低于经济下限 l 产量要比中途测试、岩心分析、测井计算所预测值
低得多 l 同一油气藏,储层物性完全相同,但产量差异很大 l 生产井出砂 l 测试时出现表皮效应 l 有机结垢和无机垢沉积 l 注入能力急剧下降,措施或处理周期短
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四大类型
物理损害
化学损害
生物损害 热力损害
油气层损害类型及其分布结构
大 类 亚 类 三 级 四 级 作业环节
微粒运移 固相侵入 钻完井液固相 注入流体固相 水基工作液 相圈闭 物理作用 机械损害 射孔损害 应力损害 岩石—外来 流体不配伍 化学作用 油基工作液 泡沫状油 岩面釉化 岩粉挤入 压实损害 剪切膨胀 地层压实 敏感性损害 处理剂吸附 有机垢沉积 地层流体—外来 流体不配伍 润湿性反转 分泌聚合物 生物作用 腐蚀损害 流体酸性化 矿物溶解 热力作用 矿物转化 润湿性变化 热力采油为主 注 水 和 EOR 过 程为主 无机垢沉积 乳状液堵塞 粘土矿物损害 非粘土矿物损害 聚合物、阴离子 石蜡、沥青沉积 盐类沉积、水合 物、类金刚石物 钻井完井、增 产改 造 、 修 井 、 注水注气、EOR 气 体 流 体 钻 井、斜井钻井 射孔完井 钻井、油气生 产 钻井完井、增 产改 造 、 修 井 、 注水注气、EOR
Short
radius curve along CDE* An almost flat slope along DE A sharp rise after closed-in period as along EF A high differential pressure between a closedin and final flow pressure (EG)
– The following figure shows a typical DST output illustrating a high permeability damaged zone. Notice the following features that are characteristic of damage:
Figures 5-3A and 5-3B show typical resistivity profiles in flushed, transition and uninvadedzones for a water and oil bearing zones, respectively. In both figures, the resistivity of the mud flushed zones, Rxc) was greater than the resistivity of the uninvaded zone, RE. Combination of the Dual Induction Log and the Laterolog are usually sufficient in most cases to indicate the depth of filtrate invasion. The table below shows the different combination logging devices for various depths of invasion, where Rxo > RE.
润湿性改变 水锁 凝析液锁 液相圈闭(水,油) 气锥或水锥 毛管压力的改变 乳状液堵塞 粘土膨胀 微粒运移 云母解体
无机垢 注CO2导致的无机垢 酸化引起的二次沉淀 碳酸盐溶解—沉淀 酸渣 有机垢—石蜡,沥青沉积 外来固相的堵塞 油气层固相物堵塞,出砂 细菌损害 应力损害
Table 5-1 Depth of Invasion zero or very shallow invasion Moderate invasion Deep invasion Very deep invasion Logging Devices RLLS RILM RILD RE RLLS > RILM RILD RE Rxo RLLS > RILM > RILD RXO RLLS RILM > RILD
1、钻柱测试(Drill Stem Tests)
In
the early stages of exploratory drilling into a new formation, Drill Stem Testing is normally used to confirm the production potential of a hydrocarbon show However, if geochemical analysis of drill chips and cuttings establishes the presence of hydrocarbons, but DST shows the tested interval to be non-productive, then formation damage possibly exists Analysis of the pressure versus time data generated during DST can be used semi-quantitatively to determine the severity of damage by calculating the skin. It is, however, desirable to exercise caution during initial DST, since pressure surges and high drawdown can initiate fines movement. Review of prior operational history is then necessary to establish which aspect ofthe drilling process may have given rise to damage.
Formation Damage
低产原因
储层物性条件差
—饱和度、孔隙度、渗透率、裂缝
存在储层损害 作业因素,如完井作业中:
—射孔参数不合理(孔眼密度低、孔眼太小,
深度不够,打开不完善) —水泥环质量差、强度不高等
损害可能存在的标志
压力与产量关系变化波动很大 产量低于经济下限 产量要比中途测试、岩心分析、测井计算所预测值 低得多 同一油气藏,储层物性完全相同,但产量差异很大 生产井出砂 测试时出现表皮效应 有机结垢和无机垢沉积 注入能力急剧下降,措施或处理周期短
Figure 5-3C illustrates an invaded zone at a depth of 3700 feet where there is a separation between the 16" normal and 64" normal. Note that R16”- > R64”. Evaluation of the caliper log can give relative indications of permeability and probable invasion profiles.
油气层损害诊断
康毅力
西南石油学院石油工程学院 油 井 完 井 技 术 中 心
2004年04月05日
提 纲
0、损害机理及诊断概述 1、DST测试 2、测井分析 3、井史分析 4、相邻井生产动态对比 5、压力不稳定试井分析 6、节点系统分析 7、生产效率剖面 8、生产测井 9、岩心分析
油气层损害机理
曲线B
t
2、测井分析
•测井曲线上 的泥浆侵入 响应
Mud
Invasion Effects on
中子孔隙度降低
Well Logs
感应电阻率降低
滤液侵入程度和深度可以从深、中、浅电 阻率测井或双感应测井曲线进行半定量评价
Байду номын сангаас
The degree and depth of filtrate invasion during drilling can be estimated from deep, medium and shallow resistivity devices (e.g Laterolog) or conductivity devices such as dual induction logs or combinations thereof (e.g Induction-Laterolog). These devices will give semi-quantitative indications of possible damage during production. Analytical models presented by Hassen for describing filtrate invasion can also be used to estimate the depth of invasion particularly in cases where the depth of investigation of the logging tool is limited.
– An individual well analysis then quantifies whether or not the well is producing topotential. If not, why? And the production potential behind pipe.
诊断技术
DST测试分析
测井分析
生产效率剖面
生产测井
生产史分析
相邻井产量对比
岩心实验分析
井下照相
压力不稳定试井分
析
井下取样分析
节点分析
提 纲
0、损害机理及诊断概述 1、DST测试 2、测井分析 3、井史分析 4、相邻井生产动态对比 5、压力不稳定试井分析 6、节点系统分析 7、生产效率剖面 8、生产测井 9、岩心分析