浅议开发过程中对油气层损害
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摘要：油气勘探完成后，需要经过钻井、完井、修井等环节。
这些环节的开发将对地质环境产生影响，从而破坏油气藏的物理化学平衡，对油气藏产生巨大影响。
根据有关人员的研究，可以清楚地看出，目前的气田勘探开发是一个完整的项目。
如果在开展相关工作的过程中，某个环节出现问题，会对油气藏本身造成损害，可能会影响其他工作。
因此，在具体开发中，相关人员需要明确目前油气藏本身的损害机理，并采取有效的方法进行相应的改进。
然而，目前由于各种因素的影响，油气藏的保护方法并不理想，需要采取进一步有效的方法加以改进。
关键词：采油过程；油气层损害；保护技术1采油过程中油气受损机理1.1外因作用下油气层造成的损害在不同生产过程中因为外界因素作用造成的损害会有较多种类，其中一种叫做外界流体和储层岩石矿物流体不匹配造成损害，其形成原因可以体现在以下几点：(1）流体中固相颗粒堵塞油气层造成的损害，入境一般会有两种固相的颗粒，一种是加入有用的颗粒，当前比较常见的有加重剂，另一种则是有害固体，其自身包含岩屑等污染物，损害油气的原理是井眼中流体的液体压力过大造成空隙进入油气层从而造成堵塞。
(2）压漏油气造成油气层损害，地质自身的性质发生变化，这也使得相关人员在作业的时候很容易形成这种损害，特别是作业的液压过大时会造成液漏进入油气层，从而使得油气层受到损害。
(3）出砂和底层坍塌造成油气层损害，在具体采油的过程中随着采油的深入油气层的变化，会造成出现较大的压差，这也很容易造成油气层出现大量的砂，导致气层出现坍塌从而造成较大的影响。
(4）加深油气层损害深度，在具体开展作业的过程中由于造成较大的差距，在高压差的作用下，油气层的固量和滤液量形成较大的差距，这也使得自身的损害和液相受到影响，从而造成油气层受到较大的影响。
1.2压裂损害在分析不同程度的损害时，压裂可能会产生负面影响。
在压裂过程中，残渣对压裂效果有很大影响。
如果相对较小的颗粒进入油气层，可能会出现堵塞。
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。
塔里木油田试油与修井作业中油气层的损害与保护措施
பைடு நூலகம்２油气层产生损害的主要原因
４ 结语
实践证 明 ， 钻井 、 完井 、 修 井及增产 措施的 每个施 工作业过 程， 都有 可能 对油 气层造 成人 为 的损 害与污 染 ， 使油 气 层改变 了岩石 结构 和表 面性 质 ， 引起 岩石 润湿 和流 体状 态的 改变 ， 从 而降低井 底附近地 带油 气层的渗透 率 ， 降低油 气井 的产能 。当 损害程 度 严重时 ， 油气 层可 能被 完全堵 死 。并且 ， 如果 后一项 作业没有 搞好 油层保护 ， 就 可能使 前面各项作 业 中油层保护 工 的侵 入 造成 油 气 层润湿 性 的改 变 ， 降低 了油 、 气 的相渗 透 率 。 作所获得成效 部分或全部丧 失。 无论 哪一 类伤 害 ， 储 层本 身的 内在 条件 是主要 因素 ， 当储 层不 参考文献 ： 【 １ 】 毛春鹏 ． 修 井 作业过 程 中油层 的污染 和保 护研 究『 Ｊ Ｊ ． 中 能适应外界 条件变化时 ， 就会导致储 层渗 透率的降低 ’ 。 国石油和化工标准 与质量 ， ２ ０ １ ４ ， ０ ４： １ １ ３ ． ３ 井下作业过程中油层保护 ｆ ２ ］ 孙 海洋 ， 田秦川 ， 李京梅． 浅析我 国油 田井下作业 技术 的 ３ ． １ 射 孔造成的伤 害主要 是射孔液 压差及滤 失和孔 眼壁压 现状与发展【 ｊ ］ ． 化工管理 ， ２ ０ １ ４ ， ０ ８ ： ２ ５ ８ ． 实 。为 了消除 这 种伤 害 ， 目前 广泛 采 用油 管 传输 负 压射 孔技 『 ３ １ 王 炜． 不压 井作 业装 置技 术现状 与应用 分析 ［ Ｊ ］ ． 石油机 术， 油管 传输负压 射孔 的优 点是 ： ①负 压射 孔能 迅速产生 回流 ，
１ 油气层伤害机理
第九章油气层损害与钻井完井液
第九章油气层损害与钻井完井液
第九章油气层损害与钻井完井液
(2)孔隙结构参数 主要有：孔喉大小、分布、孔喉弯曲程度和孔喉连
通程度。 a、其它条件相同时，孔喉越大固相颗粒损害
程度越大；滤液造成水锁、贾敏等损害的可能性越小。 b、孔喉弯曲程度增加越易受到损害。 c、孔隙连通性越差越易受到损害。
b、碱敏性矿物 与高pH值外来液作用产生分散、脱离或新的硅酸盐沉
淀、硅凝胶，并引起渗透率下降的矿物。 主要有：长石、微晶石英、各类粘土矿物、蛋白石等。
c、酸敏性矿物
指油气层中与酸液作用产生化学沉淀或酸蚀后释放出微 粒，并引起渗透率下降的矿物。
d、速敏矿物 油气层中在高速流体流动作用下发生运移，并堵塞喉道的
2、使其后的所有作业变得困难。 3、造成油气井产能的降低，同时降低油田最终 采收率低，使开发成本提高，成本回收缓慢。
第九章油气层损害与钻井完井液
三、油气层保护技术的发展历程
1、国外油气层保护技术的发展历程
年代 技术发
发展原因
技术发展水平
存在的问题
展阶段
50年代 认识阶 石油价格低、基本忽 有些学者开始提出油井投产 重视降低原油成本，忽略
第九章油气层损害与钻井完井液
b、损害机理 (a)一方面比孔喉尺寸大的乳状滴堵塞孔喉； (b)另一方面是提高流体的粘度，增加流动阻力。
注意：同一岩石的有效渗透率之和小于岩石的绝对渗 透率。有效渗透率除与岩石自身的性质有关外，还与流体 的饱和度及岩石的润湿性有关。
第九章油气层损害与钻井完井液
渗透率是孔喉大小、均匀性和连通性三者的共同体现。 如果储层的渗透率高孔喉较大、较均匀、连通 性好、胶结物含量低、受固相侵入损害的可能性大。 如果储层的渗透率低孔喉较小、连通性差、胶 结物含量高、易受水化膨胀、分散运移、水锁、贾敏损害。
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。
基于试油作业研析油气层的受损问题及保护策略
在油田开发过程中，试油和修井作业起到了非常关键的作用，借助试油作业能够进一步明确油田的储油质量，修井作业的落实能够推动石油生产的发展。
从这个角度来看，试油修井作业在油田开发过程中的作用不可替代。
但是由于试油和修井作业的作业环境和作业工序较为复杂，在作业过程中很容易会油井的油气层造成破坏，因此，需要对试油和修井作业中的损害问题进行分析之后，研究出相应的保护措施，保证油田开发活动的有序进行。
一、分析试油与修井作业中油气层的损害种类1.作业中黏土及粉砂对油气层的损害黏土和粉砂的出现可能给油气层造成较为明显的负面影响，主要是对油气质量的负面影响较大。
造成这种现象的原因主要是：细砂在地质运动的作用下产生的运移和膨胀使得大量泥浆进入油气层，油气层的油气质量受到严重影响。
针对此类损害经常采用的处理方式为，利用有机物和无机物对其中的粉砂进行消毒，最常使用的为氢氟酸，同时利用芳香烃对油气层中的油气沉淀问题加以处理。
在实际处理工作中，需要根据产生的实际损害情况采取有效的处理措施，保证油气层质量。
2.作业中垢质对油气层的损害试油修井作业过程中通常会在油井内留下一些污垢，这些污垢可能会在接触油气层后影响其质量提升，使其表层形成乳状物，对油田开发工作带来一定影响。
因油气具有豁度高的特性，为此，针对污垢物污染之后的油气层处理多采用破乳剂来处理。
对于那些主要成为为氢氧化物的污垢物的处理，需要运用盐酸来处理，通过有效的处理方法降低试油和修井作业对油气层的影响，保证油田开发工作的顺利开展。
二、造成试油及修井损害油气层的相关因素1.造成负面影响的二氧化碳驱油损害试油修井作业过程中可能会出现二氧化碳进入油气层的现象，二氧化碳与多种矿物质产生反应，特别是对盐酸盐物质产生溶解反应，进而在矿层中形成大量孔隙，对矿层的整体结构产生影响。
在环境中存在酸性物质的情况下，二氧化碳还会与其产生硫酸铁类沉淀物。
同时，当二氧化碳进入油井下方之后，还会与原油产生反应，形成大量的沉淀物，最终导致油气层的油气质量受到严重影响。
钻井过程中保护油气层
图5-1 钻井液中固相对地层 渗透率的影响受损害渗透率 钻井过程中的保护油气层技术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。
第一节 钻井过程中造成油气层损害原因分析一．钻井过程中油气层损害原因钻开油气层时，在正压差、毛管力的作用下，钻井液的固相进入油气层造成孔喉堵塞，其液相进入油气层与油气层岩石和流体作用，破坏油气层原有的平衡，从而诱发油气层潜在损害因素，造成渗透率下降。
钻井过程中油气层损害原因可以归纳为以下五个方面。
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钻井液中存在多种固相颗粒，如膨润土、加重剂、堵漏剂、暂堵剂、钻屑和处理剂的不溶物及高聚物鱼眼等。
钻井液中小于油气层孔喉直径或裂缝宽度的固相颗粒，在钻井液有效液柱压力与地层孔隙压力之间形成的压差作用下，进入油气层孔喉和裂缝中形成堵塞，造成油气层损害。
损害的严重程度随钻井液中固相含量的增加而加剧（图5-1），特别是分散得十分细的膨润土的含量影响最大。
其损害程度与固相颗粒尺寸大小、级配及固相类型有关。
固相颗粒侵入油气层的深度随压差增大而加深。
2）乳化液滴堵塞油气层对于水包油或油包水钻井液，不互溶的油水二相在有效液柱压力与地层孔隙压力之间形成的压差作用下，可进入油气层的孔隙空间形成油-水段塞；连续相中的各种表面活性剂还会导致储层岩心表面的润湿反转，造成油气层损害。
2．钻井液滤液与油气层岩石不配伍引起的损害钻井液滤液与油气层岩石不配伍诱发以下五方面的油气层在损害因素。
1）水敏低抑制性钻井液滤液进入水敏油气层，引起粘土矿物水化、膨胀、分散、是产生微粒运移的损害源之一。
油气层损害机理
Ki-1
说明储层发生了速度敏感损害，即储层具有速敏性
•临界流量Qc的确定
我们把发生速敏损害的前一个流量点的流量
（ Qi-1 ）称为临界流量Qc 。
18
速敏实验曲线
渗透率(×10-3m2)
0.2 0.16 0.12 0.08 0.04
0 0
Pm1 Pm1(反向地层水)
0.2
0.4
0.6
严重，提高返排恢复率，酸洗清除滤饼 水平井大部分采用裸眼或衬管完成，酸液和氧化剂清除滤饼 应用屏蔽暂堵原理设计无损害的钻井完井液 欠平衡作业是抑制固相侵入损害的有效途径 现场一般通过对压井液、射孔液、修井液、酸液、压裂液、
注入流体的严格过滤来避免固相侵入损害
33
1.3 相圈闭损害
相圈闭与不利的毛管压力和相对渗透率效 应有密切关系
石蜡、沥青沉积 盐类沉积、水合 物、类金刚石物
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
注 水 和 EOR 过 程为主
热力采油为主
13
1 物理作用损害
物理作用损害指钻井、完井、压井、增产 措施中设备和工作液直接与地层发生物理 变化造成的渗透率下降
8
概述
外来固相侵入、水敏性损害、酸敏性损害、碱敏 性损害、微粒运移、结垢、细菌堵塞和应力敏感 损害等都改变渗流空间
引起相对渗透率下降的因素包括水锁（流体饱和 度变化）、贾敏、润湿反转和乳化堵塞
油气层损害主要发生在井筒附近区，因为该区是 工作液与油气层直接接触带，也是温度、压力、 流体流速剧烈变化带
油藏若在低于泡点压力下开采，溶解气的溢出使气 相饱和度增加，可出现气相圈闭
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浅议开发过程中对油气层损害
摘要：在油气田开发过程中，油气层损害问题非常普遍。
油气层损害不仅损失
油气资源，而且提高生产成本。
油气层保护对油田生产至关重要，其目的是要力
争做到既能保护油气层，又要降低作业费用，使油气田达到最经济的开发。
对油
气田开发各环节中发生的油气层损害的机理分析是油气层保护的基础。
本文对了
解钻井、完井、生产、修井、增产增注措施以及提高采收率等作业中潜在的油气
层损害的类型以及机理进行了分析，认为一方面油气田开发过程中的油气层损害
问题是不可避免的。
关键词：钻井过程油气层损害；完井过程油气层损害；开发生产过程油气层
损害
1.1 钻井
钻开油气层时，在正压差和毛管力的作用下，钻井工程对油气层损害的两个
主要来源是：
1.滤失到地层的钻井液与油气层岩石矿物的反应；
2.钻井液中固体微粒的入侵。
钻井过程中造成油气层损害的因素有以下几方面：
1.压差。
压差是造成油气层损害的最主要因素之一。
在一定压差下，钻井液
中的滤液和固相就会渗入地层内，造成固相堵塞和粘土水化等问题。
钻井液进入
油气层的深度和损害程度均随正压差的增大而增大，但过高的负压差又会引起出
砂问题。
2.浸泡时间。
钻井液滤失到油气层中的数量随钻井液浸泡时间的延长而增加。
3.环空流速。
若环空流速设计不合理，也将损害油气层的渗透率。
高的环空
流速，对井壁的冲刷严重，钻井液的动滤失量增大，钻井液固相和液相对油气层
侵入深度及损害程度亦随之增加；同时增大钻井液对井底的有效液柱压力，即增
大对井底的压差。
4.钻井液中的固相含量及固相粒子的级配。
固相对油气层损害的大小决定于
固相粒子的形状、大小及性质和级配。
5.钻井液对粘土水化作用的抑制能力。
油气层中粘土的水化膨胀、分散、运
移是油气层水敏损害的根本原因，钻井液对粘土水化的抑制性愈弱，则地层水敏
损害愈大。
6.钻井液液相与地层流体的配伍性。
钻井液液相与地层流体，若经化学作用
产生沉淀或形成乳状液，都会堵塞油气层，其中水基钻井液滤液通常与地层水不
配伍、能形成各类沉淀，是最常见的损害。
7.各种钻井液处理剂对油气层的损害。
各类钻井液处理剂随钻井液滤液进入
油气层都将会与油气层发生作用，尽管其作用类型、机理因处理剂种类和油气层
组成结构不同而异，但大多数会对油气层产生不同程度的损害。
1.2 固井
固井作业中，在钻井液和水泥浆有效液柱压力与油气层孔隙压力之间产生的
压差作用下，水泥浆通过井壁被破坏的泥饼而进入油气层，滤失到地层的氢氧化
钙同地层内部的硅反应生成硅酸钙等化合物损害油气层；水泥微粒的入侵也会对
油气层产生损害。
一般认为，固井作业引起的地层损害的原因有以下几个方面：
1.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，从而造成
有机垢、无机垢或乳化堵塞等损害。
2.水泥浆中固相颗粒引起的地层损害。
水泥浆中固相颗粒直径较大，但粒径
在5～30μm的仍占到15%左右，这些颗粒在压差作用下仍能进入油气层孔喉中，堵塞油气孔道。
据资料报道，水泥浆颗粒侵入深度约为2cm，但如果固井发生井漏，则水泥浆中固相颗粒可能进入油气层深部，造成严重损害。
3.水泥浆滤液对地层的损害。
根据现有的研究表明，水泥浆滤液对油气层的
损害确实存在，但非常有限。
因为水泥浆的失水是一次性的，其滤失量有限，其
滤液虽有较高的pH值，但阳离子浓度也非常高，反过来抑制了粘土的膨胀和水化，有利于这些矿物的稳定。
4.水泥浆滤液中无机盐结晶沉淀对地层的损害。
完井过程油气层损害
2.1 射孔完井
射孔对油气层的损害可归纳为以下几个主要方面：
1.成孔过程对产层的损害。
2.射孔参数不合理或油气层打开程度不完善损害油气层，导致附加压降增大，使油、气的产能下降。
3.射孔压差不当对油气层的损害。
如正压差射孔的“压持效应”将促使已被射开的孔眼被射孔液中的固相颗粒、破碎岩屑、子弹残渣所堵塞；而过高的负压差易
引起地层出砂问题。
4.射孔液对产层的损害。
2.2 防砂完井
油井出砂是砂岩油层开采过程中常见的问题。
胶结疏松的砂岩油层中，松散
的砂粒有可能随同油气一起流入井筒，砂粒会在井筒内逐渐堆积，阻碍油气流流
入井筒甚至使油气井停产。
下面介绍几种防砂措施以及可能造成的损害。
1.裸眼砾石充填完井：在砾石充填井中，尽管砾石充填层的渗透率值在理论
上是相当高的（100～1000μm²），而实际上渗透率由于微粒的入侵只有理论值的
几分之一。
砾石充填层就像一个损害的表皮层。
因此，低质量的砾石和不干净的
砾石充填液是所有类型的砾石充填方式完井产生堵塞的根源。
2.射孔砾石充填完井：矿场应用表明，裸眼砾石充填完井的产量要比射穿砾
石层的套管完井的产量高得多。
在射孔砾石充填完井方式中，大的压力降消耗在
长而细的射孔道内，较大的限制了油气产量。
3.筛网和预制砾石充填衬管完井：采用这种完井方式用来防砂，必须慎用，
因为泥质固体、地层微粒和有机沉积物非常容易发生堵塞。
4.塑料胶结完井：该方法的不利因素在于入侵微粒卡在胶结处，降低渗透率。
该技术的常见失败原因在于不能保证预处理液和胶结剂到达预定的部位。
5.羟基铝胶结完井：近年来该技术用来处理不太严重的出砂油层，其机理是
在修井和增产措施中起稳定粘土的作用。
但是，其稀释或作为后置液时可能形成
沉淀。
6.蒸汽作业中的防砂：有关研究表明砾石充填砂和地层砂在高的pH值下的蒸
汽中会很快溶解，结果导致防砂失败，近井带处砂粒移动。
2.3 试油
国内把从完井后至油气井正常投产为止所经历的各种工序总称为试油。
具体
包括射孔前工序、射孔、测试、解堵酸化等投产措施、系统试井等。
这里主要介
绍各工序配合不当对油气层的损害。
具体表现在：
1.压井液性能不良对油气层损害严重；
2.频繁起下管柱，增加压井次数；
3.各工序配合不紧凑延长压井时间等方面。
由此可见，不注意试油过程对油气层的损害，将会使钻井、完井过程所采取的保护油气层技术功亏一篑。
参考文献：
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