(优选)第储层敏感性分析
《油层物理学》第5节：储层岩石的敏感性研究
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
华北坳陷第三系：
接触胶结中的φ：23~30%，K：(50~1000)×10-3μm2 孔隙胶结中的φ：18~25%，K：(1~150)×10-3μm2 基底胶结中的 φ：8~17%， K < 1×10-3μm2
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
5. 影响粘土膨胀的因素：effect factor on clay swelling 粘土类型 clay type 含量 clay content 分布clay distribution 水的矿化度 water saltiness/salinity 阳离子交换性cation exchange
第五节 储层岩石的敏感性研究
Research on sensitivity of reservoir rock
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
讲课提纲
一. 问题的提出 二. 胶结物与胶结类型 三. 敏感矿物
●水敏性矿物 ●盐敏性矿物 ●酸敏性矿物 ●碱敏性矿物 ●速敏性矿物 ● 盐敏 四. 储层敏感性的评价方法 ●推荐程序 ●试验流程 ●发展趋势
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
（1）粘土遇水膨胀 ― 水敏性矿物
Clay swelling ——water sensitivity mineral 1. 起因：晶层间联系的牢固性 水敏性矿物由于其在晶层间的吸水引起的膨 胀，砂粒上的粘土颗粒的絮解和在粘土片外表形 成的定向水化层。
如：蒙脱石是硅氧四面体结构，晶层间的 距离与所嵌离子的离子半径的差会引起阳离子 的交换，或水分子的进入，因而引起膨胀。
油藏物理学——储层岩石的敏感性研究
储层的敏感性特征及开发过程中的变化
储层的敏感性特征及开发过程中的变化摘要：由于储层岩石和流体的性质，储层往往存在多种敏感性，即速敏、水敏、盐敏、酸敏、碱敏、应力敏感性和温度敏感性等七种敏感性。
不同的敏感性产生的条件和产生的影响都有各自的特点。
本文主要从三个部分研究分析了储层的敏感性特征。
即：粘土矿物的敏感性；储层敏感性特征；储层敏感性在开发过程中的变化。
通过这三个方面的研究，希望能给生产实际提供理论依据，进而指导合理的生产。
关键词：粘土矿物；储层；敏感性1．粘土矿物的敏感性特征随着对储层研究进一步加深，除了进行常规的空隙结构和空隙度、渗透率、饱和度等的研究外，还必须对储层岩心进行敏感性分析，以确定储层与入井工作液接触时，可能产生的潜在危险和对储层可能造成伤害的程度。
由于各种敏感性多来至于砂岩中粘土矿物，因此它们的矿物组成、含量、分布以及在空隙中的产出状态等将直接影响储层的各种敏感性。
1.1 粘土含量在粒度分析中粒径小于5um者皆称为粘土，其含量即为粘土总含量。
当粘土矿物含量在1%~5%时，则是较好的油气层，粘土矿物超过10%的一般为较差的油气层[1]。
1.2 粘土矿物类型粘土矿物的类型较多，常见的有蒙皂石、高岭石、绿泥石、伊利石以及它们的混层粘土[2]。
粘土矿物的类型和含量与物源、沉积环境和成岩作用阶段有关。
不同类型的粘土矿物对流体的敏感性不同，因此要分别测定不同储集层出现的粘土矿物类型，以及各类粘土矿物的相对含量。
目前多彩采用X射线衍射法分析粘土矿物。
常见粘土矿物及其敏感性如表1所示。
1.3 粘土矿物的产状粘土矿物的产状对储层内油气运动影响较大，其产状一般分为散状（充填式）、薄层状（衬底状）和搭桥状[1]。
在三种粘土矿物类型中，以分散式储渗条件最好；薄层式次之；搭桥式由于孔喉变窄变小，其储渗条件最差。
除此之外，还有高岭石叠片状，伊/蒙混层的絮凝状等，而且集中粘土矿物的产状类型也不是单一出现的，有时是以某种类型为主，与其它几种类型共存。
油水井动态分析比赛试题库(含答案)
2010年精细管理油水井动态分析比赛试题库一、填空题1、石油主要是由三种烃类组成:即烷烃、环烷烃和(芳香烃)。
2、根据油田水与油﹑气分布的相对位置，分为（底水）﹑边水和夹层水。
3、在现场油水井动态分析中，经常应用油田水的水型和（总矿化度）的变化来判断油井的见水情况。
4、由油管向油层注水称为（正注）。
5、采油井水淹状况资料可直接反映油层的（剩余油）及储量动用状况。
6、含水率是表示油田油井含水多少的指标，它在一定程度上反映油层的（水淹程度）。
7、沉积旋回有（正旋回、反旋回、复合旋回）三种类型。
8、注水调剖要达到调整（吸水剖面）、改善水驱开发效果的目的。
9、砂岩的主要胶结物为（泥质）和灰质。
10、表示含油性好坏的指标用含油（饱和度）。
11、褶皱分为背斜和（向斜）。
13、开发方式一般可分为两大类，一类是利用油藏的（天然）能量进行开采，另一类是采取人工补充油层能量进行开发。
14、七点法面积注采井网中，1口采油井受周围（6）注水井的影响。
15、保持一定的（沉没度）可以防止抽油泵受气体影响或抽空，有利于提高泵效。
16、电潜泵排量是单位时间内油泵排出液体的（体积）。
17、在油井生产过程中，所测得的油层中部压力叫（流动）压力。
19、地层条件下的原油粘度除受油藏温度和油藏压力影响外，还受构成原油的（组分）和天然气在原油中的（溶解度）的影响。
21、聚合物提高采收率的主要机理是（提高驱油剂的波及系数），表面活性剂驱提高采收率的主要机理是（提高驱油剂的洗油效率）。
22、油井流入动态关系IPR曲线是指（油井产量）与（井底流压）的关系，它表示油层向井底的供液能力，它是分析油井动态和进行油井生产系统设计的基础。
23、注水井的洗井方式包括（正洗）、（反洗）、（正反洗）。
24、通过水井压力测试测得的资料可算出单井的（吸水指数）和（注水压差）。
25、油气藏内的油水界面与油层顶界的交线称为（外含油边界）。
26、油层本身的产液能力用（采液指数）来衡量的。
储层敏感性研究
二、外来流体与岩石的相互作用
1. 粘土矿物的水化膨胀 外来流体使地层内一些粘土矿物发生水化、 膨胀，堵塞孔喉。 2. 地层内部微粒迁移
外来流体流动速度及压力波动使地层内部微粒发生 迁移，堵塞孔喉，使渗透率降低，或疏通孔喉，使 渗透率升高。速敏性
3. 酸化过程中的化学沉淀 酸化增产措施中，若配方不合适，或措施不当，酸 化后可发生再沉淀，堵塞孔喉，使渗透率降低。
膨胀后的水敏矿物：蒙脱石、伊蒙混层 胶结不坚固的碎屑微粒：石英、长石等 油层酸化处理后释放的碎屑微粒
3. 流体性质对速敏性的影响
盐度、 PH值、分散剂 低盐度流体： 水敏矿物水化、膨胀和分散，
在较低流速下发生迁移。
高PH值：减弱颗粒与基质间结构力，胶结差的地层微粒
释放到流体中，使地层微粒增加。
（3）油水分层流动的情况
在油流区，水 湿微粒受束缚 水影响被约束 不移动； 在水流区水湿 微粒会移动。
（由于压力波动，一般不形成稳定的桥堵）
（4）混性润湿微粒在油流中的迁移情况
（当储层中的油流动时，微粒位于束缚水与油的油水界面处， 微粒受油的拉力而沿油-水界面运动）
（5）在注入油-水互溶剂时的微粒迁移情况
发生迁移： 堵塞孔隙； 解堵
加入油-水互溶剂时，会使得本来由于润湿性和界面张力 控制而固定的微粒发生迁移作用。相反，发生解堵作用。
三、储层酸敏性
酸化液进入地层后，与地层中的 酸敏矿物发生反应，产生沉淀或释放 微粒，使地层渗透率下降的现象。 酸敏矿物：
HCl: 含铁矿物（绿泥石、铁碳酸盐等） 生成Fe(OH)3 SiO2 HF: 高含钙矿物（如方解石、钙长石、沸石等） CaF2 SiO2
与喉道微粒匹配的微粒 开始移动，形成“桥堵” 速度大，移动微粒数量 骤然增加。
储层五种敏感性概念
储层的五种敏感性：
几乎所有井的油层都会受到不同程度的损害，油层损害必然导致产能损失及产量下降。
储层对于各种类型地层损害的敏感性程度，即为储层敏感性。
1、速敏性是指因流体流动速度变化引起地层微粒运移、堵塞喉道，导致渗透率下降的现象。
速敏性研究的目的是在于了解储层的临界流速及渗透率的变化与储层中液体流动速度的关系。
地层微粒是指地层中包括粘土微粒和其它矿物的碎屑微粒在内的所有可移动微粒，它的存在是引起速敏性的内因。
2、水敏性储层中粘土矿物及其它自生矿物在原始地层条件下处于一种含有一定矿化度的盐水环境中，当淡水或低矿化度的水进入地层后，由于环境条件的改变，这些矿物就会发生膨胀、分散、脱落和运移，减小或堵塞储层喉道，造成储层渗透率降低，地层这种遇淡水降低渗透率的现象称水敏性。
3、酸敏性：用各种酸液处理地层，已成为油气田开发改造过程中的常用措施，它可以清除井筒附近地层的酸溶性堵塞，溶蚀岩石矿物，扩大油气流通通道，改善油气层渗流能力。
在酸处理过程中，如果酸液选择或施工程序不合理，也会对地层造成损害。
酸液进入地层后，与地层中的酸敏性矿物发生反应，产生沉淀或释放出微粒，使地层渗透率下降的现象称为酸敏性。
4、碱敏性是指碱性工作液进入储层后，与储层岩石或储层液体接触，并使储层渗流能力下降的现象。
5、压敏性：应力敏感性是指岩石渗透率随有效应力（或称净围压）的增加而下降的现象。
中国石油大学(华东)22春“石油工程”《采油工程方案设计》期末考试高频考点版(带答案)试卷号1
中国石油大学（华东）22春“石油工程”《采油工程方案设计》期末考试高频考点版（带答案）一.综合考核(共50题)1.盐敏评价实验的目的是找出孔隙度明显下降的临界矿化度，以及由盐敏引起的油气层损害程度。
()A、错误B、正确参考答案：A2.射孔参数与油井产能比关系正确的有()。
A、孔密越大产能比越小B、孔深越大产能比越大C、油藏越均质产能比越大D、孔径越大产能比越小参考答案：BC3.生产套管设计的主要内容在于套管尺寸、强度和密封性设计。
()参考答案：正确4.采油工程方案设计的基础资料包括油田地质资料、油藏工程资料以及采油工程方案中所涉及的各单项工程设计的基础资料等。
()参考答案：正确5.砾石充填完井砾石用量等于充填部位的体积。
()参考答案：A6.下列说法正确的是()。
A.化学防砂一般适用于薄层短井段粉细砂B.机械防砂一般成功率低，有效期短C.机械防砂一般比化学防砂产能损失小D.机械防砂一般比化学防砂产能损失大参考答案：AC7.下列稠油分类说法正确的是()。
A、地面脱气原油粘度大于50mPa·sB、地层条件下脱气原油粘度大于50mPa·sC、特稠油20℃时原油密度大于980kg/m3D、20℃时脱气原油密度大于920kg/m3参考答案：BD8.土酸处理油气层时盐酸预处理有利用降低酸化成本、提高酸化效果。
()参考答案：正确9.简述注水井试注中排液的目的。
参考答案：1、排出钻井，完井过程中产生的不同程度的伤害与堵塞；2、在井底附近造成适当地低压区，为注水创造有利的条件；3、可以采出注水井井底附近部分原油，减少地层储量损失。
10.B、正确参考答案：A11.射孔孔眼方位平行于射孔井段的最大应力方向，则()。
A.节流表皮效应大B.流动效应高C.易出砂D.破裂压力低参考答案：BD12.采油工程方案设计时需要收集的油藏工程资料主要包括什么?参考答案：1、油藏流体的组成及性质，包括地面原油性质，天然气性质、油田地层水性质以及地层原油“PVT”等分析资料。
储层敏感性预测技术研究——以新疆油田准东地区为例
［ 收稿 日期 ］２ １ —０ ０ １ ３—２ ２ ［ 者 简 介 ］ 王 松 （ ９４一 ，男 ，１ ８ 作 １６ ） ９ ５年 大 学 毕 业 ，教 授 ，现 主要 从 事油 田 化学 方 面 的 教 学与 科 研 工 作 。
、Байду номын сангаас
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１２・ ２
石 油 天然 气 学 报 （ 汉 石 油 学 院 学 报 ） 江
神经 网络 （ ａｋＰ ｏ ａ ａｉｎＮｅ ｒｌ ｔ ｏ ｋ ，简称 为 Ｂ Ｂ ｃ— ｒｐ ｇ ｔ ｕａ Ｎｅｗ ｒ ） ｏ Ｐ网络 。标 准 Ｂ Ｐ算 法 收 敛 速 度慢 的 重要 原 因 是学 习速 率选 择不 当 。学 习速 率选 得太 小 ，收敛 太 慢 ；学 习速 率选 得太 大 ，则有 可 能修 正过 头 ，导 致发 散 。在实 际应 用 中 ，一般 采用 的是 改进 的学 习算 法 。 为 了找 到 合 适 的 Ｂ 改进 算 法 ，选 择 了 以 下 ４种 学 习 算 法 ：动 量 梯 度 下 降 算 法 （ｒ ｉｇ ｍ） Ｐ ｔａ ｄ ； ｎ
２１年 ｌ Ｏ１ Ｏ月
Ｆ ｅｃ ｅ— ｅ ｖ ｓ 扼梯 度 反 向算法 （ｒｉｃ ｆ ； 自适 应 学 习速率 梯 度 下 降算 法 （ｒ ｉｇ ａ ；Ｉ ｖ ｎ ｅｇ ｌ ｈ ｒＲ ｅ ｅ 共 ｔ ｔａｎ ｇ） ｔａ ｄ ） ｅ ｂ ｒ ｎ ｅ Ｍａｑ ａｄ 算法 （ｒｉｌ ｒｕ ｒｔ ｔａ ｍ）进 行优 选 。 ｎ
［ 要 ］ 储 层 敏 感 性 情 况 在保 护 储 层 的过 程 中 占有很 重 要 的 地 位 ，储 层 敏 感 性 快 速 预 测 技 术 可 以节 省 大 量 摘
的 人 力 、 物 力 和 时 间 。 因此 ，采 用 人 工 神 经 网络 建 立 模 型 来 对 储 层 敏 感 性进 行 预 测 。 为 了提 高 神 经 网 络
乌尔禾油田克拉玛依组储层敏感性差异及工艺措施优选
维普资讯
石 油 天 然 气学 报 （ 汉 石 油 学 院学 报 ） 江
２０ 年 ６ ０７ 月
物 主要 为泥质 ，含量 ５ ，偶 见方 解石 ，胶 结程度 致密 。 ２ ）鸟 ３ ３井 区 乌 ３ 井 区为扇三 角 洲平原 亚相 沉积 ，储 层岩 性 为 中细 粒 岩 屑砂 岩 、不 等粒 岩 屑砂 ３
功 率 ，为 类 似 储 层 的 重 新 评 价 提 供 了方 法 和 思 路 。
［ 键 词 ］ 储 层 敏 感 性 ；压 裂 措 施 ；乌 尔 禾 油 田 ；准 噶 尔 盆 地 关 ［ 图分 类 号 ］ Ｔ ４ 中 Ｅｌ３ ［ 文献 标 识 码 ］ Ａ ［ 章 编 号 ］ １０ —９ ５ 【０ ７ ３— ０ ７ ４ 文 ０ ０ ７ ２ ２ ０ ）０ ０ ６ —０
乌 尔禾油 田构造 上位 于 准噶 尔 盆地西 北缘 乌一 断 裂带 的 乌 尔禾 构 造带 ，该 区构 造 运 动 频繁 ，断 裂 夏 具 有早期 逆 、后 期正 的特 点 ，位 于玛 湖生 烃 凹陷 的上倾 方 向 ，构造 位置 有利 ，油源 丰富 ，发 育多套储 盖
组合 。该 区油气 勘探 始于 ２ Ｏ世纪 ５ Ｏ年代 中期 ，１５ ９９年钻 探 乌 ５井 ，发 现乌 尔 禾 克 拉 玛依 组 油 田，截
乌 尔 禾油 田克 拉 玛依 组储 层 敏 感 性 差 异 及 工艺 措 施 优 选
薛 克（ 新
霎
墨 。。 。 ） 。 。
１ 笙华 （ 吴ｉ 中国石油勘探开发科学研究院， 京 １０８） 北 ０３ ０
［ 要 ］ 通 过 对 鸟 尔禾 油 田 开 发 区鸟 ５井 区和 未探 明 区 鸟 ３ 摘 ３井 区克 拉 玛 依 组地 层对 比 分 析 ， 发 现 同一 沉 积 体 系 控 制 的不 同亚 相 带 储 层 敏 感 性 不 同 。 构 造 低 部 位 的 扇 三 角 洲 前 缘 亚 相 储 层 弱 水 敏 。 油 藏 已探 明 ；构 造 高 部 位 的 扇 三 角 洲 平 原 亚 相 储 层 强 水 敏 ，存 在 常 规 措 施未 达 到 工 业 油 流 的 剩 余 出 油 井 点 ， 油 藏 未 探 明 。
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• 第二阶段又被称为渗透膨胀阶段，即内表面水化阶段，粘 土体积的膨胀率远远大于水化膨胀阶段，其体积膨胀率有 时可达100倍以上，使得储层的渗透率急剧下降。临界盐 度正是这两个过程的交点。
• 一般在酸化处理中，多用盐酸处理碳酸盐岩油层和 含碳酸盐胶结物较多的砂岩油层，用土酸（盐酸和 氢氟酸的混合物）处理砂岩油层（适用于碳酸盐含 量较低、泥质含量较高的砂岩油层）。
• 对于盐酸来说，酸敏性矿物主要为含铁高的一类矿 物包括绿泥石、绿泥石—蒙皂石混层矿物、海绿石、 水化黑云母、铁方解石、铁白云石、赤铁矿、黄铁 矿、菱铁矿等。
• （3）由于碱性工作液与储层矿物或储层流体不配伍， 破坏了储层原有的离子平衡，产生碱垢，降低储层的 渗透率。
• （4）高pH值环境使矿物表面双电层斥力增加，部分 与岩石基质未胶结的或胶结不好的地层微粒，将随碱 性工作液运移，并在喉道处“架桥”，堵塞孔喉。
三、储层的盐敏性
• 概念：储层盐敏性是指储层在系列盐液中，由于 粘土矿物的水化、膨胀而导致渗透率下降的现象。
• （2）胶结不坚固的碎屑微粒，如胶结不紧 的微晶石英、长石等，常以微粒运移状堵 塞孔隙喉道；
• （3）油层酸化处理后被释放出来的碎屑微粒，如硫 酸盐矿物（石膏、重晶石、天青石）、硫铁矿、岩盐 等，由于温度和压力的变化，引起溶解和再沉淀，或 入侵滤液与地层流体发生有机结垢（石蜡、沥青）和 无机结垢（CaCO3、FeCO3、BaSO4、SrSO4）而堵 塞孔隙喉道。
• 外表面水化膨胀是可逆的，即随着含盐度的增加渗透率基 本上可以恢复，而当盐度低于临界盐度时的内表面水化膨 胀是不可逆的，虽然随着含盐度的增加渗透率也会有所上 升，但恢复程度很低。
四、储层的水敏性
• 概念：指当与地层不配伍的外来流体进入地层后，引 起粘土矿物水化、膨胀、分散、迁移，从而导致渗透 率不同程度地下降的现象。
• 临界盐度——当不同盐度的流体流经含粘土的储 层时，在开始阶段，随着盐度的下降，岩样渗透 率变化不大，但当盐度减小至某一临界值时，随 着盐度的继续下降，渗透率将大幅度减小，此时 的盐度称为临界盐度。
• 粘土膨胀过程可分两个阶段：
• 第一阶段是由表面水合能引起的，即外表面水化膨胀，粘 土矿物颗粒周围形成水膜，水可由渗透效应吸附，并使粘 土矿物发生膨胀。
• （一）速敏矿物与地层微粒
• 速敏矿物是指在储层内，随流速增大而易于分散 迁移的矿物。
• 高岭石、毛发状伊利石以及固结不紧的微晶石英、 长石等，均为速敏性矿物。
• 地层内部可迁移的微粒包括三种类型：
• （1）储层中的粘土矿物，包括速敏性粘土矿物 （高岭石、毛发状伊利石等）和水敏性粘土矿物 （蒙皂石、伊利石/蒙皂石混层）等。
• 碱性工作液通常为pH值大于７的钻井液或 完井液，以及化学驱中使用的碱性水。
• 碱敏性的机理：
• （1）粘土矿物在碱性工作液中发生离子交换，成为 较易水化的钠型粘土，使粘土矿物的水化膨胀加剧， 导致水敏性。 MH+NaOH=MNa+H2O
• （2）碱性工作液还会与储层矿物发生一定程度的化 学反应，这些新生矿物沉积在储层中，导致其渗透率 伤害。
• 对于氢氟酸来说，酸敏性矿物主要为含钙高的矿物， 如方解石、白云石、钙长石、沸石类（浊沸石、钙 沸石、斜钙沸石、片沸石、辉沸石等），它们与氢 氟酸反应后会生成CaF2沉淀和SiO2凝胶体，从而 堵塞喉道。
二、储层的碱敏性
• 概念：是指具有碱性（pH值大于7）的油田 工作液进入储层后，与储层岩石或储层流 体接触而发生反应产生沉淀，并使储层渗 流能力下降的现象。
（优选）第储层敏感性分析
一、储层的酸敏性
• 油层酸化处理是油田开采过程中的主要增 产措施之一。酸化的主要目的是通过溶解 岩石中的某些物质以增加油井周围的渗透 率。但在岩石矿物质溶解的同时，可能产 生大量的沉淀物质，如果酸处理时的溶解 量大于沉淀量，就会导致储层渗透率的增 加，达到油井增产的效果，反之，则得到 相反的结果，造成储层伤害。
（二）外来流体速度对微粒迁移和孔喉堵塞的影响
（三）流体性质对速敏性的影响
• 对速敏性有影响的流体性质主要为盐度、pH值以及流体 中的分散剂，
• 低盐度的流体使水敏性粘土矿物水化、膨胀和分散，它们 在较低的流速下便会发生迁移，并可在储层内部，总是不同程度地存在着非常细小的 微粒，这些微粒或被牢固地胶结，或呈半固结甚 至松散状分布于孔壁和大颗粒之间。当外来流体 流经储层时，这些微粒可在孔隙中迁移，堵塞孔 隙喉道，从而造成渗透率下降。
• 概念：储层因外来流体流动速度的变化引起储层 微粒迁移，堵塞喉道，造成渗透率下降的现象称 为储层的速敏性。
• 概念：酸敏性是指酸液进入储层后与储层中 的酸敏性矿物发生反应，产生凝胶、沉淀， 或释放出微粒，致使储层渗透率下降的性质。
• 酸敏性导致地层伤害的形式主要有两种：一 是产生化学沉淀或凝胶；二是破坏岩石原有 结构，产生或加剧速敏性。
• 酸敏矿物是指储层中与酸液发生反应产生化 学沉淀或酸化后释放出微粒引起渗透率下降 的矿物。
• 储层水敏程度主要取决于储层内粘土矿物的类型及含 量。
• 常见粘土矿物中，蒙皂石的膨胀能力最强，其次是伊 利石/蒙皂石和绿泥石/蒙皂石混层矿物，而绿泥石膨 胀力弱，伊利石很弱，高岭石则无膨胀性。
• 储层水敏性与粘土矿物的类型、含量和流体矿化度有 关。储层中蒙皂石（尤其是钠蒙皂石）含量越多或水 溶液矿化度越低，则水敏强度越大。
• 微粒迁移后能否堵塞孔喉和形成桥塞，主要取决于微 粒大小、含量以及喉道的大小。
• 当微粒尺寸小于喉道尺寸时，在喉道处既可发生充填 又可发生去沉淀作用，喉道桥塞即使形成也不稳定， 易于解体；当微粒尺寸与喉道尺寸大体相当时，则很 容易发生孔喉的堵塞；若微粒尺寸大大超过喉道尺寸， 则发生微粒聚集并形成可渗透的滤饼。微粒含量越多， 堵塞程度越严重。