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行业应用案例

岩心流动试验仪
层保护和敏感性评价一、系统保护油层油气层保护的目的是为了保证油气水井在各项工程技术措施实施过程中，储层内流体的渗流阻力不会再增加。否则，油气层会受到伤害，其后果会影响新探区和新油气层的发现以及油气井的产量，从而给石油勘探和开发带来巨大的经济损失。因此，保护油气层不受伤害是十分重要的。开发全过程中，系统保护油层工作的好坏关系到油田的开发效果，这体现在钻井、完井、采油、注水、修井作业、增产措施等油田开发所采取的各项工程技术措施中。根据油田地质和油藏工程设计提供的储层敏感性矿物分析资料和“五敏”试验评价结果，对可能造成油层伤害的各种潜在因素进行系统的分析研究，优选入井流体，优化实施工艺，从而减轻油层伤害程度、充分发挥油层潜能，减少为解除油层伤害的作业量，提高油田开发的效益。（一）系统保护油层的内容开发全过程中，系统保护油层的研究过程。所有的保护油层措施都建立在储层岩性特征分析、岩心分析、入井流体的敏感性试验以及对可能造成油层伤害的主要因素分析的基础上，其关键是优选入井介质和优化作业工艺，提出适用、有效、可操作且经济可行的保护油层要求及措施。（二）油气层伤害在钻开油气层、注水泥、射孔、试油、酸化、压裂、采油、注水、修井等施工过程中都会不同程度地破坏油气层原有的平衡状态，这种入井流体与储层及其流体不配伍所造成的近井地带油层渗透率下降的现象称为油气层伤害。列出了油气井作业过程中可能导致油气层伤害的原因及因素。在油气田开发过程中，可能造成油气层伤害的原因很多，主要的伤害机理可归纳为以下四个方面：（1）外来流体与储层岩石矿物不配伍造成的伤害；（2）外来流体与储层流体不配伍造成的伤害；（3）毛细管现象造成的伤害；（4）固相颗粒堵塞引起的伤害。油田的勘探和开发是一个系统工程，如果其中的某个环节造成了严重的油气层伤害，都可能使其他工作无效，影响油田开发效果。因此，了解生产过程中可能造成的油气层伤害的机理，不但有助于采取保护油气层的措施，而且也是判断油气层伤害程度的基础。二、储层敏感性储层敏感性是指储层对可能造成伤害的各种因素的敏感程度。为了保护油气储层，充分发挥其潜力，有必要对储层的各种敏感性进行系统评价。储层敏感性评价主要是通过岩心流动实验，考察油气层岩心与各种外来流体接触后所发生的各种物理化学作用对岩石性质，主要是对渗透率的影响及其程度。此外，对于与油气层敏感性密切相关的岩石的某些物理化学性质，还必须通过化学方法进行测定，以便在全面、充分认识油气层性质的基础上，优选出与油气层配伍的工作液，为油、气、水井的各项工程技术措施的设计和实施提供必要的参数和依据。油气层敏感性评价实验有速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力敏评价实验，以及钻井完井液伤害评价实验等。（一）速敏油气层的速敏性是指在钻井、采油、增产作业和注水等作业或生产过程中，流体与储层在无任何物理和化学作用的条件下，当流体在油气层中流动时，引起油气层中微粒运移井堵塞喉道，造成油气层渗透率下降的现象。速敏评价实验目的： ①找出由于流速作用导致微粒运移从而发生伤害的临界流速，以及找出由于速敏引起的油气层伤害程度； ②为水敏、盐敏、碱敏和酸敏等实验确定合理的实验流速提供依据； ③为确定合理的注采速度提供科学依据。以不同的注入速度向岩心中注入实验流体（煤油或地层水等），并测出在各个注入速度下岩心的渗透率，从注入速度与渗透率的变化关系上，判断油气层岩心对流速的敏感性。当流速达到某一数值时，岩心渗透率明显下降（下降值一般为5％左右），此时的流速即为临界速度。速敏程度评价标准见表1－2－2。（二）水敏油气层中的粘土矿物在原始油藏条件下处于一定矿化度的环境中。当淡水进入储层时，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移，从而减小或堵塞储层的孔隙和喉道，造成地层渗透率的降低，油气层的这种遇淡水后渗透率降低的现象称为水敏。水敏实验的目的是为了通过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气层伤害的程度，为各类工作液的设计提供依据。水敏性评价实验主要是测定三种不同盐度（初始盐度—地层水、盐度减半—次地层水、盐度为0—去离子水）液体下岩心的渗透率。首先用地层水测定岩心的渗透率，然后再用次地层水测定岩心的渗透率，用淡水（一般为去离子水）测定岩心的渗透率，从而确定由淡水所引起的岩心中粘土矿物的水化膨胀及造成的伤害程度。（三）盐敏在钻井、完井及其他作业中，各种工作液具有不同的矿化度。当高于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，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及堵塞，引起渗透率的下降从而伤害油气层。盐敏评价实验的目的是找出渗透率明显下降的临界矿化度，以及由盐敏引起的油气层伤害程度。根据实际情况，一般要做升高矿化度和降低矿化度两种盐敏评价实验。对于升高矿化度的盐敏评价实验，盐水为地层水，将盐水按一定的浓度差逐级升高矿化度，直至找出临界矿化度C或达到工作液的矿化度为止。对于降低矿化度的盐敏评价实验，盐水仍为地层水，将盐水按一定的浓度差逐级降低矿化度，直至注入液的矿化度接近零为止，求出的临界矿化度为Cc1。从而确定出避免发生盐敏伤害的入井流体有效矿化度区间。（四）碱敏地层水pH 值一般呈中性或弱碱性，而大多数钻井液和水泥浆的pH 值在8～12之间，当高pH 值流体进入油气层后，促使粘土水化、膨胀、运移或生成沉淀物而造成的地层伤害称为碱敏。碱敏评价实验的目的是找出碱敏发生的条件，主要是临界pH 值，以及由碱敏引起的油气层伤害程度，为各类工作液的设计提供依据。通过注入不同pH 值的地层水井测定其渗透率，根据渗透率的变化来评价碱敏伤害程度，找出碱敏伤害发生的条件。（五）酸敏油气层的酸敏性是指油气层与酸作用后弓愧的渗透率降低的现象。酸液进入油气层后，一方面改善油气层的渗透率；另一方面又与油气层中的矿物及地层流体反应产生沉淀并堵塞油气层的孔喉。因此，酸敏评价实验的本质是研究酸液与油气层的配伍性，为油气层基质酸化时确定合理的酸液配方提供依据。酸敏实验包括原酸（一定浓度的盐酸、氢氟酸、土酸）和残酸（可用原酸与另一块岩心反应后制备）的敏感实验，有现行的部颁标准。（六）应力敏一般意义上的储层敏感性评价指的是储层矿物与流体作用的结果。而应力敏感性则考察在施加一定的有效应力时，岩样的物性参数随应力变化而改变的性质。它反映了岩石孔隙几何学及裂缝壁面形态对应力变化的响应。在CMS—300 全自动岩心测试装置上，测量出不同应力值下的渗透率和孔隙度，观察和分析应力对渗透率和孔隙度的影响。（七）钻井、完井液评价实验其目的是要了解现场用钻井、完井液与岩心接触后对储层的伤害程度，从而评价钻井、完井液及优选配方。必要时还应专门考察钻井、完井液中的处理剂及钻井液滤液对储层的伤害。
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