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保护油气层技术1

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保护 油气 技术
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of 论 护油气层的重要性和主要内容要性及时发现油气层正确评价储量有利于增产稳产有利于增加经济效益要内容岩心及油气水分析测试技术油气层敏感性及工作液损害室内评价测试技术油气层损害机理研究及保护系统方案设计各生产过程中的损害机理分析机保护措施油气损害的现场诊断与评价总体经济效果评价 二节 特点 涉及多学 科、多 专 业、多 部 门、贯 穿 整 个 作业 过 程 具 有 很 强 的 针 对 性 研 究 方 法 上 需 要 微 观 和 宏 观、 机 理 和 应 用规 律、 室 内 和 现 场 相 结 合2。 技 术 路 线 岩 石 及 地 层 流 体 特 性 分 析 机 理 分 析 及 保 护 措 施 制 定 现 场 测 试 与 诊 断 计 算 机 模 拟 仿 真 预 测、 诊 断、 评 价 可 行 性 与 经 济 性 分 析 生日送什么礼物好 研究原则 选 择 合 适 的 工 作 液密 度、 类 型、 组 分、 固 相 颗 粒 材 料 类 型 、尺寸 和 含 量、 工 作 液 作 用 时 间 以 防 为 主, 解 堵 为 辅 合 理 选 择 测 试 和 开 采 压 差 注 意 工 作 液 流 体 与 地 层 流 体 的 配 伍 性 优 选 各 项 技 术 措 施, 综 合 考 虑 有 效 性、 可行 性、 经 济 性护油气层技术的一些术 语1. 层损害 (地层损害 )定义 : 由于油气层岩石孔道被缩小或被堵塞而造成渗透率降低的现象 。2. 孔隙度定义 : 岩石孔隙体积与岩石视体积之比孔隙体积骨架颗粒 p , - - ,孔隙体积 岩石视体积 包括孔隙体积和骨架体 积3. 石比表面积定义 : 单位体积岩石内孔隙的内表面积孔隙内表面骨架颗粒4. 孔喉定义 :孔隙空间的狭窄部位或两个较大颗粒间的收缩部分骨架颗粒 孔隙孔喉5. 饱和度定义 :油气层流体充满孔隙空间的程度 ,用某相流体所占孔隙空间的份数来度量。 l - - 某液相的饱和度; V l - - 某液相所占空间体积;6. 渗透率定义 :在一定压差作用下,孔隙岩石允许流体通过的能力大小度量。 根据达西渗流定律 A P P mP Q  压降 流体粘度,流过的长度 横截面积,流量, 渗透率, 。, .;/ ;100c m ; K - 23 2 6单项流体在不与岩石发生任何物理和化学作用下的渗透率 ?( P Q P Q P Qo 2 2  气体状态方程K Q P o21 2 2 2( )K p 平均压力 和平均流量 下测得的气体渗透率标准状态下气体的体积 流量标准大气压121 2( ) 6等效液体渗透率 ) K定义 :对同一岩心,任何气体当平均压力趋于无穷大时,其气体渗透率趋于同一岩心的液体渗透率。用克氏方程表示KK 1312K 渗透率 )定义 :岩石中有多相流体共存时,允许其中单项流体通过的能力大小的度量。例如,油水两相共存的有效渗透率为:油相: , 水相:A A w    6岩石有效渗透率与绝对渗透率的比值7 岩石颗粒表面的亲油或亲水特性 90 。亲水  90 。亲油  90 。两性8 使岩石颗粒表面亲油变为亲水或亲水变为亲油的现象。怎样送礼 毛细管中弯液面两侧非润湿相和润湿相间的压力差 ,它指向液面凹方向,即指向非润湿相一方。面:22 c o  毛细管力; 表面张力;毛细管半径; 接触交角10 当水进入油层后由毛细管阻力引起的液体堵塞水锁效应c 1 毛细管中非润湿相流体液滴对润湿相液体运动产生的附加阻力的现象。1 2  1 2 c    P P rc c 2 2 1  (c o s c o s ) /毛细管附加阻力/r P r rc t p 2 1 1 ( / / )油滴通过孔喉处的附加阻力12 表征地层损害程度的参数,将地层损害集中在井眼附近的一个薄层内,其值与损害带渗透率 S KK r w  1 000::: ;近井壁损透率增高;无损害;有损害 越大,损害程度就越高13 塞比定义 :理论流量与实际流量之比 Qo l 理论流量; 实际流量重点掌握基本术语及有关公式 掌握保护油气层技术的六点主要内容 送礼送什么好 nd 二章 岩心分析 心分析概述1. of 的全面认识岩石的物理性质和敏感性矿物类型、产状、含量及分布;确定 油气层潜在的损害类型、程度、原因;为保护方案设计提供依据和建议;意义岩心分析是保护油气层技术的基础和重要组成部分;矿物性质 :敏感性矿物的类型、产状和含量;油气层地质研究的主要内容孔隙介质的特性 :孔隙度、渗透率、裂隙发育程度、孔隙及孔喉大小、形状、分布和连通性 ;岩石表面性质 :比表面、润湿性;孔隙流体性质 :油气水组成,高压物性,析蜡点,凝固点,原油酸值;岩石所处环境 :岩石所出的内外环境;岩石对环境变化的敏感性 :矿物、孔隙特性、孔隙流体对环境变化的敏感性2 法  扫描电镜 ; 薄片技术 ; 压汞法测毛细管压力曲线 ; 内容 岩石物理性质:骨架颗粒 孔隙 常规物性 :孔隙度、渗透率、比表面积、润湿性; 孔喉结构 :类型、大小、形状、连通性、分布;孔喉孔隙 岩石结构与矿物:孔喉 骨架颗粒 :粒度大小、分布、成分、含量;骨架颗粒 填充物 土矿物和非粘土矿物 ):类型、产状、成分、含量充填物井底取出岩心3. 取岩样30实验岩心30 30 3030 3030F、 心分析技术及应用I. 定岩心性能参数: 高岭石、蒙脱石、伊理石 高岭石 10%、蒙脱石 5%、伊理石 9% 确定粘土矿物结构类型;晶层间距,二八面体,三八面体岩样要求: 结晶质矿物岩石 细粉晶体状态分析原理:衍射角分析方法: 定性分析 I/确定矿物成分 定量分析 根据矿物成含量与衍射峰值强度成正比的关系来确定矿物含量英石英X Ki 定矿物含量; -矿物相特征峰衍射强 度;-样中石英含量; -石英特征峰衍射强度 ;-矿物相特征峰相对于 石英特征峰的强度因子 。石英 石英局限性: 不易鉴定微量组分矿物; 不能给出矿物的产状和分布; 不能给出孔隙和孔喉的结构和分布; 扫描电镜观测岩心的主要性能 … 形态观测骨架颗粒 观测岩石骨架特征 矿物颗粒的大小、产状和分布;孔隙孔喉孔面颗粒 观测孔隙和喉道表面特征 表面松散颗粒的大小和分布、光滑性;孔隙骨架颗粒 观测孔喉结构特征 孔隙几何形态、孔隙类型(粒间孔隙、微孔隙) 喉道类型(缩径喉道、点状喉道、片状喉道)、孔喉直径;孔喉充填物 观测孔隙中胶结物 胶结物类型 (粘土胶结、碳酸盐胶结、硫酸盐胶结、硫化物胶结) 、产状 (充填式、衬垫式)充填式胶结物产状衬垫式胶结物产状 含铁矿物检测 (结合  观测损害过程中矿物的变化形态过程微粒运移、沉积堵塞、喉道变化样品要求 尺寸大小适中 (标准岩心 ) 10% 容易损害。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:孔隙与喉道差异大,喉道小,易出现微粒堵塞、水锁和贾敏损害片状喉道:喉道长而细小、弯曲、粗糙,渗透率低,易出现微粒堵塞、水锁和贾敏损害。管束状喉道:喉道细小、弯曲交叉,易导致紊流;微粒在喉道交叉处易沉积堵塞;易水锁、贾敏和乳化堵塞损害。2. 孔隙结构参数 与损害的关系孔隙结构参数:孔喉大小分布孔喉弯曲程度孔隙连通性孔喉大小分布孔喉大小主要参数:主流道平均半径, 大连通喉道半径, 道平均半径 , 喉中值半径, 数越大,孔喉就越大,外来固相颗粒侵入的可能性就越大,侵入深度越深,损害程度就越大。但水锁和贾敏的可能性就小。孔喉弯曲程度对损害的影响弯曲程度越大,喉道越易被堵塞,损害的可能性就越大。 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( 小,连通性越好; 退汞率;退汞率越高,连通性越好。 孔隙配位数,即一个孔隙与喉道的连通数,配位数越小,喉道的连通性越差。孔隙连通性越差,越易受到损害。3. 孔隙结构 、 渗透率 、 损害程度 之间的关系孔隙度与渗透率间的关系孔隙度与渗透率一般成正相关关系,渗透率高的岩石,其孔隙度也高。渗透率主要取决于喉道尺寸、连通性和孔隙度。孔喉与渗透率间的关系渗透率大小直接受孔喉大小、孔隙的均匀性和连通性控制。孔喉大、均匀、连通性好,渗透率就高。胶结物与渗透率间的关系胶结物(泥质胶结、碳酸盐岩胶结)含量越高,渗透率就越低。孔孔隙结构、渗透率、损害程度的关系孔喉大、均匀性和连通性好,交结物含量低,渗透率就高,易出现外来固相堵塞损害。孔喉小、连通性差,胶结物含量高,渗透率低,易发生粘土矿物水化膨胀、分散、脱落、微粒运移堵塞,以及水锁和贾敏损害。三 . 岩石表面性质 对损害的影响岩石表面性质 - 孔隙和喉道内表面的性质岩石比表面岩石表面润湿性表面粗糙度1. 岩石比表面积 与损害的关系比表面积越大,流体接触面越大,接触越充分,损害的可能性就越大2. 岩石比表面润湿性 与损害的关系润湿性与以下因素有关:岩石矿物组成,流体化学性质,表面粗糙度,环境温度、压力。润湿性决定着油气水的空间分布、毛管力大小和方向、微粒的运移;亲水岩石会降低油相渗透率,有利于微粒运移堵塞喉道,造成损害。3. 岩石表面粗糙度 与损害的关系表面粗糙度取决于粘土矿物的产状。表面越粗糙,流动阻力越大,表面颗粒越易脱落堵塞喉道,损害油气层。四 . 孔隙流体 对损害的影响孔隙流体- 孔隙中的油气水。其中对损害关系密切的是 地层水性质 、 原油性质 、 天然气性质。1. 地层水性质 与损害的关系地层水性质:矿化度-含盐量的多少类型- 、 子成分 : 、 、 、 、 ---阳离子; 、 、 F- ---- 阴离子。 当外来液与地层水不配伍时或环境温度和压力降低时, 生成 H)2 无机沉淀 ,堵塞孔喉损害油气层; 当含有高分子处理剂的外来液进入高矿化度盐水层时,会产生 盐析 , 生成有机沉淀 ,堵塞孔喉,损害油气层。2. 原油性质 与损害的关系原油性质 :含蜡量、胶质、沥青、含硫量、凝固点、粘度。与油层损害的关系石蜡、胶质、沥青、可能形成有机沉淀堵塞;原油与不配伍的外来液作用,形成高粘度乳状液,阻碍渗流;原油还可与酸液反应生成酸渣,损害油气层。3. 天然气性质 与损害的关系与油气损害有关的性质: 蚀设备造成微粒( 塞。 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 作业压差; 温度变化; 作业时间。一 . 来固相颗粒导致的损害 固相颗粒损害机理当工作液压力大于地层压力时,固相颗粒就会随液相一起进入地层,并在孔喉处被阻而沉积下来,形成堵塞,造成损害。 影响固相侵入深度和损害程度的因素固相颗粒与孔喉的尺寸匹配关系固相含量和大小级配压差来液相与岩石不匹配导致的损害 损害机理归结为水(盐)敏、碱敏、酸敏损害。水(盐)敏损 损害机理外来液与地层粘土矿物不配伍时,导致粘土矿物水化膨胀、分散脱落,损害油气层。 损害规律粘土含量越高,水敏损害越严重;粘土矿物种类不同,损害程度也不同 ;孔喉尺寸越小,越易损害;外来液与地层的矿化度差别越大,水化膨胀越快,水敏损害越严重。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 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 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。岩石与酸的溶解反应与 酸盐矿物=金属阳离子+二氧化碳和水硅酸盐矿物 (部分 )=金属阳离子+硅酸;含铁矿物=氢氧化铁沉淀与 溶解不与 质矿物 (石英、长石、粘土 )沉淀形式H)2:3 =H)3(沉淀 )2 =H)2(沉淀 )H)3(沉淀 )胶体在流动过程中由小变大。 :粘土及一些含硅酸盐的矿物与酸反应释放出离子,当残酸 3~ 4时,形成 沉淀。氟化物沉淀 :2F - =淀 ),2F - =淀 )氟硅酸盐、氟硅酸铝盐 :粘土、石英、长石+ 2 沉淀 )+2H+K+= 沉淀 )+2H+ 沉淀 )+2H+ 沉淀 )+3H+K+= 沉淀 )+3H+以上沉淀吸附在孔隙表面上,堵塞喉道。硅酸凝胶:硅酸盐矿物、氧化硅矿物+ 22 24 H+ +2开始形成的正硅酸可溶于水,当单分子逐渐聚集成多聚硅酸时 ,形成含水量和体积较大的硅酸凝胶 化微粒:酸化释放微粒及剩余残渣,堵塞孔喉。润湿反转损害 损害机理由于某些矿物(石英、长石)表面带负电,容易吸收阳离子表面活性剂,破坏岩石表面水化膜,使亲水端吸附在矿物表面,亲油端朝向孔隙流体端,在岩石表面形成单分子层,将亲水变为亲油,从而改变油相渗透率,损害油气层。渗透率越低,润湿反转导致的损害越严重。 影响润湿反转性的因素有改变表面电荷性质;阳离子 -增强亲油性 (活性剂溶解性降低、活性增强、络合反应);温度 -温度升高,水润湿增强,油润湿减弱。外来液相与孔隙流体不配伍导致的损害 损害机理发生化学反应,生成化学沉淀( 无机沉淀 , 有机沉淀 , 乳化物 , 细菌 ),沉淀吸附在孔喉表面,使流道缩小,或堵塞喉道、以及增大液流粘度,降低渗透率。无机沉淀 主要有: 无机沉淀的生成:* H+ + + 淀 )+ = 淀 ) ?+ = 沉淀 ) + 沉淀 )+ = 沉淀 )+ 沉淀 )吸热吸热放热 影响无机沉淀生成的因素:高 *H+ + ,使离子浓度增加,有利于碳酸盐和氢氧化钙沉淀生成温度- 温度升高有利于吸热沉淀反应 ,温度降低 ,有利于放热沉淀反应,沉淀增加。压力- 压力降低 ,使地层中 浓度增加,有利于 触时间- 接触时间越长生成的沉淀颗粒越大 , 数目越多,损害越严重。总矿化度- 总矿化度升高有利于沉淀溶解有机沉淀 主要有:石蜡、沥青质、胶质沉淀; 导致有机沉淀因素:导致沥青絮凝;与酸反应- 形成胶状污泥;气体进入- 不容性烃类衍生物增多 (,沥青质沉淀( ;表面张力降低- 沥青质沉淀形成;温度降低- 温度于石蜡初凝点时,石蜡析出;轻质组分和溶解气- 使石蜡溶解能力和初凝点降低,出现析蜡;晶核量的增多- 微粒形成和外来固相颗粒侵入,为蜡析出提供了结晶中心。乳化损害 主要机理 :外来液与油层流体混合形成乳状液。当乳状液液滴尺寸大于孔喉尺寸时,形成液滴堵塞和增加附近毛管阻力;乳状液的粘度高,流动阻力大,导致液体堵塞。细菌损害 主要机理 :地层中细菌生长繁殖,产生体积较大的菌络、高粘液、以及代谢导致无机沉淀,造成堵塞和流动困难。 细菌类型:硫酸盐还原菌 :厌氧菌,体积小,繁殖快;通过氧化有机物和气态氢将硫酸盐还原成二价硫获取繁殖能量。腐生菌 :好氧菌,通过氧化有机质获取新陈代谢能量。铁细菌: 好氧菌,将 氧化成 ,生成 H)3沉淀。细菌新陈代谢产生 、 与 子反应生成 H)3无机沉淀。 细菌繁殖和损害随 矿化度 、 温度 、 含油饱和度 的降低而增加。外来液影响油水分布导致损害 损害机理 外来液相进入,降低含油饱和度,增加油流阻力,导致油相渗透率降低。产生水锁和贾敏损害。二 . 业压差导致的损害导致微粒运移堵塞作业压差是液相和固相颗粒进入油层的驱动力。正压差驱使井内液固进入地层,负压差驱使地层流体和微粒向井内流动。压差越大,流速越快,容易速敏。正压差越大,外来固相颗粒进入越深,进入的液相越大,外来液固损害越严重。导致无机和有机沉淀堵塞正压差: 液相进入油层,与孔隙流体作用生成无机和有机沉淀。负压差: 地层压力降低,使 分解, 浓度增加,导致 石蜡溶解度降低,形成石蜡有机沉淀。导致应力敏感损害除原地应力外,井眼周围应力取决于井内压力。近井壁的切向压应力随井内压力增大而减小,径向应力随井内压力增大而增大。因此,井内压力增大使径向孔喉直径增大,切向孔喉缩小,有利于井内流体和固相进入地层;3113rrr压漏地层导致损害井内压力增大使径向应力增大,切向压应力减小;当井内压力增大到某一值时,切向应力变为拉应力。如果拉应力超过岩石的抗拉强度,井壁岩石被拉裂,形成裂缝,导致井内液体漏失。井内液相和固相漏入地层会导致严重的损害。rr地层出砂和井壁坍塌导致损害负压差不当,使松散地层出砂和井壁坍塌。出砂使近井壁喉道被堵,降低渗透率;同时容易导致井壁坍塌。度变化导致的损害增加损害程度温度升高,各种敏感性损害程度增加;流体粘度降低,工作液容易进入地层,使损害深度加深。导致沉淀生成 温度降低:放热沉淀反应生成无机沉淀 (;使石蜡析出,生成有机沉淀。 温度升高:吸热沉淀反应生成无机沉淀 (导致变温应力敏感 温度升高:产生切向变温压应力,使径向喉道缩小; 温度降低:产生切向变温拉应力,使径向喉道增大或形成微裂纹,有利于液相进入,导致损害。业时间对损害的影响工作液接触时间越长损害越严重细菌损害随时间增加;进入液随时间增加。of 掌握各种损害机理 学会利用机理分析方法,对具体问题进行分。某井油层为砂岩层,开发后期渗透率严重下降,试图注水开发,但注不进水。分析渗透率严重下降的原因。 某砂岩油层蒙脱石含量高,地层流体钙和钡离子含量高。为了防止油层损害,工作液怎样考虑?井过程中的保护油气层技术井过程中造成油气层损害的原因一 . 钻井过程中油气层损害的原因钻井液中固相颗粒导致的损害固相颗粒堵塞喉道进入滤液与岩石矿物作用导致的损害水、盐敏 -缩小喉道、生成微粒碱敏 - 生成微粒酸敏 - 生成微粒润湿反转 -降低油相渗透率表面吸附 -吸附处理剂,缩小喉道滤液与孔隙流体作用导致的损害无机盐沉淀 理剂沉淀 -处理剂盐析形成沉淀水锁 -产生毛管阻力乳化堵塞 -产生附加毛管阻力、乳化液流动阻力大细菌堵塞 -菌络、粘液、导致 e(无机沉淀滤液进入改变油相分布导致的损害单相变成两相或多相,增加流动阻力,导致相渗透率下降负压差过大导致的损害速敏析蜡、 导致 力敏感二 .? 钻井过程中油气层损害的工程因素压差 :滤液进入 :导致物理和化学作用;固相颗粒进入 :固相堵塞;改变井壁应力状态: 应力敏感;浸泡时间 - 时间越长,进入的滤液量越多;环空反速 - 环空还速越高,井壁泥饼越容易被冲掉,固相和液相就容易进入地层;钻井液性质 -失水性(静、动、 造壁性、流变性、抑制性、密度。护油气层的钻井液技术一 .? 保护油气层对钻井液的要求1。密度满足近平衡钻井要求2。低或无固相含量3。滤液性质与地层岩石矿物相配伍4。滤液性质与孔隙流体相配伍5。具有较好的造壁性6。具有较好的流变性二 .? 钻油气层所用钻井液类型水基钻井液油基钻井液气体钻井液1。水基钻井液无固相清洁盐水钻井液 - 无固相损害可溶性盐+聚合物+缓腐剂= 作 : 射孔液、完井液缺点 : 成本高、工艺复杂、失水量大、不适用盐敏层水包油钻井液 - 无固相损害,利用毛细管力降低滤液进入量油+水+处理剂+盐 >作: 裂缝发育和易漏低压油气层膨润土暂堵型聚合物钻井液 -通过屏蔽暂堵层,阻止固相颗粒和滤液进入水+聚合物+可溶性盐+暂堵材料适用: 裂缝、低压低渗油层 暂堵材料:酸溶型- 不适用于酸敏油层水溶型- 氯化钠、硼酸盐 、氯化钙、溴化钙、溴化锌油溶型- 油溶性树脂单向压力型 -纤维、果壳、木屑屏蔽环单压力型低膨润土聚合物钻井液 -降低失水、改善流变性水+膨润土 (少量 )+聚合物+暂堵剂适用: 低压低渗、碳酸盐裂缝油气层改性钻井液 降低固相含量; 提高配伍性-调整无机离子种类,提高矿化度; 选择合适暂堵材料、粒径和含量级配; 降低失水 (动、静、 ,改善流变性和泥饼质量 适用于各种井深结构的油气层阳离子聚合物钻井液 -抑制粘土水化膨胀2。油基钻井液- 避免了水敏损害缺点:成本高、环境污染大3。可替代油基泥浆的水基泥浆钻井液 (国外)有效防止滤液进入油气层,避免粘土水化,性能达到油基泥浆效果。三 .? 保护油气层的屏蔽暂堵技术易塌层高压层低压层 屏蔽层1/2~2/3桥架离子 >3%1/4充填离子 >可变形离子 =1~2%sP P D D r r rr r ew a wa r w 2 122 12. ( / ) l n( / ). ( / )粒 孔=粒 孔压差、孔喉与粒径比、屏蔽层厚度间的关系技术要点 测定孔喉分布和孔喉平均值 选择桥架离子-材料、颗粒尺寸、含量 选择充填离子-材料、颗粒尺寸、含量 选择可变形离子-材料、颗粒尺寸、含量 采用合适压差四 .? 保护油气层的低压钻井液 优点有效保护油气层,发现油气层 ; 可实现真正负压钻井-无固相和无液相进入-无损害防止井漏;适用于低压油气层 (压力系数 碳酸盐胶结 >粘土胶结胶结物含量:胶结物含量越高,强度越高胶结方式:基底胶结 >孔隙胶结 >接触胶结胶结方式:基底胶结 -颗粒分布于胶结物中特点 :胶结强度高,孔隙度和渗透率低基底胶结接触胶结 :胶结物分布于颗粒接触处特点 :胶结强度低,孔隙度和渗透率高 ,含有粘土胶结物,容易出砂接触胶结孔隙胶结 :胶结物分布于颗粒接触处和部分孔隙内特点 :胶结强度和渗透率间于基底和接触胶结之间孔隙胶结井壁应力状态井内压力越低,井壁切向应力越高,径向应力越低,井壁岩石就容易向井内变形破坏,导致出砂和井壁坍塌。引起出砂的原因粘土和泥青质接触胶结 油粘度高、流速快 -流动阻力大,冲刷力和携砂力强。井内压力突然降低,负压差大- 井壁岩石受到冲击载荷和作用力大 P P P防砂技术措施制定合理的开采措施合理的开采速度防止破坏油层结构和胶结强度-酸化,水化破坏防止井内压力激动正确选择完井方法差异大的复合油气层-套管内砾石充填完井单一厚层-裸眼砾石充填完井二。保护油气层的防砂完井技术1。割缝衬管防砂技术 缝眼的功能 允许油能携带至地面的小砂粒通过 阻挡大砂粒,形成砂桥 缝眼尺寸和形状 缝眼形状 -内大外小梯形 缝眼口宽 缝眼数砂桥缝眼102 2。砾石充填防砂技术 技术关键砾石尺寸 -与岩石砂粒尺寸匹配 5~6)石尺寸选择原则 有效防砂 有较高的渗透率砾石质量–尺寸合格率 >98~99%–磨圆度 >度 >溶度 10,T>250o:高岭石 方沸石; 1,T>350o:蒙脱石 伊理石、方沸石;结垢 :温度升高: 度降低: 粘土水化膨胀和岩石热膨胀喉道缩小和孔喉堵塞 微粒运移堵塞 形成乳化堵塞、增加粘度,降低油相渗透率 外来渣质堵塞主要损害形式矿物溶解矿物转化矿物膨胀2。注蒸汽采油的油层保护技术 控制注汽速度 -防止出砂和颗粒运移 控制注汽 9)-防止粘土矿物分散、胶结物溶解 完井防砂 加入必要的添加剂 -防止粘土矿物膨胀、防垢、破乳 清除机械渣质 -防止外来机械渣质堵塞二。 化学驱油中的油层损害及保护技术 化学驱油方法聚合物驱表面活性剂驱碱水驱1。化学驱油的损害因素聚合物驱油引起的损害 聚合物类型:水解聚丙烯酰胺、黄孢胶聚合物鱼眼堵塞 -水解聚丙烯酰胺细菌残骸和微凝胶堵塞 -黄孢胶凝胶堵塞 - 子与聚合物交联反应粘土矿物水化膨胀膨胀乳化损害 -驱替界面扰动碱水驱油引起的损害碱性化学剂( 作用 : 降低界面张力 :与原油中的有机酸反应形成表面活性剂 降低孔隙表面吸附: 对注入表面活性剂的吸附 粘土矿物分散脱落 - 土表面负电荷增多、斥力增大 碳酸盐垢 - 碳酸钠与地层水钙离子结合,以及和粘土矿物交换钙离子,生成碳酸钙沉淀 微粒和硅凝胶堵塞 - 石英、长石、粘土矿物溶解 聚合物沉淀堵塞 - 聚合物水解 铁锈产物堵塞 - 管道腐蚀 乳化损害 - 碱与高酸质原油反应,生成大乳状液颗粒 ,驱替界面扰动表面活性剂驱油引起的损害表面活性剂 (阴离子型、非离子型) 驱作用:降低表面张力 表面活性剂沉淀物- 阴离子表面活性剂与阳离子表面活性剂以及聚合物不配伍,非表面活性剂自身析出(温度超过浊点) 磺酸钙沉淀 -磺酸盐与地层水中的钙离子结合、与粘土矿物交换阳离子 粘土矿物水化膨胀 -粘土矿物交换阳离子 乳化损害 -驱替界面扰动 乳化损害是化学驱油的主要形式之一,损害形式是:• 增加流体粘度,增大流动阻力• 导致孔道内压力波动,促使微粒运移2。 化学驱油中的油层保护技术 聚合物选择选用的聚合物溶解性和传播性好,不产生鱼眼 聚合物溶液中加入杀菌剂(甲醛 )防止生物降解和细菌堵塞 严格控制水质 :悬浮物颗粒、含铁、含氧、二价离子 储备装置及注入管线防腐减少 离子进入地层导致的微凝胶堵塞 设备流程上安装过滤器防止鱼眼或微凝胶进入地层堵塞采油、注水、酸化、压裂、热采、化学驱油过程中对油层的损害形式及保护措施valuati
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