油气层损害的室内评价课件

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1、u教学目标：教学目标： 了解油气层损害室内评价实验的目的；了解油气层损害室内评价实验的目的；掌握五敏实验的主要实验程序、评价表征、掌握五敏实验的主要实验程序、评价表征、分析方法分析方法；了解应力敏感性实验的主要内容；了解应力敏感性实验的主要内容和实验目的；了解工作液动态污染评价方法。和实验目的；了解工作液动态污染评价方法。u教学重点难点：教学重点难点： 五敏实验的实验程序、评价方法和分析五敏实验的实验程序、评价方法和分析方法。方法。 第一节第一节 概述概述 通过室内评价实验对油气层的物理性质、岩石成分通过室内评价实验对油气层的物理性质、岩石成分或结构或结构，以及油气层中的流体性质进行分析研究以

2、及油气层中的流体性质进行分析研究，用油用油气藏开发过程中所能接触到的流体进行模拟实验气藏开发过程中所能接触到的流体进行模拟实验，检验检验其损害程度其损害程度，对油气层潜在敏感性作出系统评价对油气层潜在敏感性作出系统评价，弄清弄清楚引起油气层损害的原因中哪些是内因楚引起油气层损害的原因中哪些是内因，哪些是外因哪些是外因，进而提出防治措施。进而提出防治措施。 概括起来概括起来，进行评价实验有以下四进行评价实验有以下四个目的个目的: :一、评价实验的目的一、评价实验的目的一、评价实验一、评价实验的的目的目的(1)(1)弄清楚油气层潜在损害因素弄清楚油气层潜在损害因素; ;(2)(2)弄清楚外因对油气

3、层的影响弄清楚外因对油气层的影响; ;(3)(3)弄清在内因、外因影响下弄清在内因、外因影响下，油气层损害类型及油气层损害类型及程度程度; ;(4)(4)筛选合理的防治措施。筛选合理的防治措施。1 1、油气层损害的原因油气层损害的原因（1 1）油气层岩石特殊的油气层岩石特殊的敏感性矿物性质和结构性质敏感性矿物性质和结构性质，决决定了油气层具有的潜在损害因素定了油气层具有的潜在损害因素; ; （2 2）外来条件外来条件 ( ( 如流体、压力、温度等如流体、压力、温度等 ) ) 的干扰。的干扰。 前者是油气层所固有的前者是油气层所固有的，是客观存在的是客观存在的，而后者是而后者是人为控制的。因此人

4、为控制的。因此，进行油气层损害室内评价进行油气层损害室内评价，首先应首先应该从认识岩石本身特性入手该从认识岩石本身特性入手，然后在此基础上研究外来然后在此基础上研究外来条件的影响。条件的影响。 二、评价程序二、评价程序2、评价程序、评价程序一项系统的评价此程序应该分三步进行一项系统的评价此程序应该分三步进行：（1 1）进行岩石特性评价进行岩石特性评价，找出岩石中存在的敏感性矿物找出岩石中存在的敏感性矿物及其潜在危害及其潜在危害； （2 2）若有潜在危害若有潜在危害，则进行敏感性程度评价则进行敏感性程度评价，即针对潜即针对潜在危害模拟外来条件在危害模拟外来条件，测定岩石在不同外来条件下的敏测定岩

5、石在不同外来条件下的敏感程度感程度; ; （3 3）进行措施筛选实验进行措施筛选实验，即根据敏感程度分析即根据敏感程度分析，结合工结合工程需要进行系列测定程需要进行系列测定，筛选出防止或减少损害的措施。筛选出防止或减少损害的措施。二、评价程序二、评价程序三、评价方法三、评价方法1 1、油气层敏感性系统评价实验油气层敏感性系统评价实验 岩石物性分析、岩石学分析、岩心流动评价实岩石物性分析、岩石学分析、岩心流动评价实验和辅助评价验和辅助评价。2 2、模拟动态施工过程中的工程模拟实验模拟动态施工过程中的工程模拟实验四、四、评价油气层损害的方法和技术评价油气层损害的方法和技术的发展的发展 1 1、20

6、20世纪世纪4040- -70 70 年代年代主要是以主要是以岩心流动实验岩心流动实验为基础为基础，用用渗透率的变化情况渗透率的变化情况来判断发生损害的问题。来判断发生损害的问题。2 2、2020世纪世纪7070- -80 80 年代年代（1 1）X X 射线衍射仪、电子扫描显微镜、图象分析系统射线衍射仪、电子扫描显微镜、图象分析系统等电子仪器广泛应用等电子仪器广泛应用（2 2）借助微电脑技术采用物理模拟和数学模拟手段借助微电脑技术采用物理模拟和数学模拟手段来来研究地层孔隙中的固体微粒的运移、微粒的侵入深度研究地层孔隙中的固体微粒的运移、微粒的侵入深度、地层中流体运动状态、地层渗透率随时间、流

7、速及温度地层中流体运动状态、地层渗透率随时间、流速及温度的变化等。的变化等。 3 3、2020世纪世纪8080年代以后年代以后逐步形成了采用多种方法进行系列实验的实验程序逐步形成了采用多种方法进行系列实验的实验程序， 如如 识别水敏性地层识别水敏性地层 实验程序、实验程序、 油气层敏感性评价油气层敏感性评价 实验程序等等。并且出现了一些实验条件更加接近矿场实验程序等等。并且出现了一些实验条件更加接近矿场实际施工条件的实际施工条件的工程模拟实验工程模拟实验。 第二节第二节 岩心流动实验岩心流动实验 岩心流动实验岩心流动实验：通过测定岩心渗透率变化规通过测定岩心渗透率变化规律来评价油气层损害问题的

8、室内实验方法的总称律来评价油气层损害问题的室内实验方法的总称。 岩心流动实验是油气层敏感性系统评价中的岩心流动实验是油气层敏感性系统评价中的重要组成部分重要组成部分，也是油气层损害室内评价的主要也是油气层损害室内评价的主要手段。手段。岩心流动实验以达西定律为理论依据岩心流动实验以达西定律为理论依据，实实验中需要控制或测量的基本参数有压力、流速、验中需要控制或测量的基本参数有压力、流速、注入流体的组分、注入流体的组分、pH pH 值及流过的流体体积。值及流过的流体体积。一、基本实验程序一、基本实验程序 ( (一一) ) 选择岩心选择岩心实验用岩实验用岩样样应选择本油气层未受到污染和破坏应选择本油

9、气层未受到污染和破坏的天然岩心的天然岩心，并具有较好的代表性并具有较好的代表性。 在取样前在取样前，应将岩心表面的滤饼刮净应将岩心表面的滤饼刮净，并切去被污染并切去被污染环环，制成圆柱状岩塞。制成圆柱状岩塞。 在取样时在取样时，为使岩样中粘土不受破坏为使岩样中粘土不受破坏，应采用应采用煤油或煤油或高矿化度盐水作润滑剂和冷却剂高矿化度盐水作润滑剂和冷却剂；若岩石胶结极差若岩石胶结极差，应采应采用用液氮液氮作润滑剂和冷却剂进行低温冷冻加工作润滑剂和冷却剂进行低温冷冻加工，并并用用钻套或钻套或筛网筛网/ /端盖端盖/ /热缩套热缩套CSTCST 包封法进行人工包封包封法进行人工包封，以保证以保证岩石

10、结构不受破坏。岩石结构不受破坏。( (二二) ) 岩样制备岩样制备实验前实验前，必须将岩样中的必须将岩样中的烃烃类和束缚水清洗干净。类和束缚水清洗干净。清洗的方法清洗的方法：溶剂抽提法、二氧化碳溶剂驱替法、加压溶剂抽提法、二氧化碳溶剂驱替法、加压溶剂清洗法和热解法。溶剂清洗法和热解法。烘干：烘干：清洗干净得样品需保持温度在清洗干净得样品需保持温度在60-65，相对湿度，相对湿度40%-45%条降下烘干后才能使用，条降下烘干后才能使用，此条件可使岩样中粘此条件可使岩样中粘土矿物不受到破坏。土矿物不受到破坏。(三三) 岩样的清洗与烘干岩样的清洗与烘干克氏渗透率克氏渗透率当平均压力增至无穷大时的气测

11、渗透率当平均压力增至无穷大时的气测渗透率（平均压力增加，气测渗透率减小）（平均压力增加，气测渗透率减小）。( (四四) ) 测测K Ka a及及K K（克氏渗透率）（克氏渗透率）pba1/KKb-滑动因子；滑动因子； -岩样进出口平均压力，（岩样进出口平均压力，（p1+p2）/2p饱和液：地层水或标准盐水（饱和液：地层水或标准盐水（7%NaCl + 0.6CaCl2 + 0.4%MgCl2）。按照标准按照标准SY/T5336-1996（岩心常规分析方法）规定，（岩心常规分析方法）规定，饱和后应浸泡饱和后应浸泡4h，若气测渗透率，若气测渗透率10-3m2，应在，应在10MPa的压力下浸泡的压力下

12、浸泡40h以上。以上。 孔隙度用饱和法测定。孔隙度用饱和法测定。(五五) 抽空饱和、测孔隙度抽空饱和、测孔隙度l对油井：用煤油作为实验流体，要求煤油先经过干燥，对油井：用煤油作为实验流体，要求煤油先经过干燥，再用白土除去其中的极性物质，然后用再用白土除去其中的极性物质，然后用G5砂芯漏斗过滤；砂芯漏斗过滤；l对注水井：应使用经过过滤处理的地层水或模拟地层对注水井：应使用经过过滤处理的地层水或模拟地层水作为实验流体。水作为实验流体。( (六六) ) 配制实验液配制实验液三、常用的测定项目三、常用的测定项目在评价油气层损害时在评价油气层损害时，最常用的测定项目有最常用的测定项目有: : 速敏性评价

13、实验速敏性评价实验酸敏性评价实验酸敏性评价实验碱碱敏性评价实验敏性评价实验水敏性评价实验水敏性评价实验盐盐敏敏评价实验评价实验应力敏感评价实验应力敏感评价实验体积流过量评价实验体积流过量评价实验正反向流动实验正反向流动实验系列流体评价实验系列流体评价实验钻井钻井( (完井完井) )液污染评价实验等。液污染评价实验等。 (一一) 速敏速敏性评价实验性评价实验1、实验目的实验目的（1）了解流体流速的变化引起岩石颗粒运移时对了解流体流速的变化引起岩石颗粒运移时对油气层渗透率的影响油气层渗透率的影响，并且测定临界流速并且测定临界流速，并把它并把它作为评估油气层速敏性程度的指标。作为评估油气层速敏性程度

14、的指标。（2）为其它实验提供合理的实验流速提供依据。）为其它实验提供合理的实验流速提供依据。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，堵塞吼道，导致岩石渗透率或有效渗透率下降堵塞吼道，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。的现象。2、临界流速临界流速：维持渗透率平稳的最大流速维持渗透率平稳的最大流速。 如图中所示的如图中所示的Qi-1对应的流速，对应的流速，当流速大于此值当流速大于此值，岩石孔道中运移的微粒就会产生堵塞。岩石孔道中运移的微粒就会产生堵塞。3、速敏性评价指标、速敏性评价指标临界流速临界流速vc：vc越小越小，岩石中微粒运移越容易发生。岩石

15、中微粒运移越容易发生。 如果如果流量流量Qi-1 对应的渗透率对应的渗透率 Ki-1 与与流量流量Qi对应的渗透率对应的渗透率Ki 之间满足下述关系之间满足下述关系，说明已发生说明已发生速速敏敏，并且并且流量流量Qi-1即为临即为临界界流量流量 Qc ，QC对应的流速为临界流速对应的流速为临界流速 VC。%5%10011iiiKKK（2）损害程度）损害程度 %100maxminmaxKKK损害程度 从各级流量的渗透率从各级流量的渗透率Ki（i=1，2，3 ，n）中找出最大渗透率中找出最大渗透率Kmax和最小渗透率和最小渗透率Kmin，按下式，按下式计算损害程度：计算损害程度： 损害程度损害程度

16、30%30-70%70%敏感敏感程度程度弱弱中等中等强强砂岩（正向）砂岩（正向）砂岩（反向）砂岩（反向）灰岩灰岩 (二二) 水敏性实验水敏性实验1、水敏水敏 指与油气层不配伍的外来流体进入油气层后引起粘土膨指与油气层不配伍的外来流体进入油气层后引起粘土膨胀、分散、运移胀、分散、运移，使孔隙和喉道减小或堵塞使孔隙和喉道减小或堵塞，降低油气层降低油气层渗透率的现象。渗透率的现象。 2、实验目的、实验目的 了解发生水敏的过程了解发生水敏的过程，综合评价油气层水敏性程度综合评价油气层水敏性程度，并测定最终使油气层渗透率降低的程度。并测定最终使油气层渗透率降低的程度。 用三种不同盐度但成系列的流体用三种

17、不同盐度但成系列的流体-地层水、次地地层水、次地层水层水（即地层水与即地层水与蒸馏蒸馏水的等体积混合物水的等体积混合物）和和蒸馏蒸馏水水流过岩样流过岩样，分别测定不同盐度的流体流过岩样时的液分别测定不同盐度的流体流过岩样时的液相渗透率。相渗透率。3、实验方法实验方法4、水敏性评价指标水敏性评价指标式中：式中：Kw-蒸馏蒸馏水通过时的渗透率水通过时的渗透率 Kf-地层水流过时岩样的水相渗透率地层水流过时岩样的水相渗透率fwwKKD水敏性指数Kw/ Kf0.30.3-0.70.7-1.0水敏性强度水敏性强度强强中等中等弱弱砂岩砂岩灰岩灰岩 (三三) 盐盐敏敏评价实验评价实验1、盐敏、盐敏 高于地层

18、水矿化度的工作液滤液进入油气层后高于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后， 可可能引起粘土的收缩、失稳、脱落能引起粘土的收缩、失稳、脱落；低于地层水矿化度的低于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后工作液滤液进入油气层后，则可能引起粘土的膨胀和分则可能引起粘土的膨胀和分散散，引起渗透率的下降引起渗透率的下降的现象。的现象。2、实验目的实验目的 找出盐敏发生的条件找出盐敏发生的条件，以及由盐敏引起的油气层伤害以及由盐敏引起的油气层伤害程度程度，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。3、实验方法、实验方法通过向岩心注入不同矿化度等级的盐水通过向岩心注入不同矿化度等级的盐水（按地层水

19、的化学按地层水的化学组成配制组成配制）并测定各矿化度下岩心对盐水的渗透率并测定各矿化度下岩心对盐水的渗透率，根据根据渗透率随矿化度的变化来评价盐敏伤害程度渗透率随矿化度的变化来评价盐敏伤害程度，找出盐敏伤找出盐敏伤害发生的条件害发生的条件。 （1）盐敏判断）盐敏判断 如果矿化度如果矿化度 Ci-1 对应的渗透率对应的渗透率 Ki-1 与矿化度与矿化度 Ci 对应对应的渗透率的渗透率 Ki 之间满足下述关系之间满足下述关系，说明已发生盐敏说明已发生盐敏 ，并且并且矿化度矿化度Ci-1即为临界矿化度即为临界矿化度 Cc。4、盐敏判断及评价指标、盐敏判断及评价指标%5%10011iiiKKK（2）评

20、价指标）评价指标Kmax和和Kmin：各级矿化度盐水的渗透率各级矿化度盐水的渗透率Ki（i=1，2，3 ，n）中最大渗透率和最小渗透率。中最大渗透率和最小渗透率。%100maxminmaxKKK损害程度损害程度损害程度30%30-70%70%盐盐敏程度敏程度中等中等强强弱弱砂岩砂岩砂岩砂岩1、岩心分析技术应用展望、岩心分析技术应用展望课堂回顾：课堂回顾：（1）傅里叶变换红外光谱分析；）傅里叶变换红外光谱分析；（2）CT扫描技术；扫描技术；（3）核磁共振成象技术核磁共振成象技术（4）配能谱仪的扫描电镜技术）配能谱仪的扫描电镜技术 （5）环境扫描电镜）环境扫描电镜2、油气层损害的室内评价目的、油气

21、层损害的室内评价目的课堂回顾：课堂回顾：(1)弄清楚油气层潜在损害因素；弄清楚油气层潜在损害因素；(2)弄清楚外因对油气层的影响；弄清楚外因对油气层的影响；(3)弄清在内因、外因影响下，油气层损害类型及程度；弄清在内因、外因影响下，油气层损害类型及程度；(4)筛选合理的防治措施。筛选合理的防治措施。3、岩心流动实验基本程序、岩心流动实验基本程序课堂回顾：课堂回顾：4、油气层损害的室内评价目的、油气层损害的室内评价目的课堂回顾：课堂回顾：速敏性评价实验速敏性评价实验水敏性评价实验水敏性评价实验盐盐敏敏评价实验评价实验碱碱敏性评价实验敏性评价实验酸敏性评价实验酸敏性评价实验应力敏感评价实验应力敏感

22、评价实验体积流过量评价实验体积流过量评价实验正反向流动实验正反向流动实验系列流体评价实验系列流体评价实验钻井钻井( (完井完井) )液污染评价实验等。液污染评价实验等。4、油气层损害的室内评价目的、油气层损害的室内评价目的课堂回顾：课堂回顾：（1）流体中的固相颗粒对油气层的损害：堵塞孔隙和裂缝；）流体中的固相颗粒对油气层的损害：堵塞孔隙和裂缝；（2）外来流体与油气层岩石不配伍造成的损害：）外来流体与油气层岩石不配伍造成的损害：水敏、酸敏、水敏、酸敏、碱敏损害及润湿反转；碱敏损害及润湿反转；（3）外来流体与油气层流体不配伍造成的损害：）外来流体与油气层流体不配伍造成的损害：无机垢、有机无机垢、有

23、机构、沉淀物、细菌繁殖、乳状液生成构、沉淀物、细菌繁殖、乳状液生成u乳状液：乳状液：高粘乳状液增加油流动阻力；乳状液液滴堵塞孔隙喉高粘乳状液增加油流动阻力；乳状液液滴堵塞孔隙喉道道 （四）（四）碱敏评价实验碱敏评价实验1、碱敏概念碱敏概念 当高当高pH 值流体进值流体进入入油气层后油气层后，将造成油气层中粘土矿将造成油气层中粘土矿物和硅质胶结物的结构破坏物和硅质胶结物的结构破坏（主要是粘土矿物和胶结物溶主要是粘土矿物和胶结物溶解后释放微粒解后释放微粒），），大量氢氧根与某些二价阳离子结合会生大量氢氧根与某些二价阳离子结合会生成不溶物，从而造成油气层的堵塞伤害成不溶物，从而造成油气层的堵塞伤害。

24、2、实验目的实验目的 找出碱敏发生的条件找出碱敏发生的条件，主要是临界主要是临界pH值值，以及由碱敏以及由碱敏引起的油气层伤害程度引起的油气层伤害程度，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。 通过注入不同通过注入不同 pH 值的地层水并测定其渗透率值的地层水并测定其渗透率，根根据渗透率的变化来评价碱敏伤害程度据渗透率的变化来评价碱敏伤害程度，找出碱敏伤害找出碱敏伤害发生的条件。发生的条件。 3、实验、实验原理原理制备不同制备不同pH值盐水（地层水值盐水（地层水pH值值12）；）；用选好的岩心抽真空饱和第一级盐水，并浸泡用选好的岩心抽真空饱和第一级盐水，并浸泡20-24h，在，在

25、低于临界流速下测岩心对第一级盐水渗透率低于临界流速下测岩心对第一级盐水渗透率K1；测岩心对第二级，测岩心对第二级，最后一级盐水的渗透率，最后一级盐水的渗透率Kn。4、实验步骤、实验步骤5、敏感性判断、敏感性判断如果如果i-1 级级 pH 值盐值盐水水对应的渗透率对应的渗透率 Ki-1 与第与第 i 级级 pH 值值盐水对应的渗透率盐水对应的渗透率 Ki 之间满足下述关系之间满足下述关系：说明已发生说明已发生碱碱敏敏，则则 i-1 级级 pH 值即为临界值即为临界 pH 值。值。%5%10011iiiKKK 6、伤害程度的计算方法伤害程度的计算方法Kmax和和Kmin：各级各级pH值盐水的渗透率

26、值盐水的渗透率Ki（i=1，2，3 ，n）中的最大得渗透率和最小得渗透率。中的最大得渗透率和最小得渗透率。%100maxminmaxKKK损害程度损害程度损害程度30%30-70%70%碱碱敏程度敏程度弱弱中等中等强强砂岩砂岩灰岩灰岩砂岩砂岩（五）（五）酸敏评价实验酸敏评价实验1、 酸敏概念及实验目的酸敏概念及实验目的 油气层的酸敏性油气层的酸敏性：指油气层与酸作用后引起的渗透率指油气层与酸作用后引起的渗透率降低的现象。降低的现象。 酸敏实验的目的酸敏实验的目的：研究各种酸液的酸敏程度研究各种酸液的酸敏程度，其本质其本质是研究酸液与油气层的配伍性是研究酸液与油气层的配伍性，为油气层基质酸化时确

27、为油气层基质酸化时确定合理的酸液配方提供依据。定合理的酸液配方提供依据。2、实验步骤、实验步骤（1） 用地层水测基础渗透率用地层水测基础渗透率， 再用煤油测出酸作用前再用煤油测出酸作用前的渗透率的渗透率 K1（正向正向）;（2） 反向注入反向注入 0.5-1.0 倍孔隙体积的酸液倍孔隙体积的酸液 ;（3） 用煤油正向测出恢复渗透率用煤油正向测出恢复渗透率 K2。3、评价指标评价指标计算计算K2/ K1的比值来评价酸敏程度。的比值来评价酸敏程度。K2/ K130%30-70%70%酸酸敏程度敏程度强强中等中等弱弱砂岩（盐酸酸敏）砂岩（盐酸酸敏）砂岩（土酸酸敏）砂岩（土酸酸敏）灰岩（盐酸酸敏）灰岩

28、（盐酸酸敏）灰岩（土酸酸敏）灰岩（土酸酸敏）1、应力敏感性应力敏感性：在施加一定的有效应力时在施加一定的有效应力时，岩样的物性参数随岩样的物性参数随应力应力增大增大而而变小，导致油气层渗透率降低变小，导致油气层渗透率降低的性质。的性质。2、实验目的实验目的（1）准确地评价油气层准确地评价油气层，通过模拟围压条件测定孔隙度可以将通过模拟围压条件测定孔隙度可以将常规孔隙度值转换成原地条件常规孔隙度值转换成原地条件，有助于储量评价有助于储量评价。 （2）为确定合理的生产压差服务。为确定合理的生产压差服务。（六）（六）应力敏感性评价应力敏感性评价 （1）选择实验岩心选择实验岩心，测量长度、直径等测量长

29、度、直径等 。 （2）选择有效应力实验点选择有效应力实验点 800psi（1psi=6894.76Pa）、1000psi 、2000 psi 、7000psi。 （ 3） 在在 全自动岩心测试装置上全自动岩心测试装置上用氮气用氮气 测出各实验应力测出各实验应力值下的渗透率和孔隙度。值下的渗透率和孔隙度。3、实验程序、实验程序应力敏感实验结果应力敏感实验结果压力压力孔隙度孔隙度/%下降率下降率/%渗透率渗透率/mD下降率下降率/%3Mpa10.60.12405Mpa10.14.70.08233.97Mpa9.78.50.0651.610Mpa9.510.40.04861.315Mpa9.312.

30、30.04166.9砂岩砂岩砂岩砂岩灰岩灰岩灰岩灰岩4、数据分析及评价指标数据分析及评价指标Ss SS 值的值的越大，越大，岩样的应力敏感性岩样的应力敏感性越强越强。式中：式中：K1000-1000psi 有效应力下的渗透率有效应力下的渗透率 Ki- 有效应力有效应力i对应的渗透率对应的渗透率用无量纲渗透率（用无量纲渗透率（Ki/K1000）的立方根应力的对数作图，）的立方根应力的对数作图，可得（可得（Ki/K1000）1/3与与lgi的线性关系：的线性关系：310001000lg1KisiSK应力敏感程度评价指标应力敏感程度评价指标SS0.300.30SS0.700.701.0应力敏感程度应

31、力敏感程度弱弱中等中等强强极强极强1000lg13/11000iisKKS六六敏实验结果的应用敏实验结果的应用项目项目目实验结果及其应用目实验结果及其应用速敏实验（包括油速敏和水速敏）(1) 确定其它几种敏感性实验（水敏、盐敏、酸敏、碱敏）的实验流速。(2) 确定油井不发生速敏伤害的临界产量Q。(3) 确定注水井不发生速敏伤害的临界注入速率 Qcw，如果Qcw 太小，不能满足配注要求，应考虑增注措施。水敏实验(1) 如无水敏，则进入地层的工作液之矿化度只要小于地层水矿化度即可，不作严格要求。(2) 如果有水敏，则必须控制工作液的矿化度大于Cc1。(3) 如果水敏性较强，在工作液中要考虑使用粘土

32、稳定剂。盐敏实验（升高矿化度和降低矿化度的实验）(1)对于进入地层的各类工作液都必须控制其矿化度在两个临界矿化度之间，即Cc1工作液矿化度Cc2。(2)如果是注水开发的油田，当注入水的矿化度比Cc1要小时，为了避免发生水敏伤害，一定要在注入水中加入合适的粘土稳定剂，或对注水井进行周期性的粘土稳定剂处理。碱敏实验(1)对于进入地层的各类工作液都必须控制其pH值在临界pH值以下。(2)如果是强碱敏地层，由于无法控制水泥浆的pH值在临界pH值之下，为了防止油气层伤害，建议采用屏蔽式暂培技术。(3)对于存在碱敏性的地层，要避免使用强碱性工作液。酸敏实验(1)为基质酸化之酸液配方设计提供科学的依据。(2

33、)为确定合理的解堵方法和增产措施提供依据。应力敏感实验(1)准确评价油气层：通过模拟围压条件测定孔隙度，可以将常规孔隙度值转换成原地条件下的孔隙度值，有助于储量平价。(2)为确定合理的生产压差。（七）（七）钻井完井液伤害评价实验钻井完井液伤害评价实验1、实验目的实验目的 了解现场用钻井完井液与岩心接触后对储层的伤害程度了解现场用钻井完井液与岩心接触后对储层的伤害程度，从而评价钻从而评价钻井完井液及优选配方。当需要时井完井液及优选配方。当需要时，还可专门评价钻井完井液中的处理还可专门评价钻井完井液中的处理剂及钻井液滤液对油气层的伤害剂及钻井液滤液对油气层的伤害。2、钻井完井液静态伤害实验钻井完井

34、液静态伤害实验 在恒定压力下在恒定压力下，让钻井完井液让钻井完井液在静态下在静态下与岩心接触一定时间与岩心接触一定时间，测定测定岩心与钻井完井液接触前后的渗透率值岩心与钻井完井液接触前后的渗透率值，即可评价钻井完井液的伤害即可评价钻井完井液的伤害程度。主要模拟了钻井过程中钻井完井液对地层浸泡的影响程度。主要模拟了钻井过程中钻井完井液对地层浸泡的影响。 静态伤害实验静态伤害实验步骤：步骤： （1）正向测定岩心的地层水渗透率正向测定岩心的地层水渗透率Kf； （2）正向油驱水并正向测定岩心束缚水状态下的油相渗透率正向油驱水并正向测定岩心束缚水状态下的油相渗透率 KO； （3）反向完井液滤失反向完井液

35、滤失, 要求压差保持为要求压差保持为 3.5MPa，直至上流端直至上流端流出滤液为止流出滤液为止（也可（也可30min）；）； （4）正向驱替完井液正向驱替完井液，直至下流端排出液全部是油为直至下流端排出液全部是油为止；止； (5) 正向测定岩心伤害后的油相渗透率正向测定岩心伤害后的油相渗透率 Kop。%100)1 (OOPSKKRRs30%30-70%7O%损害程度损害程度弱弱中等中等强强评判：评判：损害程度损害程度Rs：3、 钻井完井液动态伤害实验钻井完井液动态伤害实验1）评价程序）评价程序用地层水或煤油测定岩心原始渗透率用地层水或煤油测定岩心原始渗透率K0根据现场实际情况选根据现场实际情

36、况选择适当实验条件（压力、温度、切力等）择适当实验条件（压力、温度、切力等）在接近实际工况的情况下用工作液反向污染岩心在接近实际工况的情况下用工作液反向污染岩心0.5-1.0倍孔倍孔隙体积或注入隙体积或注入1-3小时用地层水或煤油测岩心恢复渗透率小时用地层水或煤油测岩心恢复渗透率KP。模拟井筒流体在动态滤失以及剪切作用模拟井筒流体在动态滤失以及剪切作用下下对油气层对油气层岩心产生的固液两相伤害。岩心产生的固液两相伤害。收集滤液收集滤液模拟泥浆循环剪切速率模拟泥浆循环剪切速率 Rs30%30-70%70%损害损害程度程度弱弱中等中等强强2）渗透率损害率）渗透率损害率3）评价标准）评价标准4 4、

37、钻井完井液侵入深度与伤害程度评价实验、钻井完井液侵入深度与伤害程度评价实验上述两种实验均是只对钻井完井液在整个岩心上的平均伤上述两种实验均是只对钻井完井液在整个岩心上的平均伤害程度进行评价，是一个渐进过程，害程度进行评价，是一个渐进过程， 侵入剖面是不规则侵入剖面是不规则的。从井眼至地层深部地层流体的分布为冲洗带、过渡带、的。从井眼至地层深部地层流体的分布为冲洗带、过渡带、扩散带和原状地层扩散带和原状地层, , 而每个带由于完井液侵入量不同，其而每个带由于完井液侵入量不同，其伤害程度也就不同。伤害程度也就不同。由西南石油学院开发研制的高温高压由西南石油学院开发研制的高温高压长岩心多点伤害评价系

38、统主体装置如图所示。长岩心多点伤害评价系统主体装置如图所示。 方法：方法：l将多块岩心装入多点渗透率仪的夹持器内组成长岩心；将多块岩心装入多点渗透率仪的夹持器内组成长岩心；l测量损害前的渗透率，然后用工作液损害岩心，再测污测量损害前的渗透率，然后用工作液损害岩心，再测污染后的回复渗透率曲线；染后的回复渗透率曲线；l利用损害前后的渗透率曲线对比求得损害深度和分段损利用损害前后的渗透率曲线对比求得损害深度和分段损害程度。害程度。损害深度损害深度=L6+L5+L4+0.5*L3分段污染程度：分段污染程度：%1001RoiopisiKKi=1，2，3，4，5， （八）（八）其它评价实验其它评价实验油气

39、层伤害的其它评价实验油气层伤害的其它评价实验实验项目实验项目实验目的及用途实验目的及用途正反向流动实验正反向流动实验观察岩心中微粒受流体流动方向的影响及运移产生的渗透率伤害情况观察岩心中微粒受流体流动方向的影响及运移产生的渗透率伤害情况体积流量评价实体积流量评价实验验在低于临界流速的情况下，用大量的工作液流过岩心，考察岩心胶结的稳定性；在低于临界流速的情况下，用大量的工作液流过岩心，考察岩心胶结的稳定性；用注入水作实验可评价油层岩心对注入水量的敏感性用注入水作实验可评价油层岩心对注入水量的敏感性系列流体评价实系列流体评价实验验了解油气层岩心按实际工程施工顺序与各种外来工作液接触后所造成的总的伤

40、了解油气层岩心按实际工程施工顺序与各种外来工作液接触后所造成的总的伤害及其程度害及其程度阳离子交换实验阳离子交换实验通过油层岩石的阳离子交换容量测量，确定粘土矿物水化膨胀的相对严重程度。通过油层岩石的阳离子交换容量测量，确定粘土矿物水化膨胀的相对严重程度。为油层伤害机理研究及防止油层伤害的完井措施提供依据为油层伤害机理研究及防止油层伤害的完井措施提供依据酸液评价实验酸液评价实验按酸化施工注液工序向岩心注入酸液，在室外内预先评价和筛选保护油气层的按酸化施工注液工序向岩心注入酸液，在室外内预先评价和筛选保护油气层的酸液配方酸液配方润湿性评价实验润湿性评价实验通过测定注入工作液前后油气层岩石的润湿性

41、，观察工作液对油气层岩石润湿通过测定注入工作液前后油气层岩石的润湿性，观察工作液对油气层岩石润湿性的改变情况性的改变情况相对渗透率曲线相对渗透率曲线评价实验评价实验测定油气层岩石的相对渗透率曲线，观察水锁伤害的程度；或测定注入工作液测定油气层岩石的相对渗透率曲线，观察水锁伤害的程度；或测定注入工作液前后油气层岩石的相对渗透率曲线，观察工作液对油气层岩石相对渗透率的改前后油气层岩石的相对渗透率曲线，观察工作液对油气层岩石相对渗透率的改变及由此发生的伤害程度变及由此发生的伤害程度膨胀率评价实验膨胀率评价实验测定工作液进入岩心后的膨胀率，评价工作液与油气层岩石（特别是粘土矿物）测定工作液进入岩心后的

42、膨胀率，评价工作液与油气层岩石（特别是粘土矿物）的配伍性的配伍性离心法测毛细管离心法测毛细管压力快速评价实压力快速评价实验验用离心法测定工作液进入油气层岩心前后毛细管压力的变化情况，快速评价油用离心法测定工作液进入油气层岩心前后毛细管压力的变化情况，快速评价油气层的伤害气层的伤害1、正反向流动实验、正反向流动实验1）实验目的）实验目的当岩样中同时存在粘土膨胀和颗粒运移时，正反向流动实验是检查岩当岩样中同时存在粘土膨胀和颗粒运移时，正反向流动实验是检查岩样中是否产生微粒运移损害的一种很有效的实验方法。它是在同一块样中是否产生微粒运移损害的一种很有效的实验方法。它是在同一块岩样上，流体以恒速正向流

43、动达到一定孔隙体积的倍数后，改变流动岩样上，流体以恒速正向流动达到一定孔隙体积的倍数后，改变流动方向，继续测定反向渗透率随流体体积的变化。方向，继续测定反向渗透率随流体体积的变化。2）数据处理）数据处理以累积孔隙体积倍数以累积孔隙体积倍数Vp为横坐标，液体渗透率为纵坐标，将各组实为横坐标，液体渗透率为纵坐标，将各组实验数据标在验数据标在K-Vp图上，由曲线形状可判断岩样中微粒运移情况。图上，由曲线形状可判断岩样中微粒运移情况。3）结果分析）结果分析（1）若反向流动后渗透）若反向流动后渗透 率率 K有回升现象，而随着流过量的增加，有回升现象，而随着流过量的增加，K又骤然下降，而且流动状态稳定后又

44、骤然下降，而且流动状态稳定后K值小于正向渗透率值小于正向渗透率 K值，表值，表明微粒运移已经造成堵塞；明微粒运移已经造成堵塞；（2）如果）如果K继续下降或继续下降或 K 与与K始终相近，曲线无峰值出现，则说明始终相近，曲线无峰值出现，则说明影响渗透率的主要因素不是微粒运移。影响渗透率的主要因素不是微粒运移。因为当突然改变流动方向时，可移动微粒也随之作反向机械位移因为当突然改变流动方向时，可移动微粒也随之作反向机械位移, 使部使部分已经被运移颗粒堵塞了的喉道暂时开放，岩石渗透率上升；但随着分已经被运移颗粒堵塞了的喉道暂时开放，岩石渗透率上升；但随着流过量的增加，可运移微粒又会在新的喉道部位重新堆

45、积而再次堵塞流过量的增加，可运移微粒又会在新的喉道部位重新堆积而再次堵塞喉道，岩石渗透率又继续下降。喉道，岩石渗透率又继续下降。随着注入量的增加随着注入量的增加，样品的正反向渗透率没有明显的降低现象样品的正反向渗透率没有明显的降低现象，表明表明基本上不存在微粒运移问题。基本上不存在微粒运移问题。 2、体积流量评价实验、体积流量评价实验1）实验目的和方法）实验目的和方法在某一恒定流速下，使液体大量通过岩样，测定渗透率随在某一恒定流速下，使液体大量通过岩样，测定渗透率随Vp 的变化情的变化情况。它可以考察况。它可以考察岩心胶结的稳定性和油气层对注入液的敏感性岩心胶结的稳定性和油气层对注入液的敏感性

46、，考察，考察前面测得临界流速的合理性，也可以判断流体与油气层的配伍性。前面测得临界流速的合理性，也可以判断流体与油气层的配伍性。2）数据处理）数据处理将测得的液相渗透率将测得的液相渗透率 KL 对累积注入量对累积注入量Vp 作图，即可得到体积流量的作图，即可得到体积流量的评价结果。评价结果。该曲线反映了随流过液体的增加，岩样的液相渗透率变化的全过程。该曲线反映了随流过液体的增加，岩样的液相渗透率变化的全过程。3 3、系列流体评价实验、系列流体评价实验模拟钻井、完井等生产过程中模拟钻井、完井等生产过程中施工液滤液与油气层岩石顺次施工液滤液与油气层岩石顺次接触的流动实验。其目的是评价每个施工步骤中

47、进入油气层接触的流动实验。其目的是评价每个施工步骤中进入油气层的液体是否会损害油气层以及损害的程度。的液体是否会损害油气层以及损害的程度。第三节第三节 油气层伤害的室内评价技术发展油气层伤害的室内评价技术发展趋势趋势（1）全模拟实验全模拟实验，模拟井下实际工况模拟井下实际工况，如温度、压力如温度、压力 （回回压、地层压力压、地层压力）、剪切条件下的油气层伤害评价。、剪切条件下的油气层伤害评价。（2） 多点渗透率仪的应用多点渗透率仪的应用，由短岩心向长岩心发展。由短岩心向长岩心发展。（3） 小尺寸岩心向大尺寸岩心发展。小尺寸岩心向大尺寸岩心发展。（4） 实验的自动化实验的自动化，广泛引广泛引入入

48、计算机数据采集计算机数据采集。（5） 计算机数计算机数值值模拟与室内物理模拟的结合。模拟与室内物理模拟的结合。作业：作业： 1、某岩心进行盐敏实验时，在、某岩心进行盐敏实验时，在80000、50000、10000、7000、5000（地层水矿化度）（地层水矿化度）、4000、2000、1000、500mg/L矿化度下所测的渗透率分别为矿化度下所测的渗透率分别为121、231、220、230、235、240、230、180、7910-3m2。请：（。请：（1）计算）计算该岩心的临界矿化度；（该岩心的临界矿化度；（2）盐敏损害程度。）盐敏损害程度。 2、在进行敏感性实验时为什么要先进行速敏实验？速敏、在进行敏感性实验时为什么要先进行速敏实验？速敏实验的目的是什么？实验的目的是什么？ End of the chapter 4!