油气层保护课件.pptx

1、油气层保护技术油气层保护技术西南石油大学西南石油大学石油与天然气工程学院石油与天然气工程学院李洪建李洪建20162016年年5 5月月 成都成都The Technique of the Formation Protection第三章第三章 油气层损害的室内评价油气层损害的室内评价第一节第一节 概述概述第二节第二节 油气层岩心敏感性实验评价油气层岩心敏感性实验评价第三节第三节 工作液对油气层损害评价工作液对油气层损害评价第四节第四节 油气层损害室内评价的发展油气层损害室内评价的发展 教学目的与要求教学目的与要求l掌握岩心六敏实验的实验原理、目的意义、主要掌握岩心六敏实验的实验原理、目的意义、主要

2、实验程序和流程、评价标准和分析方法；实验程序和流程、评价标准和分析方法；l了解应力敏感性实验及其他实验的主要内容和实了解应力敏感性实验及其他实验的主要内容和实验目的；验目的；l熟悉岩心静态流动实验的基本流程、基本操作。熟悉岩心静态流动实验的基本流程、基本操作。l掌握工作液损害评价的实验内容，评价方法与标掌握工作液损害评价的实验内容，评价方法与标准；准；l了解常用动态损害实验设备和装置了解常用动态损害实验设备和装置 一、一、概念概念1 1、油气层损害室内评价、油气层损害室内评价 是借助各种仪器设备测定油气层岩石与外来流是借助各种仪器设备测定油气层岩石与外来流体作用前后渗透率的变化，来认识和评价油

3、气层损体作用前后渗透率的变化，来认识和评价油气层损害的一种重要手段。害的一种重要手段。即分析和评价外来流体对油气层岩心的损害即分析和评价外来流体对油气层岩心的损害（或保护）程度及其原因。（或保护）程度及其原因。第一节第一节 概述概述 2 2、储层岩心敏感性、储层岩心敏感性储层岩心敏感性是指储层岩心在外来流体储层岩心敏感性是指储层岩心在外来流体或压力作用下渗透率下降的现象，渗透率下降程或压力作用下渗透率下降的现象，渗透率下降程度越大，储层对这种外来流体或压力的敏感程度度越大，储层对这种外来流体或压力的敏感程度越大。越大。3 3、储层岩心的五种敏感性、储层岩心的五种敏感性1）速敏性）速敏性(FLo

4、w rate sensitivity)因流体流动速度变化引起储层岩石中微粒运移、因流体流动速度变化引起储层岩石中微粒运移、堵塞喉道，导致岩石渗透率或者有效渗透率下降的堵塞喉道，导致岩石渗透率或者有效渗透率下降的现象。现象。2）水敏性（盐敏性）水敏性（盐敏性）(water/saLt sensitivity)3）酸敏性）酸敏性(acid sensitivity)4）碱敏性）碱敏性(aLkaLine sensitivity)5）应力敏感性）应力敏感性(stress sensitivity)4 4、油气层敏感性流动实验中的重要概念、油气层敏感性流动实验中的重要概念1 1）水敏指数）水敏指数(water

5、 sensitivity index)(water sensitivity index)2 2）临界流速）临界流速(criticaL veLocity)(criticaL veLocity)3 3）临界盐度）临界盐度(criticaL saLinity)(criticaL saLinity)4 4）临界）临界pHpH值值(criticaL pH vaLue)(criticaL pH vaLue)5 5）临界应力）临界应力(criticaL stress)(criticaL stress)6 6）次地层水）次地层水(sub-formation water)(sub-formation water

6、)7 7）标准盐水）标准盐水(standard brine)(standard brine)储层特征储层特征 储层潜在储层潜在 损害因素损害因素诱发因素诱发因素 地层损害机理地层损害机理 保护油气层技术保护油气层技术 现场试验现场试验 推广应用推广应用二、目的意义二、目的意义 1 1、定量评价油气层损害的原因和程度；为地层、定量评价油气层损害的原因和程度；为地层损害机理研究提供依据；损害机理研究提供依据；2 2、定量评价入井流体或作业工况下储层损害程、定量评价入井流体或作业工况下储层损害程度，为研究和制定保护油气层技术提供实验依据。度，为研究和制定保护油气层技术提供实验依据。三、主要内容三、主

7、要内容 1 1、油气层敏感性评价、油气层敏感性评价 速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏和应力敏感速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏和应力敏感 等六敏实验等六敏实验 （单因素分析研究）（单因素分析研究）2 2、工作液对油气层的损害评价、工作液对油气层的损害评价 各类工作液对岩心的损害评价各类工作液对岩心的损害评价 （多因素综合分析研究）（多因素综合分析研究）四、研究方法四、研究方法岩心敏感性实验评价岩心敏感性实验评价工作液对储层的损害评价工作液对储层的损害评价速敏速敏评价评价酸敏酸敏评价评价碱敏碱敏评价评价水敏水敏评价评价盐敏盐敏评价评价应力应力敏感敏感评价评价评价各类工作液对评价各类工作液对储层的损害程度

8、储层的损害程度提出保护油气层技术方案（总体方案）提出保护油气层技术方案（总体方案）实验岩心和实验流体制备实验岩心和实验流体制备地层取心地层取心岩样钻取岩样钻取岩样编号岩样编号岩样洗油岩样洗油岩样烘干岩样烘干岩心柱尺寸测量岩心柱尺寸测量岩心柱孔隙度渗透率测岩心柱孔隙度渗透率测量量岩心分类与计划安排岩心分类与计划安排CMS-300五、实验岩心制备五、实验岩心制备1 1、实验岩心的预处理流程、实验岩心的预处理流程岩心抽空饱和岩心抽空饱和井底取出岩心井底取出岩心30303030303030薄片分析薄片分析扫描电扫描电镜分析镜分析油气层室内评价实验油气层室内评价实验X-射线射线衍衍 射射分分 析析2 2

9、、实验岩心钻取、实验岩心钻取岩心的钻、切、岩心的钻、切、洗的注意事项：洗的注意事项：1 1、岩心的钻、岩心的钻、切、洗的液体切、洗的液体应该是应该是3-3-5%NaCL5%NaCL和和KCLKCL的盐水溶液；的盐水溶液；2 2、岩心在烘、岩心在烘干时的温度应干时的温度应控制在控制在60-6560-65o oC C3 3、需保持岩需保持岩心孔隙结构不心孔隙结构不遭破坏。遭破坏。3 3、实验岩样的选择方法、实验岩样的选择方法掌握了该储层大量的岩心分析数据的掌握了该储层大量的岩心分析数据的情况情况找出一系列已经选过的岩样的找出一系列已经选过的岩样的、K K数值；数值；将将所测得的数据标注所测得的数据

10、标注在在LgK-LgK-(或或K-K-）图）图中中利用利用最小二乘法画出回归曲线，再在曲线上找最小二乘法画出回归曲线，再在曲线上找出岩心点。出岩心点。渗透率，渗透率，m m2 2孔隙度，%不掌握储层岩心的分析数据的情况不掌握储层岩心的分析数据的情况在不掌握储层岩心的孔隙度、渗透率资料时，在不掌握储层岩心的孔隙度、渗透率资料时，就需要从有关地质报告中找出岩石基本物性就需要从有关地质报告中找出岩石基本物性的范围，来选择实验岩心物性的范围；的范围，来选择实验岩心物性的范围；若现在有渗透率、孔隙度的岩心分析数据，若现在有渗透率、孔隙度的岩心分析数据，但不在储层孔隙度、渗透率的范围内。但不在储层孔隙度、

11、渗透率的范围内。3 3、实验岩样的选择方法、实验岩样的选择方法4 4、实验岩心的抽空饱和、实验岩心的抽空饱和用地层水或煤油抽空饱和实验岩心用地层水或煤油抽空饱和实验岩心饱和容器饱和容器真空表真空表液体容器液体容器干燥瓶干燥瓶真空泵真空泵.岩心岩心抽空流程饱和流程六、实验流体制备六、实验流体制备地层水（模拟地层水）地层水（模拟地层水）盐水盐水煤油煤油气体气体工作液工作液1 1、地层水（模拟地层水）、地层水（模拟地层水）/煤油煤油概念概念 地层水是指与实验岩心同层的地层水水样地层水是指与实验岩心同层的地层水水样模拟模拟 地层水是指根据地层水水分析结果在室地层水是指根据地层水水分析结果在室内配制的与

12、地层水组成相同的盐水内配制的与地层水组成相同的盐水用途用途测量岩心原始渗透率测量岩心原始渗透率进行岩心速敏实验进行岩心速敏实验阳离子(mg/L)阴离子阴离子(mg/L)(mg/L)Na+K+Ca2+Mg2+CL-SO42-HCO3-CO32-3341.193341.191296.191296.19160.88160.887279.747279.7427.9827.981055.01055.00 0微量元素:I 0mg/L,Br 0.5mg/L,B 0 mg/L总矿化度:13160.98mg/L13160.98mg/L水型:CaCL2pH值:6.956.95地层水分析结果地层水分析结果实例实例化

13、合物组成化合物组成CaCL2MgCL26H2ONa2SO4NaHCO3NaCL3597.933597.931364.141364.1441.3841.381452.781452.787428.127428.12总矿化度:13157.03mg/L13157.03mg/L水型:CaCL2pH值:7.007.00模拟地层水组成模拟地层水组成实例实例 根据地层水分析结果怎样计算模拟地层水化根据地层水分析结果怎样计算模拟地层水化合物的组成及其含量？合物的组成及其含量？思考与作业思考与作业Na+K+Ca2+Mg2+CL-SO42-HCO3-CO32-HCO3-1511074318024112 498 11

14、12 0Na=23 K=39 Ca=40 Mg=24.3 CL=35.5 S=32 O=16 C=12 H=1MgCL2？2 2、盐水、盐水/工作液工作液类型类型用途用途NaCLNaCL（+CaCL2+CaCL2）盐水等）盐水等评价盐水体系或工作液体评价盐水体系或工作液体系对岩心渗透率的损害率系对岩心渗透率的损害率钻井完井液钻井完井液射孔液、压井液、修井液射孔液、压井液、修井液注入水注入水3 3、气体、气体类型类型用途用途空气空气氮气氮气氦气氦气天然气天然气岩心气测渗透率或克氏渗透率岩心气测渗透率或克氏渗透率岩心气体速度敏感性实验岩心气体速度敏感性实验岩心应力敏感性实验岩心应力敏感性实验七、油

15、气层损害室内评价实验准备及实验设计七、油气层损害室内评价实验准备及实验设计1 1、油气层损害室内评价实验的整体设计、油气层损害室内评价实验的整体设计通过对油气层敏感性的研究通过对油气层敏感性的研究,建立合理的评价建立合理的评价程序程序,而合理程序的确定是在对油气层损害机而合理程序的确定是在对油气层损害机理认识的基础上进行。理认识的基础上进行。油气层损害的原因：油气层损害的原因：储层岩石潜在损害因素储层岩石潜在损害因素由于外来条件的改变对油气层造成的损害由于外来条件的改变对油气层造成的损害2 2、系统评价油气层损害和工作液配伍性的室内工作、系统评价油气层损害和工作液配伍性的室内工作分为三步：分为

16、三步：岩石岩石特征评价，分析潜在损害因素；特征评价，分析潜在损害因素；进行进行敏感性评价，探索损害的可能原因和损害敏感性评价，探索损害的可能原因和损害类型；类型；对对工作液类型及措施进行实验筛选，提出防止工作液类型及措施进行实验筛选，提出防止和减少损害的方案和措施。和减少损害的方案和措施。3 3、进行敏感性实验的整体设计包括内容：、进行敏感性实验的整体设计包括内容：实验目的实验目的需要进行那些单项实验和综合性实验；需要进行那些单项实验和综合性实验；实验实验步骤及程序；步骤及程序；实验需要流程、设备；实验需要流程、设备；实验需要材料以及多少岩心样品；实验需要材料以及多少岩心样品；模拟地层水；模拟

17、地层水；工作液和化学添加剂；工作液和化学添加剂；实验结果如何处理及分析。实验结果如何处理及分析。第二节第二节 油气层敏感性实验评价油气层敏感性实验评价“砂岩储层岩心静态流动实验程序砂岩储层岩心静态流动实验程序”（中华人民共和国石油天然气（中华人民共和国石油天然气行业标准行业标准SY/T5358-94SY/T5358-94）一、实验内容、标准和实验目的一、实验内容、标准和实验目的速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力敏感性实验等力敏感性实验等内容内容标准标准1 1、在于找出油气层发生敏感性损害的条件；、在于找出油气层发生敏感性损害的条件；2 2、油气层敏感性损害的程度

18、；、油气层敏感性损害的程度；3 3、为各类工作液的设计、油气层损害机理分析、为各类工作液的设计、油气层损害机理分析 和制定油气层保护技术方案提供科学依据。和制定油气层保护技术方案提供科学依据。目的：目的：二、岩心静态流动实验流程图二、岩心静态流动实验流程图动力部分动力部分过滤部分过滤部分计量部分计量部分动力与过滤部分动力与过滤部分过滤部分过滤部分计量部分计量部分围压围压12122热Sasssassas计量部分计量部分平流泵平流泵中间容器中间容器过滤器过滤器岩心流动实验总流程图岩心流动实验总流程图围压表围压表 手压泵手压泵 岩心夹持器岩心夹持器六通阀六通阀电子天平电子天平流压表流压表12122热

19、Sasssassas平流泵平流泵夹持器夹持器出口出口进口进口围压泵围压泵中间容器中间容器衡压流程衡压流程三、速敏实验三、速敏实验1 1、速敏概念：、速敏概念：是是指在钻井、测试、试油、采油、增产、注指在钻井、测试、试油、采油、增产、注水等作业或生产过程中，当流体在油气层中流动水等作业或生产过程中，当流体在油气层中流动时，引起油气层中时，引起油气层中微粒运移并堵塞喉道微粒运移并堵塞喉道造成油气造成油气层渗透率下降的现象。层渗透率下降的现象。对于对于特定的油气层，微粒运移造成的损害主特定的油气层，微粒运移造成的损害主要与油气层中流体的流动速度有关。要与油气层中流体的流动速度有关。速敏损害机理示意图

20、速敏损害机理示意图流速增大流速增大微粒运移前微粒运移前微粒运移后微粒运移后放放大大2 2、速敏实验、速敏实验目的目的1 1）找出）找出由于流速作用导致微粒运移从而发生损由于流速作用导致微粒运移从而发生损害的临界流速害的临界流速(流量），以及找出由速度敏感流量），以及找出由速度敏感引起的油气层损害程度；引起的油气层损害程度；2 2）为）为水敏、盐敏、碱敏、酸敏四种实验及其它水敏、盐敏、碱敏、酸敏四种实验及其它的损害评价实验确定合理的实验流速提供依据；的损害评价实验确定合理的实验流速提供依据；3 3）为）为确定合理的注采速度提供科学依据。确定合理的注采速度提供科学依据。3 3、速敏原理与作法、速敏

21、原理与作法 以不同的注入速度向岩心注入实验流体以不同的注入速度向岩心注入实验流体（煤油或地层水）并测定各个注入速度下岩心（煤油或地层水）并测定各个注入速度下岩心的渗透率，从流速与渗透率的相关关系上判断的渗透率，从流速与渗透率的相关关系上判断油气层岩心对流速的敏感程度及其伤害程度。油气层岩心对流速的敏感程度及其伤害程度。10iiiQLKA P4 4、速敏实验主要程序、速敏实验主要程序 1 1）抽空饱和抽空饱和。用地层水或煤油抽空饱和实验岩心；。用地层水或煤油抽空饱和实验岩心；为什么要用煤油或地层水进行速敏实验？为什么要用煤油或地层水进行速敏实验？思考思考 2 2）按规定的）按规定的0.100.1

22、0、0.250.25、0.500.50、0.750.75、1.001.00、1.501.50、2.02.0、3.03.0、4.04.0、5.05.0、6.0mL/min6.0mL/min的流量依的流量依次测量岩心渗透率；次测量岩心渗透率；实验中可根据实际情况作适当调整实验中可根据实际情况作适当调整 3 3）在流动状态稳定的情况下，每）在流动状态稳定的情况下，每1010分钟测量一次，分钟测量一次，连续测三次，渗透率相对误差小于连续测三次，渗透率相对误差小于1%1%时更换下一时更换下一个流量。个流量。假设所测的岩心渗透率为假设所测的岩心渗透率为K Ki i(i=1,2,3,n)(i=1,2,3,n

23、)，可以更换下一个流量可以更换下一个流量11100%1%iiiKKK当，时0 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 6.0 渗透率渗透率 10 3 m 27 6 5 4 3 2 1 Ki-1KiQiQi-1流量（流量（mL/min)10iiiQLKA P 若流量若流量 Qi-1 对应的对应的 Ki-1与与 Qi 对应的对应的 Ki 满足：满足：说明储层发生了速度敏感损害，即储层说明储层发生了速度敏感损害，即储层具有速敏性具有速敏性 Ki-1-Ki 100%5%Ki-1 5 5、临界流量、临界流量QcQc的确定的确定 我们把发生速敏损害的前一个流量点的流量我们把发生速敏损害的前一个流量点的流量

24、（Q Qi i-1-1）称为临界流量）称为临界流量Qc Qc。5 4 3 2 1 渗透率渗透率 10 3 m 20 0.5 1.0 1.5 2.0 3.0 6.0 Ki-1KiQiQi-1流量（流量（mL/min)对于实验岩心对于实验岩心,(cQVcAA为渗流面积）2215604cccQQQVcADD/min(/%ccQmlVcmsDcm实验测得的临界流量，临界渗流速度 表观流速），岩心直径，岩心孔隙度，6 6、速敏损害程度的计算、速敏损害程度的计算式中：式中：D Dk1 k1 速敏性引起的渗透率损害率；速敏性引起的渗透率损害率；临界流速前岩样渗透率的算术平均值，临界流速前岩样渗透率的算术平均

25、值，1010-3-3m m2 2；K Kminmin临界流速前岩样渗透率的最小值，临界流速前岩样渗透率的最小值，1010-3-3m m2 2。1min11100%wwKKkKD1wK7 7、速敏损害程度评价指标、速敏损害程度评价指标渗透率损害率（渗透率损害率（%)损害程度损害程度Dk1 5无无5 Dk1 30弱弱30 Dk1 50中等偏弱中等偏弱50 70强强评价标准评价标准 损害率损害率 30%30%70%70%敏感程度敏感程度 弱弱 中等中等 强强SY-T 5358-94SY-T 5358-94标准：标准：maxminmax100%KKDwKmaxminKK，分别为实验中最大和最小渗透率临

26、界生产产量的计算公式临界生产产量的计算公式*（以裸眼井为例）（以裸眼井为例）根据岩心流动实验等确定油层最根据岩心流动实验等确定油层最高采油速度，然后根据试井试采及数高采油速度，然后根据试井试采及数值模拟确定最佳采油量值模拟确定最佳采油量Q,使使 Qmax 1.152 rw Qc H D2 根据渗流力学的基本公式，我们容易推导出：根据渗流力学的基本公式，我们容易推导出：Q Qmax式中：Q油层临界产量或注入量，油层临界产量或注入量，m3/D h油层有效厚度，油层有效厚度，m rw井眼半径，井眼半径，cm Qc实验岩心的临界流量，实验岩心的临界流量，cm3/min D实验岩心直径，实验岩心直径，c

27、m。室内实验临界流速转化到油井产量过程示意图室内实验临界流速转化到油井产量过程示意图实验室临界流速转化为油田临界产量的计算公式实验室临界流速转化为油田临界产量的计算公式设实验的岩心线性流动时的临界流量为设实验的岩心线性流动时的临界流量为QcQc，线，线性流时视临界流速性流时视临界流速VcVc应等于应等于QcQc除以岩心横截面除以岩心横截面积和孔隙度，即积和孔隙度，即224)4/(DQcDQcVcmin)/(cm 对于地层径向流动时的渗流速度为：对于地层径向流动时的渗流速度为：rhQV2 min)/(cm在式中，地层中流速在式中，地层中流速V与距井眼中心半径与距井眼中心半径r成反比，成反比，r越

28、小，则越小，则V越大。即在井壁处越大。即在井壁处r=rw时时V是最大的，为是最大的，为了限制了限制V不超过临界流速，应有不超过临界流速，应有r=rw处，令处，令V=Vc 即即将实验室条件下转换为油藏条件下，这儿我们首先将实验室条件下转换为油藏条件下，这儿我们首先义一个转换系数下：义一个转换系数下：同时假定实验室临界流速同时假定实验室临界流速Qc是在油藏条件下测得，是在油藏条件下测得，那么有：那么有：实验室油藏面积面积转换系数)()(FresLresLkhkh)()(sLRe)()(单位面积量产出注入单位面积量产出注入 hrQDQcu2422282DhQcrrhQcrQwLw28DQcrhQw则

29、由得：则由得：为了使用的方便常假设为了使用的方便常假设=1则有：则有：或：2152.1DQcrw 将上式即根据速敏实验结果得到的采油或注将上式即根据速敏实验结果得到的采油或注水时单位地层厚度的产量或注入量，换为油水时单位地层厚度的产量或注入量，换为油田常用单位应是：田常用单位应是：)/(3mDm式中：式中：Q油层临界产量或注入量，油层临界产量或注入量，m3/D h油层有效厚度，油层有效厚度，m rw井眼半径，井眼半径，cm Qc实验岩心的临界流量实验岩心的临界流量，m3/min D实验岩心直径，实验岩心直径，cm。1、对于裸眼井的情况、对于裸眼井的情况其转换公式：其转换公式：2152.1DQc

30、rwAt )./(3mDm裸眼完井裸眼完井oiL zoneoiL zone2）射孔井的情况）射孔井的情况由可知：由可知：AtQDQc2)4/(2244DQcAtDQcAtQ)1(则则：孔眼孔眼压实粉碎带压实粉碎带颗粒裂缝带颗粒裂缝带渗透率损害带渗透率损害带炸药和岩炸药和岩心粉碎带心粉碎带射孔完井射孔完井塔里木油田台塔里木油田台1井的油井的基本情况：井的油井的基本情况：1 1、油井半径：、油井半径：0.112 0.112 米米2 2、油层厚度：、油层厚度：32 32 米米3 3、射孔枪：、射孔枪：8989枪（适合枪（适合5in5in套管）套管）4 4、射孔密度：、射孔密度：1616孔孔/米米5

31、5、射孔孔眼直径：、射孔孔眼直径：8.12mm8.12mm6 6、射孔深度：、射孔深度：700mm700mm7 7、射孔效率：、射孔效率：100%100%因此该井的射孔渗流面积为：因此该井的射孔渗流面积为：At=13.05mAt=13.05m2 2台台1 1井裸眼完井后的临界产量为：井裸眼完井后的临界产量为：=1.152=1.152*11.211.2*0.42/(2.540.42/(2.54*2.54)2.54)*3232=26.8(m3/d)=26.8(m3/d)台台1 1井射孔完井后的临界产量为：井射孔完井后的临界产量为：=16.05(m3/d)对注水强度的计算与采油井是一样对注水强度的计

32、算与采油井是一样24DQcAtQ图4-5 秦皇岛3 2-6油 田 油 岩心速敏试验曲线01000200030004000500060007000800090001000001234567流速 ml/min渗透率 m d岩心号：7-11 1、为什么要先进行速敏实验，而不是先进行其它敏、为什么要先进行速敏实验，而不是先进行其它敏感性实验？感性实验？思考思考2 2、如果实验结果用于油田注水开发，实验流体是什、如果实验结果用于油田注水开发，实验流体是什么？么？台台2 2井煤油速敏实验曲线井煤油速敏实验曲线3.4513.4803.0542.9512.3042.1402.0842.000台台2 2井盐水速

33、敏实验曲线井盐水速敏实验曲线1.5661.5771.4871.6151.6111.5641.21.31.41.51.61.71.80.160.971.972.9445.03渗透率（渗透率（10-3 m2）流量流量（mL/min）实例：台实例：台2 2井储层速敏实验研究井储层速敏实验研究盐水盐水速敏速敏随着流量增加，岩心随着流量增加，岩心 K K？临界流量：？临界流量：？Dw Dw？速敏程度：？速敏程度：？煤油煤油速敏速敏随流量增加随流量增加,岩心岩心 K K？临界流量：临界流量：？Dw Dw？速敏程度：？速敏程度：？煤油煤油速敏速敏随着流量增加，岩心随着流量增加，岩心 K K？临界流量：？临界

34、流量：？Dw Dw？速敏程度？速敏程度？3.4513.4513.4803.4803.0543.0542.9512.9512.3042.3042.1402.1402.0842.0842.0002.000盐水盐水速敏速敏随着流量增加，岩心随着流量增加，岩心 K K？临界流量：？临界流量：？Dw Dw？速敏程度：？速敏程度：？1.5661.5771.4871.6151.6111.5641.21.31.41.51.61.71.80.160.971.972.9445.03随着流量增加，岩心随着流量增加，岩心 K K 增加增加临界流量临界流量5.03mL/min5.03mL/min速敏程度：弱速敏程度：弱

35、实例：台实例：台2 2井储层速敏实验研究井储层速敏实验研究盐水速敏盐水速敏煤油速敏煤油速敏随流量增加随流量增加,岩心岩心 K K缓慢下降缓慢下降临界流量：临界流量：0.42mL/min0.42mL/min速敏程度：中等速敏程度：中等00.050.10.150.20.250.30.350.10.250.50.7511.523流量（m l/min）10-3um2岩心号：B-9-1层位：VII油组K=059610-3m29-1=059610-3m2速敏实验曲线（盐水）速敏实验曲线（盐水）0.40.60.811.21.41.60.10.250.50.7511.523流量（m l/min）10-3um2

36、岩心号：B-2-4层位：油组K=1.20510-3m2速敏实验曲线（煤油）速敏实验曲线（煤油）四、水敏实验四、水敏实验水敏原理水敏原理 油气油气层中的粘土矿物在原始的地层条件下层中的粘土矿物在原始的地层条件下与地层水处于一种稳定的平衡状态。与地层水处于一种稳定的平衡状态。当当淡水进入地层时，某些粘土矿物就会发淡水进入地层时，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移，从而减小或堵塞地层孔生膨胀、分散、运移，从而减小或堵塞地层孔道，造成渗透率的降低。道，造成渗透率的降低。油气油气层遇淡水后渗透率降低的现象，称为层遇淡水后渗透率降低的现象，称为水敏。水敏。水敏实验目的水敏实验目的 了解粘土矿物遇淡水后的

37、膨胀、分散、运了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过程，找出发生水敏的条件及水敏引起的油移过程，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。气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。地层水地层水Q P1Q P2次地层水次地层水Q P1Q P2蒸馏水蒸馏水Q P1Q P2水敏实验方法水敏实验方法C00.5C00水敏实验流体的矿化度变化梯度水敏实验流体的矿化度变化梯度次地层水次地层水?将地层水用蒸馏水稀释一倍的盐水将地层水用蒸馏水稀释一倍的盐水次地层水次地层水=50%=50%地层水地层水+50%+50%蒸馏水蒸馏水 设地层水矿化度为设地层水矿化度为C0C0，则水敏实

38、验流体的矿化，则水敏实验流体的矿化度为度为C0 C0，0.5C0.5C0 0 ，0 0，因此水敏实验流体的矿化度变化梯度是：因此水敏实验流体的矿化度变化梯度是：水敏损害率水敏损害率水敏评价标准水敏评价标准Dw=K0 -KwK0 100%D Dw w-为岩心渗透率损害率为岩心渗透率损害率 K K0 0-地层水测的岩心渗透率地层水测的岩心渗透率K Kw w-蒸馏水测的岩心渗透率蒸馏水测的岩心渗透率损害率损害率 30%30%70%70%敏感程度敏感程度 弱弱 中等中等 强强图4 八 道湾储层岩心水敏实验曲线00.20.40.60.811.22762720720844442220 mg/l实验盐水矿化

39、度渗透率比值井号：博南1 井岩心号：C o r e 1#Kg=0.33010-3m2水敏实验曲线水敏实验曲线K0K1K20%20%40%60%80%100%120%123地层水次地层水蒸馏水渗透率比值（渗透率比值（%）岩心号岩心号水敏实验曲线水敏实验曲线KgS31=0.847*10-3m2KgS16=54.8*10-3m2KgSS2=2.34*10-3m2渗透率比值渗透率比值水敏实验曲线水敏实验曲线S31 S16 TS2S31 S16 TS21 1、研究水敏实验的作用是什么，用于指导何种作业？、研究水敏实验的作用是什么，用于指导何种作业？2 2、地层水矿化度的变化梯度大小对岩心渗透率的最、地层

40、水矿化度的变化梯度大小对岩心渗透率的最终伤害程度有何影响？终伤害程度有何影响？3 3、矿化度为、矿化度为0 0的蒸馏水在实际生产上的指导意义？的蒸馏水在实际生产上的指导意义？五、盐敏评价实验五、盐敏评价实验盐敏原理盐敏原理 当高于地层水矿化度的工作液滤液进入油气当高于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，将可能引起粘土的收缩、失稳、脱落。层后，将可能引起粘土的收缩、失稳、脱落。当低于地层水矿化度的工作液滤液进入油气当低于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，则可能引起粘土的膨胀和分散。层后，则可能引起粘土的膨胀和分散。这些都将导致油气层孔隙空间和喉道的缩小这些都将导致油气层孔隙空间和喉道的缩小

41、及堵塞，引起渗透率的下降从而损害油气层。及堵塞，引起渗透率的下降从而损害油气层。盐敏实验盐敏实验目的目的 1 1、找出盐敏发生的条件、临界矿化度上下限；、找出盐敏发生的条件、临界矿化度上下限；2 2、由盐敏引起的油气层损害程度；、由盐敏引起的油气层损害程度；3 3、为各类工作液的设计提供依据。、为各类工作液的设计提供依据。盐敏实验种类盐敏实验种类降低矿化度降低矿化度的盐敏实验的盐敏实验升高矿化度升高矿化度的盐敏实验的盐敏实验Ci1 C31 C21 C11 C0 C12 C21 C32 C42 Ci2K实验步骤实验步骤1 1、先用地层水或标准盐水测定岩心原始渗透率、先用地层水或标准盐水测定岩心原

42、始渗透率 K K0 0 ,2 2、按一定矿化度梯度逐级升高或降低注入盐水矿、按一定矿化度梯度逐级升高或降低注入盐水矿化度，并测定每一矿化度化度，并测定每一矿化度 C Ci i下所对应的岩心渗透下所对应的岩心渗透率率K Ki i,对于升高对于升高矿化度的盐敏矿化度的盐敏 求临界矿化度上限求临界矿化度上限 C Ci2i2 及及 K Ki2i2 对于降低高对于降低高矿化度的盐敏矿化度的盐敏 求临界矿化度下限求临界矿化度下限 C Ci1i1及及 K Ki1i1 3 3、当注入流体盐水矿化度高于某一矿化度、当注入流体盐水矿化度高于某一矿化度C Cc2c2 或或低于某一矿化度低于某一矿化度C Cc1c1，

43、而使岩心渗透率损害率大，而使岩心渗透率损害率大于于5%5%时时,定义定义 C Cc1 c1 为岩心的临界矿化度下限、为岩心的临界矿化度下限、C Cc2 c2 为岩心的临界矿化度上限。为岩心的临界矿化度上限。例如：例如：某某油田地层水矿化度为油田地层水矿化度为6000mg/L6000mg/L，则则盐敏实验盐敏实验的矿化度可设计为的矿化度可设计为：升高：升高矿化度的盐敏矿化度的盐敏C C2i2i：60006000、90009000、1200012000、2000020000、40000mg/L;40000mg/L;降低矿化度的盐敏降低矿化度的盐敏C C1i1i ：60006000、40004000

44、、20002000、10001000、500mg/L500mg/L。6000 9000 12000 20000 40000 矿化度（矿化度（mg/L)渗透率渗透率 10-3 m27 6 5 4 3 2 1 Ki-1KiCiCi-1Ki-1-Ki Ki-1 5%Cc2=Ci-1临界矿化度临界矿化度C Cc cKi-1Cc11100%5%iiiKKK当，时盐敏损害率盐敏损害率盐敏评价标准盐敏评价标准Dw=K0 -KminK0 100%Dw-为岩心渗透率损害率 K0-地层水测的岩心渗透率Kmin-盐水所测的最小岩心渗透率损害率损害率 30%30%70%70%敏感程度敏感程度 弱弱 中等中等 强强问题

45、问题0.8990.8310.6990.7680.65600.10.20.30.40.50.60.70.80.9110000500010005000矿化度（mg/l）渗透率（1 0-3um2）盐敏实验曲线盐敏实验曲线图3 八 道湾储层岩心盐敏实验曲线00.20.40.60.811.227627207208444562942220 mg/l实验盐水矿化度渗透率比值井号：宝3 井岩心号：B 3-19K=0.72510-3m2盐敏实验曲线盐敏实验曲线盐敏实验曲线盐敏实验曲线0.80.850.90.9511.051.11.151.21000050000100000200000240000矿化度（mg/l

46、）渗透率（1 0-3um2）六、碱敏评价实验六、碱敏评价实验碱敏原理（概念）碱敏原理（概念）地层水地层水pHpH值一般呈中性或弱碱性，而大多值一般呈中性或弱碱性，而大多数钻井完井液的数钻井完井液的pHpH值在值在8 81212之间。之间。当高当高pHpH值流体进入油气层后，将造成油气值流体进入油气层后，将造成油气层中粘土矿物和硅质胶结的结构破坏层中粘土矿物和硅质胶结的结构破坏(主要是主要是粘土矿物解理和胶结物溶解后释放微粒粘土矿物解理和胶结物溶解后释放微粒).).此外，大量的氢氧根与某些二价阳离子结此外，大量的氢氧根与某些二价阳离子结合会生成不溶物，造成油气层的堵塞损害。合会生成不溶物，造成油

47、气层的堵塞损害。碱敏实验目的碱敏实验目的找出找出碱敏发生的条件，主要是临界碱敏发生的条件，主要是临界pHpH值；值；由由碱敏引起的油气层损害程度；碱敏引起的油气层损害程度；为为各类工作液的设计提供依据。各类工作液的设计提供依据。？实验方法实验方法a.a.配制不同配制不同pHpH值的多级系列盐水，一般从地层水值的多级系列盐水，一般从地层水的的pHpH值开始，逐级升高值开始，逐级升高pHpH值；值；b.b.分别用第一级、第二级分别用第一级、第二级盐水测岩心渗透率盐水测岩心渗透率K K1 1、K K2 2、K Kn n；c.c.当（当（K Ki-1i-1-K-Ki i）/K/Ki-1i-15%5%时

48、，表明发生了碱敏，时，表明发生了碱敏，临界临界pHpH值为值为pHpHi-1i-1。K12 岩心碱敏实验曲线岩心碱敏实验曲线PHc地层地层PHPHKminKmaxKi-1-Ki Ki-1 5%渗透率渗透率1010-3-3 m m2 2pHpH值值00.20.40.60.816.88.510.512.5pH值渗透率(1 0-6m2)井号:博南1 井岩心号:Core7#Kg=0.60010-3m2碱敏实验曲线碱敏实验曲线七、酸敏评价实验七、酸敏评价实验酸敏概念酸敏概念实验目的意义实验目的意义因此，其本质是研究酸液与油气层的配伍性因此，其本质是研究酸液与油气层的配伍性为油气层基质酸化和酸化解堵设计提

49、供依据为油气层基质酸化和酸化解堵设计提供依据指储层岩心与酸作用后渗透率降低的现象指储层岩心与酸作用后渗透率降低的现象研究储层岩心对各种酸液的酸敏程度研究储层岩心对各种酸液的酸敏程度酸敏实验的主要内容酸敏实验的主要内容1)1)鲜酸酸敏实验鲜酸酸敏实验盐酸（盐酸（HCLHCL）酸敏）酸敏氢氟酸（氢氟酸（HFHF）酸敏）酸敏土酸（土酸（HCL+HFHCL+HF）酸敏）酸敏2)2)残酸残酸酸敏实验酸敏实验实实验验方方法法用地层水测岩心用地层水测岩心K Kf f反向注入反向注入0.5-1.00.5-1.0倍孔隙体积的酸液倍孔隙体积的酸液关闭阀门反应关闭阀门反应1-31-3小时小时用地层水正向测岩心恢复渗

50、透率用地层水正向测岩心恢复渗透率K Ka a 评价标准评价标准（KfKa）/Kf 30%30%70%70%酸敏程度酸敏程度 弱中等强弱中等强water QwQwKfacrid13hr.Qo QoKaWater酸敏实验程序酸敏实验程序酸敏实验曲线酸敏实验曲线酸敏前酸敏后八、应力敏感评价实验八、应力敏感评价实验应力敏感概念应力敏感概念 储层岩心渗透率随有效应力的增加而显著储层岩心渗透率随有效应力的增加而显著下降，且在有效应力减小后渗透率不能恢复的下降，且在有效应力减小后渗透率不能恢复的现象。现象。或者说：或者说：岩石所受净应力改变时，孔喉通道变形、岩石所受净应力改变时，孔喉通道变形、裂缝闭合或张开