钻井导致储层损害试验研究进展综述_崔迎春
低渗透油田开发过程中的储层损害诊断及预测
低渗透油田开发过程中的储层损害诊断及预测摘要：随着社会经济的发展，油田的开发也得到了很好的发展，低渗透油田的开发具有很大的潜力,低渗透油田也是主要的开发对象，但是低渗透油田的物性较差，在开发过程中很容易受到损害，在受到损害后的恢复能力也很差，储层受到损害对产能影响很大，所以研究低渗透油田储层损害机理以及相应的诊断预测具有十分重要的意义。
本文就低渗透油田开发过程中的储层损害诊断及预测进行一些探讨，希望对油田开发有一定的帮助，对油田开发的发展起到一定的推动作用。
关键字：低渗透油田；开发；储层损害；诊断预测一、低渗透储层及损害类型研究近年来，低渗透油田经过现代技术改进，获得了很好的经济效益，原本不被看好的低渗透油田产量大幅提高，储层损害对于油田的产能及经济效益影响重大，所以对于低渗透油田储层损害的研究也是日新月异。
（一）低渗透储层的定义低渗透储层就是基质的渗透率比较低的储层，一般说的都是低渗透砂岩储层。
当然低渗透只是一个相对的概念，不同地区的定义标准差异较大，对于这个范围和界线在我国目前已经有了一个较为一致的认识。
除此之外，低渗透储层在渗流特征上与中高渗透储层有明显不同。
首先是低渗透储层具有启动压力梯度，其次是低渗透储层的渗透率对原有的采收率具有很大的影响。
这也是低渗透油田储层损害诊断与预测存在的意义所在。
（二）石油开采过程中的主要损害类型研究在采油的阶段，有机结垢和无机结垢以及微粒运移和敏感性问题是低渗透储层开采过程中出现的主要的损害类型。
这四个问题对于低渗透油田的开发影响很大，解决此四项问题，将对低渗透油田的开发具有很重要的意义。
二、低渗透油田开发过程中储层损害诊断及预测方法如上所述，在低渗透油田的开发过程中储层损害的诊断及预测是十分重要的，开采过程中主要损害类型有四种，即有机结垢和无机结垢、微粒运移及敏感性问题，下面本文将就这四个类型谈预测模型的建立以探讨相应的诊断及预测方法。
（一）无机结垢模型无机结垢预测模型主要分为碳酸盐结垢预测和硫酸盐结垢预测两大类。
关于液体欠平衡钻井的储层损害评价
关于液体欠平衡钻井的储层损害评价关于液体欠平衡钻井的储层损害评价随着石油工程领域的发展，液体欠平衡钻井技术被广泛应用于储层开发过程中，然而这种新型的钻井技术却难免会对储层造成一定的损伤。
因此，如何评价液体欠平衡钻井的储层损害，是当前亟需解决的问题。
液体欠平衡钻井指的是钻井过程中钻柱周围环境中的压力大于油层地层间隙压力，即钻柱周围造成局部真空，这种特殊的物理环境会产生一些负面的效应，比如钻过的地层储集层不同程度地受到了损害，层间缝隙被压缩变形，导致产量降低，水和砂岩灰分含量增高等问题。
为了减少钻井对储层的损害，需要对储层的损害进行评价。
目前，对于液体欠平衡钻井的储层损害评价，有三种常用方法：地震反射法、产能测试法和岩石物理实验，并且三种方法都有其独特的应用优势。
地震反射法运用地震波与岩石物性参数之间的关系，分析地震波传播路径，确定地层的物性分布，从而判断地层损害程度。
但是地震反射法要求在钻过每一层地层前都需要进行地震测试，所花费的时间和成本较高。
产能测试法针对的是储层中的产能特征，通过产量和压力测试，来评价地层在钻过后储层产能的变化情况，从而检测是否存在储层损害。
虽然产能测试法的结果准确度较高，但其依赖于地层的流体性质，而流体性质的变化会导致评价结果的不可靠性。
岩石物理实验则是通过实验测量的方式，模拟地层在液体欠平衡钻井过程中的物理环境，提取出储层的物理性质参数，重新构建储层模型，最终得到损伤程度。
岩石物理实验具有实验控制条件严格、结果准确度高、评价稳定等优点，因此，被广泛应用于液体欠平衡钻井的储层损害评价。
总之，对于液体欠平衡钻井的储层损害评价，需要结合以上三种方法进行综合评价。
而在实际应用中，需要根据不同地质环境和包层情况，选择合适的方法，以达到准确、有效地评价液体欠平衡钻井储层损害的目的。
此外，还有一些其他的因素也会影响液体欠平衡钻井的储层损害，如钻头的尺寸和设计、钻井液性质和性能的选择等。
煤层气钻井过程对储层伤害及保护措施研究
煤层气钻井过程对储层伤害及保护措施研究王建科【期刊名称】《《山西冶金》》【年(卷),期】2019(042)005【总页数】3页(P93-94,97)【关键词】煤层气; 钻井; 储层; 伤害; 保护措施【作者】王建科【作者单位】山西兰花煤层气有限公司山西晋城 048000【正文语种】中文【中图分类】TE258.1煤层气是一种以吸附状态存在于煤层中的非常规性天然气体，在这类气体中甲烷的体积分数超过了90%，是替代天然气的理想能源，因而在资源、能源日益紧缺的今天，人们加大了对煤层气的开采。
从煤层气的开采利用实际情况来看，煤层气开采的成功与否和钻井施工技术应用存在较多的关联，为了能够提升煤层气的开采利用率，需要根据煤层气储层的特点来选择一种能够保护煤层不受外界伤害的钻井完井加工工艺。
通过应用先进的煤层气开采技术强化了对储层的保护，有效地提高了煤层气储层出气量。
1 煤层气形成机理从地理学角度来看，煤炭资源属于沉积岩的一种类型，其中所含有的有机物含量超过其质量的平均水平，和页岩相比，煤炭资源的有机物含量较高，在较长时间的地理和化学作用下两种岩矿所产生的煤层气也会不断积累，最终在煤层气的储层中形成正交断层。
煤层气在正交断层上流动，最终被成功开采。
在对煤层气的开采情况调查研究发现，影响煤层气储量的因素不断增多，其中，煤中有机物含量越多，煤层气的储量也会相应的增加。
煤层厚度主要是对煤总量的估计和评估，煤能够吸附的煤层气与其厚度呈现出一种正比的关系。
煤层气的组成成分和不同气体所占官密度是一种变量关系，这种关系的具体变动和煤的有机物含量、煤层厚度等因素存在密切的关联。
2 煤层气储层特点1）基质孔隙。
基质孔隙也被称作是微孔隙，从煤层气的分布情况来看，大多数的煤层气都是吸附在微孔隙的表面，由于微孔隙直径较小，人们普遍认为水资源无法达到微孔隙系统，在煤储层孔隙大小确定的情况下，伴随煤化作用孔隙系统会对煤层储层特点产生不利的影响。
储层损害和保护技术的研究现状和发展趋势
储层损害和保护技术的研究现状和发展趋势1. 研究目标储层损害是指在油气开采过程中，由于操作不当或其他因素导致储层岩石物理性质的改变，从而降低了储层的产能和可采程度。
储层保护技术旨在预防或修复储层损害，保障油气田的可持续开发。
本报告旨在深入研究目前储层损害和保护技术的研究现状，并分析未来的发展趋势。
2. 研究方法本次研究采用了文献调研和实验分析相结合的方法。
首先，通过检索相关学术期刊、会议论文和专利数据库，收集了大量关于储层损害和保护技术的研究成果。
然后，对这些文献进行综合分析，总结出当前主要的研究方向、方法和应用案例。
最后，通过实验验证和数据分析，进一步验证了部分文献中提到的关键技术或观点。
3. 研究发现3.1 储层损害的类型和机理储层损害可分为物理性质改变、化学反应和流体运移三个方面。
其中，物理性质改变包括孔隙度减小、渗透率降低、弹性模量变化等；化学反应主要涉及酸碱侵蚀、矿物溶解沉淀等；流体运移方面主要指油水相互作用导致的剩余油饱和度升高等。
这些损害机制相互交织，对储层产能影响较大。
3.2 储层保护技术的研究方向目前，储层保护技术主要集中在以下几个方向：•防止储层损害：通过合理的生产操作措施，减少或避免对储层的不良影响；•修复受损储层：通过物理、化学或生物手段恢复受损储层的物性；•强化储层保护：利用新材料、新技术提高储层的抗损害能力。
3.3 储层保护技术的研究方法针对不同的储层损害类型和机理，研究人员采用了多种方法来开展储层保护技术的研究，主要包括：•实验室模拟实验：通过制备、处理和测试储层样品，模拟真实油气开采过程中的损害机理和效应；•数值模拟和计算机模型：利用数学模型和计算机仿真技术，对储层损害过程进行建模和预测；•地质工程实践：在实际油气田中进行试验、监测和改良，验证并优化储层保护技术。
3.4 储层保护技术的应用案例目前，储层保护技术已经在许多油气田中得到了应用。
例如，在酸化剧烈蚀损区域，通过注入缓蚀剂来减缓酸侵蚀速率；在高含水期或水驱过程中，通过注入聚合物改善油水分离效果；在地下封堵作业中，使用微生物堵剂来修复渗透率降低的储层等。
储层损害论文
对于油气层这一能源，我国发现还是比较早的，但是其发展相当缓慢，只是一味的盲目的开采，不能充分利用直到20世纪80年代末时，经过“八五”、“九五”的科学攻关，在这一领域取得了巨大进展，逐渐的有了保护油气层得意识了。
所谓的油气层损害就是油气层被打开以后受到的外来液相或固相的侵入和无让，而引起储层物理化学性质的变化，使其渗透率降低，产量下降。
油气层损害机理是指油气层损害的产生原因，以及伴随损害所产生的物理、化学变化过程。
对于不同的油气层，其储集特征和导致损害的外部环境均有较大差别，因此产生的损害机理也不尽相同。
对此项的研究，是保护油气层技术的基础工作，意义重大。
油气层损害包括一般储层和特殊储层两大部分。
只有对其机理和预防方法系统的研习，才能真正做好油气层的保护工作，对以后的实践有很强的指导意义。
油气层损害储层损害就是储层在被打开后，受到外来液相和（或）固相的侵入和污染，而引起储层物理化学性质的改变，污染后果是储层渗透率减少。
钻井液作为钻开储层时第一种与储层相接触的流体，是引起储层污染的主要因素，所以储层损害与钻井液的使用是分不开的。
就储层损害问题，人们在处理和预防的关系上，一般以预防为主，处理为辅，即首先要高度重视储层损害的预防工作，即通常说的储层保护工作，这些工作包括：(1)选择合适的钻井液体系；(2)采用合适的屏蔽暂堵技术；(3)采用合适的钻井工艺。
回顾储层保护工作的历史，我国起步较晚，真正有意识地将储层保护提到工作日程上考虑，还是20世纪80年代末的事，但经过“八五”、“九五”的科技攻关，已取得了巨大进展。
各油田从分析储层的地质特征人手，通过敏感性试验研究、动态流动试验和计算机分析等，认识储层，弄清储层潜在损害因素，提出适合油田的保护储层的措施和工作用液，开展保护储层的矿场评价方法研究，做好储层保护的现场实施监督、资料录取和评价工作；建立健全了储层保护的工作网络、技术保证体系和组织保证体系，使整个油田储层保护技术系统化、制度化；一些储层保护新技术得到推广应用，取碍了显著的经济效益。
钻井过程中的储层损害和储层保护技术研究现状_乐平
第11卷第5期重庆科技学院学报（自然科学版）2009年10月收稿日期：2009-03-10作者简介：乐平(1983-)，男，湖北随州人，西南石油大学在读硕士研究生，研究方向为低渗透油气藏渗流规律、油藏数值模拟等。
1钻井过程中的储层损害随着研究的深入，人们深刻地认识到保护储层在油气勘探开发中的重要性。
研究损害机理、储层保护技术也成为石油勘探开发过程中的重要措施之一。
目前钻井过程中钻井液对储层的损害表现有以下几方面：（1）压差对储层的损害为了确保钻井安全，一般采用过平衡钻井，在钻井过程中钻井液液柱压力通常高于地层压力，钻井过程中可以通过调整钻井液的密度来调整钻井液液柱压力，从而配制与地层压力匹配的钻井液，高的钻井液密度虽然保证了钻井安全，但也易导致钻井液侵入地层。
（2）钻井液返速和钻具摩擦对储层的损害在钻井过程中循环钻井液对井壁的冲蚀和切削作用，会妨碍并破坏泥饼的形成，从而使钻井液大量侵入地层；当钻井液环空返速过大时，会冲蚀井壁造成井眼扩大，甚至脱落、坍塌，影响固井及后期射孔质量；同一钻井液，反速越大，钻井液对井底的压力越大；此外若井身或钻具弯曲，钻具与井壁的摩擦也会破坏井壁已形成的泥饼。
（3）起下钻对储层的损害起下钻时引起的钻井液压力波动变化也会损害储层，快速起钻时会降低钻井液压力从而造成泥饼脱落，诱发溢流、甚至井喷；而下钻过快则会增大钻井液对井底的压力，加速钻井液侵入地层。
（4）钻井液浸泡作用对储层的损害在钻井作业中钻井液滤失到地层中的数量随钻井液浸泡时间的增加而增加；钻井液中固体粒子侵入地层的数量及深度也随浸泡时间的增加而增加，从而造成更大的伤害。
（5）钻井液各成分对地层的损害不同类型钻井液对不同储层损害的程度各异，油基钻井液损害比水基钻井液的损害要小，气体类型的钻井流体对地层损害最小。
钻井液与地层水不配伍时常见的损害包括以下“五敏”:水敏、盐敏、碱敏、盐敏和速敏损害等。
不配伍的滤液侵入储层后产生粘土水化膨胀、粘土颗粒及矿物颗粒的分散运移及微粒运移，导致储层有效渗透率下降而损害储层。
页岩钻井储层伤害研究进展
但 针 对非 常规 储层 中井壁稳 定 性 问题 的研 究相 对较 少 ， 且 对 钻 井液 引起 的储 层 伤 害机 理 认 识 不 够 深入 。结 合 页岩钻 井储 层伤 害研 究现状 ， 应 全 面开展 非 常规储 层 井壁稳 定性 、 钻 井对储 层 伤 害机 理
和 非 常规储 层 钻 井液优 选 的研 究 。 关 键 词 页 岩 气 储 层 伤 害 钻 井 液 井壁 稳 定 性 矿 物 组 成 渗 透 率
孔 隙度
中图分 类号 ： Ｔ Ｅ２ ５ ８
文献 标 志码 ： Ａ
１ ０ ０７— ３４ ２ ６． ２ ０ １ ３． ０１ ． Ｏ １ １ Ｄ Ｏ Ｉ ：１ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ．
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储层损害和保护技术的研究现状和发展趋势
储层损害和保护技术的研究现状和发展趋势一、引言储层损害是指在油气开采过程中，由于地质、物理、化学等因素的影响，导致储层性质发生改变，从而影响油气的产出。
储层保护技术则是针对储层损害问题提出的解决方案，旨在保护储层，延长油气田的寿命。
本文将探讨当前储层损害和保护技术的研究现状和发展趋势。
二、储层损害分类1.地质因素：包括断层、褶皱、岩性变化等；2.物理因素：包括压力变化、温度变化等；3.化学因素：包括水溶液作用、酸蚀等。
三、常见的储层保护技术1.注水：通过向井口注入水来维持油气田内部压力平衡，防止压力过低导致油气无法产出；2.注聚合物：通过向井口注入聚合物来提高油气田内部黏度，防止流动速度过快导致产量下降；3.注气：通过向井口注入气体来维持油气田内部压力平衡，防止压力过低导致油气无法产出；4.注酸：通过向井口注入酸性溶液来溶解储层中的碳酸盐矿物，增加储层孔隙度和渗透率，提高油气产量。
四、当前研究现状1.储层损害预测技术：利用地震勘探、测井等技术对储层进行预测和评估，以便及时采取保护措施；2.储层改造技术：通过改变储层物理、化学性质，提高其渗透率和孔隙度，以增加油气产量；3.智能化技术：利用人工智能、大数据等技术对油气田进行监测和管理，及时发现并解决储层损害问题。
五、未来发展趋势1.深度开采技术：随着常规油气资源的逐渐枯竭，未来将会加大对深海、深部资源的开发和利用；2.新型保护技术：如利用生物技术改善储层环境，提高油气产量；3.绿色开发技术：如利用可再生能源、节能环保技术等，实现对油气田的可持续开发。
六、结论当前，储层损害和保护技术的研究已经取得了一定的进展，但仍存在一些问题和挑战。
未来，需要加强对新型技术的研究和应用，实现对油气田的可持续开发。
页岩气储层损害机理及保护对策分析
页岩气储层损害机理及保护对策分析崔可心【摘要】随着我国经济的不断发展,工业化进程不断推进,我国对能源的需求量越来越大,石油天然气作为主要的能源物质大大的推动了经济的发展.但是目前的情形是常规的油气资源勘探开发很有局限性.因此,非常规能源页岩气成了开发的热点.但是页岩气储层在勘探开发的过程中容易受到不可逆的伤害.本文主要针对页岩气储层勘探开发过程中所受的损害机理进行分析,并提出了一些措施及建议,对于我国页岩勘探开发具有一定的理论指导意义.【期刊名称】《化工中间体》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】2页(P67-68)【关键词】页岩气;储层;损害;保护【作者】崔可心【作者单位】长江大学湖北 430100【正文语种】中文【中图分类】T1.引言随着我国工业化的不断推进，我国常规的能源开发已经完全不能满足我国经济发展的需求。
因此，急需对非常规能源物质展开研究。
目前，我国已经探明的页岩气资源的储量巨大，可开采的储量高达2000亿方，要是我国能够在页岩气资源方面勘探开发取得成功就能够有效的解决国内的能源供需问题。
页岩的储层特征是自身能够储集成藏，一部分是以游离的状态存在于孔隙和裂缝中，另一部分是吸附于粘土矿物质表面。
页岩气的属性特征是以大面积含气、可变的盖层岩性以及较短的烃类运移距离。
综上的页岩气的特征可以看出，针对页岩气的勘探开发而言，页岩储层所受到的伤害比常规的储层要大得多，这对于页岩气的解析、扩散以及流动产生了很大的影响。
因此，笔者通过大量的文献调研，结合现场实践经验等等对我国的页岩气储层保护技术提出了一系列的改进措施及意见，旨在能够为我国的页岩气储层的保护提供一定的指导意见。
2.页岩气储层损害机理分析页岩气储层的损害主要来源于外来的施工操作过程，所以对页岩气的产出过程要十分的了解才能从源头上控制对页岩气储层的损害。
页岩中吸附气的产出过程主要分为四个过程：“降压—解吸—扩散—渗流”，这每个过程之间都是紧密相关彼此影响着的，任何一个环节都会对页岩气储层造成伤害，所以在每个环节都要认真做好储层保护措施。
低渗油气田储层保护技术研究
低渗油气田储层保护技术研究【摘要】储层的低渗透性是我国油气开发面临的主要问题，这种储层一般会出现单井产能低，经济效益差，生产压差大，储层易受污染等状况。
其中，前三个因素人力无法避免，而对于储层的伤害是人为可以防止的。
“预防”是油气层保护的全部内容，一旦储层受到污染，要想改善或恢复需付出极大代价，有时甚至是无法实现的。
因此，“预防”油气层损害是关键。
本文阐述了储层保护的重要性，结合储层损害的来源，提出储层保护的措施。
【关键词】储层保护岩心分析配伍性敏感性1 储层保护的重要性低渗透储层的孔喉小或连通性差，胶结物含量高，这样它容易受到粘土水化膨胀、乳化堵塞、分散运移、水锁和贾敏效应的损害，而受工作液（钻井液、完井液、射孔液等）固相颗粒侵入影响较小。
保护油气层技术是油气开发过程中一项非常具有现实意义的技术，油气层保护做得好，则投资的收益就大，反之会导致油气层不能发挥应有的生产能力，大大降低投资的回报率[1]。
根据油田开展油气层保护的经验，开展油气层保护比不进行油气层保护产能普遍提高1～2倍，可见油气层保护之重要性。
保护油气层技术也是一项系统工程，所涉及的专业知识面广，科技含量高，需多方协同努力方可实现。
2 油气层保护的主要内容2.1 岩芯分析岩芯分析实验是油气开发工作的最基础部分，一般包括孔隙度、渗透率、流体饱和度实验，X射线衍射实验，储层敏感性矿物分析等，国外在这方面还应用了CT扫描、核磁共振等技术更深层次地研究油气层损害机理。
2.2 储层敏感性评价包括水敏、速敏、盐敏、酸敏和碱敏性实验。
对于低渗储层，重点是做好水敏性评价。
国内外在这方面现已产生了一系列敏感性评价软件，这些软件不需要室内实验，仅通过岩芯分析结果即可迅速确定储层敏感性，解释结果可靠性较高，例如石油大学自行研制的一套软件，其解释结果与实际实验的符合率可达到80%左右。
2.3 油气层损害机理研究油气层损害机理是指油气层损害产生的原因和伴随损害发生的物理、化学变化过程，其实质就是有效渗透率下降。
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*崔迎春,讲师,1966年出生;1986年毕业于长春地质学院探矿工程系,1999年获中国地质大学(北京)地质工程博士学位,现为清华大学博士后,主要从事油气井工程中油气层保护及井壁稳定等方面的研究。
地址:(100084)北京清华园清华大学工程力学系。
电话:(010)62777227(H)、62783488(O)。
钻井导致储层损害试验研究进展综述崔迎春*(清华大学)张 琰(石油大学 北京)崔迎春等.钻井导致储层损害试验研究进展综述.天然气工业,2000;20(2):61~63摘 要 钻井导致储层损害的研究包括室内试验研究和现场评价研究两方面。
室内研究的目的在于弄清导致储层损害的机理,并在此基础上制定合适的保护储层措施,如有针对性地选择有利于保护储层的钻井液以及对现用的钻井液进行评价。
文章从储层损害机理、模拟装置的研制、保护技术研究和评价标准制定等方面,对储层损害的研究进展加以综述,总结和分析了钻井导致储层损害的试验研究现状和存在的问题,得出几点结论: 油层损害机理研究方面,现已基本弄清储层损害主要机理,并由定性进入定量研究阶段; 室内模拟装置向高温高压模拟储层条件、动污染岩样和自动化多功能方面发展; 室内评价方法和模拟装置的标准化工作作得很不够,严重影响了研究结果的准确性; 与油层损害研究深度相比,对气层损害的研究刚刚起步,各方面均处于定性研究阶段,尚没有合适的评价装置、评价方法和评价标准。
主题词 钻井 储集层 地层损害 试验 综述储层损害试验研究的内容包括储层损害室内模拟装置、损害机理、评价标准及保护技术等方面。
国外从50年代起就开始进行储层损害机理的研究,但是在以后的20多年时间里,研究工作进展缓慢。
其间仅见到一些零星的文献报道,研究内容多局限于粘土水化膨胀引起的储层损害。
70年代,由于中东禁运造成油价上涨,油层保护工作才真正受到重视,开始从分析储层潜在损害机理入手,开展保护油层研究。
80年代,随着新的测试技术的发展以及油层损害机理研究的不断深入,开始针对不同油层进行系统化的研究。
80年代末到90年代,人们在研究中引入数学模拟方法,保护油层技术亦取得了重大进展,并获得了显著的经济效益。
形成的主要技术有以下两方面。
(1)保护储层所需基础资料的取得技术。
这些技术归结起来主要有: 储层岩石矿物的组成结构、储层敏感性矿物、孔喉特征参数、孔渗特性、储层流体性质等分析技术,可为保护储层钻井液研究提供储层资料; 常温和模拟储层条件下储层敏感性等潜在损害评价技术,可为研究保护储层的钻井液提供敏感性资料。
(2)储层损害机理研究技术。
主要发展了两方面技术: CT 扫描、核磁共振成像、电子能谱、电子探针、冷冻干燥升华等实验分析技术,可以研究储层损害原因; 统计分析、物理模型、数学模型等理论方法,可用这些方法研究储层损害规律、预测储层的损害程度。
储层损害机理与模型化研究大量的研究认为,储层损害通常是两方面作用的结果: 液体和固体微粒在储层孔道及裂缝中的运移及堵塞; 液 固以及液 液之间发生了化学反应和热动力作用。
国内学者从系统论的角度认为,储层损害是一个复杂的系统工程,它是由于内伤害源(储层内固有的)、外伤害源(外来的)和复合伤害源(内、外伤害源相互作用)导致的结果。
具体损害形式有: 固相微粒(外来和内部的)运移造成的储层损害; 外来流体与储层岩石、储层流体不配伍造成的损害:如水敏性损害、碱敏性损害和无机垢、有机垢堵塞等; 微生物对储层的损害。
近十几年来,储层损害机理的研究,有从定性研究发展到定量研究的趋势。
从解决问题方法上,主要是引入数值模拟技术进行模型化研究。
代表性人物有: Gruesbeck:最早设计了含有平行孔道的61截面模型,认为油井产能下降,是由于储层中的固体微粒运移和堵塞造成的,并提出临界流速的概念; Khilar:提出了微粒从储层孔道释放的条件,即当外来介质中盐水的浓度下降到临界盐度(CSC值)以下时; Sharma:采用网络模型模拟微粒捕集和释放; Cerda:从微粒受力的角度简化了Sharma的模型,认为井壁上的微粒主要受到三种力的作用:范德华力、双电层斥力和水动力; Ohen:从微粒所受物理和化学力的角度,建立了八类数学模式; Civan:将以上这些损害模型进行了归类,分为宏观模型和网络模型两种类型。
近几年,国内外学者还采用其它方法来预测储层损害。
比较突出的是多元统计回归、灰色理论和神经网络等专家系统的应用。
在钻井过程中,人们最关心的是实际所用的钻井液对储层能够造成哪些主要的损害,这方面的室内试验研究目前主要集中于以下几方面:钻井液类型与储层损害关系;钻井液性能与储层损害的关系;钻井液造成储层损害对油气井产能的影响等。
气层损害特殊性的研究在绝大多数情况下,人们对储层损害进行的以上研究工作是针对油层而不是气层的。
气层与油层相比,有很多不同之处。
自然界中存在的气藏大多数是低渗气藏,储层普遍具有低孔、低渗、强亲水、大比表面积、高含束缚水饱和度、高毛细管力和低储层压力特点。
这些特点决定了气层易受到损害,并且一旦损害,解除比较困难。
因此进行气层损害有关研究也是十分重要的。
与油层损害相比,对气层损害的研究深度远远不够。
从历史上看,国内外均长期有 重油不重气 的倾向,所以低渗气藏的研究得不到重视;另一方面从渗流力学的观点分析,气体本身具有可压缩性,在储层中渗流时,因滑脱效应而表现出与液体不同的渗流行为,特别是在低渗储层中,有些学者认为,气体渗流具有非达西特性,这些均增加了渗流行为的复杂性。
另外,气层表面绝大多数是水湿的,亲水现象严重,增加了渗流行为的不定性。
这些都增加了气层研究的难度。
从油田开发角度,人们对气体在储层中渗流进行了一些研究,研究重点是达西定律的适用范围和压力温度等条件对气体在储层中渗流行为的影响。
从储层损害的角度看,气层损害的研究内容与油层类似,但至今仅停留在对损害机理的定性研究上。
研究认为,与常规油层损害机理相比,气层具有压力敏感性强和存在严重的水锁效应等特殊性。
Jones和Walls等人研究了压力对低渗气层的影响,指出低渗气层具有很强的压力敏感性。
Holditch研究指出,如果孔隙中含水饱和度过高,而地层的压力不足以克服完井后仍滞留在岩石中液体的毛细管压力,就不会形成产能,尤其是低渗气层与中、高渗地层相比,存在严重的水锁效应,但研究中,没有定量说明水锁对储层的损害程度。
C J Raible、Eakin等人经研究认为,在钻井液中加入表面活性剂和表面处理剂可以降低水锁效应,但没有对表面活性剂和处理剂进行具体的选择。
近几年来,D Bennion等人对气层损害机理进行了比较系统的概括性总结,对钻井过程中的气层损害机理总结为: 储层本身质量问题; 水锁效应; 欠平衡钻井中的反向自吸; 钻井液固相侵入; 钻具在孔壁磨光和压碎现象; 岩石 流体间相互作用; 流体 流体间相互作用。
并给出一个预测水锁效应发生与否的公式,但没有有关试验性的研究资料,也没有分别定量分析各因素对储层的损害程度。
储层损害室内模拟装置研究进展模拟装置是进行室内储层损害有关研究的必须设备。
近十多年来,国内外均比较重视这方面的研制工作。
1987年,Marx等人率先设计了一套动滤失污染装置,并采用KCl/白垩等三种钻井液,选取两种渗透率不同的砂岩岩心,通过改变实验流动压差(小于9 7MPa)、温度(小于150 )、环空流速(小于2 m/s)、污染时间以及岩心直径和长度的办法,研究了这些因素对堵塞比(D R)的影响规律。
90年代以来,在室内模拟装置的研制上,经历了一个由常温常压到高温高压、从静污染到动污染、由手动到自动的过程,以下是国外近年来设计和研制的一些典型装置。
1992年,Jiao Di等人设计了一个组合型装置,其主要由五个部分组成:钻井液循环系统、动态滤失岩心夹持器、压力测量接头、电阻率测量接头、正反向流动系统。
1994年,D Longeron等人研制了一套能够模拟孔底情况的装置,来研究钻井液在油层表面形成滤饼的情况和钻井液滤液的侵入。
1996年, K Leerlooijer等人研制了一套多岩心动滤失装置。
62它可同时研究同一钻井液在四个岩心端面的静动滤失以及对岩心渗透率的影响,并同时测出滤失过程中形成的滤饼厚度。
1997年,Paul Francis等人设计了一套全尺寸钻井模拟器,用于储层损害的研究。
以上装置也均是主要针对油层特点设计研制的,尚没有针对气层的装置。
储层损害室内评价方法研究从室内进行储层损害研究的方法上讲,常规的室内研究方法主要是通过获取所研究地区储层岩心或采用标准岩心,在模拟储层现场条件的情况下,进行岩心流动试验,在观察并分析所取得试验结果的基础上,研究岩心损害的机理。
但在具体试验当中需要制定标准的程序,所以,建立室内评价方法及制定相应标准,一直是油层损害方面研究的重点之一,现形成的主要成果有API推荐标准和美国岩心公司制定的 常规岩心分析方法 和 特殊岩心分析技术 等,我国在参照以上标准的基础上,形成了两个标准。
但这些标准存在的共性不足是: 标准均主要是针对渗透率较高的油层而制定的,不完全适用于以低渗、特低渗为主要特征的储层,如大多数气层; 均没有指明试验应该采用什么样的标准化模拟装置; 标准中对一些必要的测定条件缺乏定量规定,这样,采用相同来源的岩心和相同的钻井液,在不同的时间和不同的实验室所作的结果常常不同,同一实验的重复性和再现性也不好。
API委员会于1995年专门召开会议讨论了储层损害评价实验方法的标准化问题,会后提出了一套储层损害试验方法(或称推荐标准)。
其要点如下:(1)通过以下方法使试验尽可能接近钻井过程中的储层情况: 取现场用的钻井液作为试验用浆; 试验用水应与储层水一致; 钻井液应在井内流动速度和储层环境下流过岩心表面一定时间; 驱替介质(油或气)应在与实际孔底压力相等的反排压力下驱替岩心。
(2)岩心污染前后,均应在保持一定的饱和度下测定渗透率。
(3)基础试验程序包括: 利用CT扫描方法选择岩心; 用储层水、储层油或加湿氮气使岩心恢复到束缚水饱和度; 在低恒速下用加湿氮气测量岩心初始渗透率; 钻井液在钻井压差、储层压力和温度下流过岩心端面污染岩心; 用加湿的氮气使岩心再次达到束缚水饱和度; 用与第三步同样的条件测定岩心污染后的渗透率; 计算岩心的渗透率恢复值(确定损害的程度); 岩心切段分析(确定损害的类型)。
(4)岩心试验前后应作如下分析: X射线衍射; 薄片分析、电子扫描(SEM)和CT等等。
可以了解岩心发生的变化和分析相应的损害机理。
为评价该方法的准确性,取美国Clashach砂岩岩心,采用相同加工工艺加工成相同规格的岩样(油相渗透率为243 10-3 m2),连同相同配方的海水基聚合物KCl钻井液一起,送到美国9个不同的岩心分析实验室,并按以上推荐试验程序进行试验。