第三章儲(chǔ)層損害的室內(nèi)評(píng)價(jià)

1、 在開發(fā)一個(gè)油田或?qū)嵤┮豁?xiàng)油井工程作業(yè)之前，首在開發(fā)一個(gè)油田或?qū)嵤┮豁?xiàng)油井工程作業(yè)之前，首先應(yīng)該弄清楚以下問題先應(yīng)該弄清楚以下問題： 1. 油層巖石和流體特性怎樣油層巖石和流體特性怎樣? 2.當(dāng)油層原始的化學(xué)、水動(dòng)力學(xué)和熱動(dòng)力學(xué)條件失當(dāng)油層原始的化學(xué)、水動(dòng)力學(xué)和熱動(dòng)力學(xué)條件失去平衡時(shí)是否會(huì)造成損害去平衡時(shí)是否會(huì)造成損害? 3.發(fā)生損害的類型和原因發(fā)生損害的類型和原因? 4.采用什么措施才能減少油氣層損害等問題。采用什么措施才能減少油氣層損害等問題。 這就需要有一套科學(xué)的方法對(duì)儲(chǔ)層潛在的損害因素這就需要有一套科學(xué)的方法對(duì)儲(chǔ)層潛在的損害因素及各種類型的損害進(jìn)行評(píng)價(jià)。及各種類型的損害進(jìn)行評(píng)價(jià)。 認(rèn)識(shí)

2、油層損害不僅需要應(yīng)用多方面的知認(rèn)識(shí)油層損害不僅需要應(yīng)用多方面的知識(shí)識(shí)，更需要采用，更需要采用先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)先進(jìn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)首先進(jìn)行損害機(jī)理研究，弄清楚損害類型和損首先進(jìn)行損害機(jī)理研究，弄清楚損害類型和損害程度，以及防止和有效處理地層損害的措施。害程度，以及防止和有效處理地層損害的措施。 1. 國(guó)外國(guó)外： （1）4050年代就開始了油層損害的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究，主年代就開始了油層損害的室內(nèi)實(shí)驗(yàn)研究，主要是以巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，用滲透率的變化情況來判斷發(fā)要是以巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)，用滲透率的變化情況來判斷發(fā)生損害的問題生損害的問題 ； （2）70年代以來，年代以來，X-射線衍射儀、電

3、子掃描顯微鏡、圖射線衍射儀、電子掃描顯微鏡、圖像分析系統(tǒng)等電子儀器廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)集層巖石的研究；借助像分析系統(tǒng)等電子儀器廣泛應(yīng)用于儲(chǔ)集層巖石的研究；借助微電腦技術(shù)采用物理模擬和數(shù)學(xué)模擬手段來研究地層孔隙中微電腦技術(shù)采用物理模擬和數(shù)學(xué)模擬手段來研究地層孔隙中固體微粒的運(yùn)移、微粒的侵入深度、地層中流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、固體微粒的運(yùn)移、微粒的侵入深度、地層中流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)、地層滲透率隨時(shí)間、流速及溫度的變化等地層滲透率隨時(shí)間、流速及溫度的變化等 ； （3）80年代，逐步形成了采用多種方法進(jìn)行系列試驗(yàn)的年代，逐步形成了采用多種方法進(jìn)行系列試驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)；實(shí)驗(yàn)技術(shù)； （4）目前，國(guó)外已能通過開展室內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)特定的油氣

4、層）目前，國(guó)外已能通過開展室內(nèi)實(shí)驗(yàn)對(duì)特定的油氣層發(fā)生地層損害的原因進(jìn)行預(yù)測(cè)，并提出相應(yīng)的防止或減輕損發(fā)生地層損害的原因進(jìn)行預(yù)測(cè)，并提出相應(yīng)的防止或減輕損害的措施。害的措施。 起步較晚，起步較晚，80年代初仍處于初級(jí)階段。近十幾年發(fā)展很年代初仍處于初級(jí)階段。近十幾年發(fā)展很快。遼河、華北、中原、長(zhǎng)慶、四川等油田針對(duì)鉆井完井中快。遼河、華北、中原、長(zhǎng)慶、四川等油田針對(duì)鉆井完井中的油層保護(hù)問題，較系統(tǒng)地研究了評(píng)價(jià)油層損害的各種實(shí)驗(yàn)的油層保護(hù)問題，較系統(tǒng)地研究了評(píng)價(jià)油層損害的各種實(shí)驗(yàn)方法，形成了一套能適用于不同類型油藏的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)程序，方法，形成了一套能適用于不同類型油藏的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)程序，為我國(guó)深入進(jìn)行油層

5、損害機(jī)理研究，指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)中完善保為我國(guó)深入進(jìn)行油層損害機(jī)理研究，指導(dǎo)工程設(shè)計(jì)中完善保護(hù)油層的措施奠定了基礎(chǔ)。護(hù)油層的措施奠定了基礎(chǔ)。 1. 巖樣的鉆取巖樣的鉆?。涸阢@取巖樣時(shí)，最好從一塊巖心：在鉆取巖樣時(shí)，最好從一塊巖心中鉆取幾塊相同的樣品，以供多項(xiàng)分析使用；然后再中鉆取幾塊相同的樣品，以供多項(xiàng)分析使用；然后再進(jìn)行巖樣的清洗（用煤油或高礦化度鹽水作潤(rùn)滑劑和進(jìn)行巖樣的清洗（用煤油或高礦化度鹽水作潤(rùn)滑劑和清洗劑）。清洗劑）。 2. 巖樣孔隙度和滲透率的測(cè)定巖樣孔隙度和滲透率的測(cè)定 3. 巖樣的選取巖樣的選?。涸谧鴺?biāo)紙上作出巖樣的：在坐標(biāo)紙上作出巖樣的K關(guān)關(guān)系圖，畫出回歸曲線，以此作為選擇巖樣的依

6、據(jù)。該系圖，畫出回歸曲線，以此作為選擇巖樣的依據(jù)。該關(guān)系曲線也可用已有的孔、滲資料，用最小二乘法回關(guān)系曲線也可用已有的孔、滲資料，用最小二乘法回歸處理而得。如下圖所示：歸處理而得。如下圖所示： 油氣層敏感性評(píng)價(jià)包括油氣層敏感性評(píng)價(jià)包括速敏、水敏、鹽敏、堿敏、速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏酸敏五敏實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)方法基本按五敏實(shí)驗(yàn)，具體實(shí)驗(yàn)方法基本按“砂巖儲(chǔ)層巖心砂巖儲(chǔ)層巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)程序流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)程序”部頒標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，其部頒標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行，其。（1）速敏概念和實(shí)驗(yàn)?zāi)康模┧倜舾拍詈蛯?shí)驗(yàn)?zāi)康?是指在鉆井、測(cè)試、試油、采油、是指在鉆井、測(cè)試、試油、采油、增產(chǎn)作業(yè)、注水等作業(yè)或生產(chǎn)過程中，當(dāng)流體在油氣增產(chǎn)作業(yè)

7、、注水等作業(yè)或生產(chǎn)過程中，當(dāng)流體在油氣層中流動(dòng)時(shí)，引起油氣層中微粒運(yùn)移并堵塞喉道造成層中流動(dòng)時(shí)，引起油氣層中微粒運(yùn)移并堵塞喉道造成油氣層滲透率下降的現(xiàn)象。油氣層滲透率下降的現(xiàn)象。（1）找出由于流速作用導(dǎo)致微粒運(yùn)移從而發(fā)生損害）找出由于流速作用導(dǎo)致微粒運(yùn)移從而發(fā)生損害的臨界流速，以及確定由速度敏感引起的油氣層損害程度；的臨界流速，以及確定由速度敏感引起的油氣層損害程度；（2）為以下的水敏、鹽敏、堿敏、酸敏四種實(shí)驗(yàn)及其它損）為以下的水敏、鹽敏、堿敏、酸敏四種實(shí)驗(yàn)及其它損害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)流速的合理確定提供依據(jù)。一般來說，由速敏害評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)流速的合理確定提供依據(jù)。一般來說，由速敏實(shí)驗(yàn)求出臨界流速后，可將其它各

8、類評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)流速實(shí)驗(yàn)求出臨界流速后，可將其它各類評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)流速定為定為0.8倍臨界流速，因此速敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)必須要先于其它實(shí)倍臨界流速，因此速敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)必須要先于其它實(shí)驗(yàn)；驗(yàn)；（3）為確定合理的注采速度提供科學(xué)依據(jù)。）為確定合理的注采速度提供科學(xué)依據(jù)。 因此，速敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)是非常重要的。因此，速敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)是非常重要的。 （2）步驟及評(píng)價(jià)指標(biāo)）步驟及評(píng)價(jià)指標(biāo) 以不同的注入速度向巖心中注入實(shí)驗(yàn)流體（煤油或地以不同的注入速度向巖心中注入實(shí)驗(yàn)流體（煤油或地層水），并測(cè)定各注入速度下巖心的滲透率，從滲透率與層水），并測(cè)定各注入速度下巖心的滲透率，從滲透率與注入速度的變化關(guān)系上，判斷油氣層巖心對(duì)流速的敏

9、感性，注入速度的變化關(guān)系上，判斷油氣層巖心對(duì)流速的敏感性，并找出滲透率明顯下降的臨界流速。并找出滲透率明顯下降的臨界流速。 如果流量如果流量Qi-1對(duì)應(yīng)的滲透率對(duì)應(yīng)的滲透率Ki-1與流量與流量Qi對(duì)應(yīng)的滲透率對(duì)應(yīng)的滲透率Ki滿足下式，說明已發(fā)生速度敏感，流量滿足下式，說明已發(fā)生速度敏感，流量Qi-1即為臨界流量。即為臨界流量。%5%10011iiiKKK表表1 速敏程度評(píng)價(jià)指標(biāo)速敏程度評(píng)價(jià)指標(biāo) 70% 弱中等強(qiáng)：對(duì)于采油井、要用煤油作為實(shí)驗(yàn)流體，并要求將煤：對(duì)于采油井、要用煤油作為實(shí)驗(yàn)流體，并要求將煤油先經(jīng)過干燥，再用白土除去其中的極性物質(zhì)，然后用油先經(jīng)過干燥，再用白土除去其中的極性物質(zhì)，然后

10、用G5砂心砂心漏斗過濾。對(duì)于注水井，應(yīng)使用經(jīng)過過濾處理的地層水漏斗過濾。對(duì)于注水井，應(yīng)使用經(jīng)過過濾處理的地層水(或模擬或模擬地層水地層水)作為實(shí)驗(yàn)流體。作為實(shí)驗(yàn)流體。 （1）水敏概念及實(shí)驗(yàn)?zāi)康模┧舾拍罴皩?shí)驗(yàn)?zāi)康?油氣層中的粘土礦物在原始的地層條件下處在一定礦油氣層中的粘土礦物在原始的地層條件下處在一定礦化度的環(huán)境中，當(dāng)?shù)M(jìn)入地層時(shí)，某些粘土礦物就會(huì)發(fā)化度的環(huán)境中，當(dāng)?shù)M(jìn)入地層時(shí)，某些粘土礦物就會(huì)發(fā)生膨脹、分散、運(yùn)移，從而減小或堵塞地層孔隙和喉道，生膨脹、分散、運(yùn)移，從而減小或堵塞地層孔隙和喉道，造成滲透率降低。油氣層的這種遇淡水后滲透率降低的現(xiàn)造成滲透率降低。油氣層的這種遇淡水后滲透率降

11、低的現(xiàn)象，稱為象，稱為。 水敏實(shí)驗(yàn)的水敏實(shí)驗(yàn)的是了解粘土礦物遇淡水后的膨脹、分是了解粘土礦物遇淡水后的膨脹、分散、運(yùn)移過程，找出發(fā)生水敏的條件及水敏引起的油氣層散、運(yùn)移過程，找出發(fā)生水敏的條件及水敏引起的油氣層損害程度，為各類工作液的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。損害程度，為各類工作液的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。（2）步驟及評(píng)價(jià)指標(biāo)）步驟及評(píng)價(jià)指標(biāo)首先用地層水測(cè)定巖心的滲透率首先用地層水測(cè)定巖心的滲透率Kf，然后再用次地層然后再用次地層水測(cè)定巖心的滲透率，最后用淡水測(cè)定巖心的滲透率水測(cè)定巖心的滲透率，最后用淡水測(cè)定巖心的滲透率KW，從而確定淡水引起巖心中粘土礦物的水化膨脹及造成的損從而確定淡水引起巖心中粘土礦物的水化膨脹

12、及造成的損害程度。評(píng)價(jià)指標(biāo)見表害程度。評(píng)價(jià)指標(biāo)見表2。 表表2 水敏程度評(píng)價(jià)指標(biāo)水敏程度評(píng)價(jià)指標(biāo)KW/Kf 0.7水敏程度水敏程度 強(qiáng)中等弱（1）實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?shí)驗(yàn)?zāi)康?找出鹽敏發(fā)生的條件，以及由鹽敏引起的油氣層損找出鹽敏發(fā)生的條件，以及由鹽敏引起的油氣層損害程度，為各類工作液的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。害程度，為各類工作液的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。（2）步驟及評(píng)價(jià)指標(biāo)）步驟及評(píng)價(jià)指標(biāo) 通過向巖心注入不同礦化度等級(jí)的鹽水（按地層通過向巖心注入不同礦化度等級(jí)的鹽水（按地層水的化學(xué)組成配制），并測(cè)定各礦化度下巖心對(duì)鹽水水的化學(xué)組成配制），并測(cè)定各礦化度下巖心對(duì)鹽水的滲透率，根據(jù)滲透率隨礦化度的變化來評(píng)價(jià)鹽敏損的滲透率，根據(jù)

13、滲透率隨礦化度的變化來評(píng)價(jià)鹽敏損害程度，找出鹽敏損害發(fā)生的條件。害程度，找出鹽敏損害發(fā)生的條件。 根據(jù)實(shí)際情況，根據(jù)實(shí)際情況，一般要做升高礦化度和降低礦化一般要做升高礦化度和降低礦化度兩種鹽敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)度兩種鹽敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。（。（1）對(duì)于升高礦化度的鹽敏評(píng)）對(duì)于升高礦化度的鹽敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，第一級(jí)鹽水為地層水，將鹽水按一定的濃度價(jià)實(shí)驗(yàn)，第一級(jí)鹽水為地層水，將鹽水按一定的濃度差逐級(jí)升高礦化度，直至找出臨界礦化度差逐級(jí)升高礦化度，直至找出臨界礦化度Cc2或達(dá)到工或達(dá)到工作液的最高礦化度為止。（作液的最高礦化度為止。（2）對(duì)于降低礦化度的鹽敏）對(duì)于降低礦化度的鹽敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，第一級(jí)鹽水仍為地層水，將鹽水按一定

14、的評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，第一級(jí)鹽水仍為地層水，將鹽水按一定的濃度差逐級(jí)降低礦化度，直至注入液的礦化度接近零濃度差逐級(jí)降低礦化度，直至注入液的礦化度接近零為止，求出的臨界礦化度為為止，求出的臨界礦化度為Cc1。 如果礦化度如果礦化度Ci-1對(duì)應(yīng)的滲透率對(duì)應(yīng)的滲透率Ki-1與礦化度與礦化度Ci對(duì)應(yīng)的滲對(duì)應(yīng)的滲透率透率Ki之間滿足下述關(guān)系：之間滿足下述關(guān)系： %5%10011iiiKKK 說明已發(fā)生鹽敏，并且礦化度說明已發(fā)生鹽敏，并且礦化度Ci-1即為臨界礦化度即為臨界礦化度Cc。按此標(biāo)準(zhǔn)，在升高礦化度實(shí)驗(yàn)時(shí)可以確定臨界礦化度按此標(biāo)準(zhǔn)，在升高礦化度實(shí)驗(yàn)時(shí)可以確定臨界礦化度Cc2，而在降低礦化度實(shí)驗(yàn)時(shí)可以確定臨界

15、礦化度而在降低礦化度實(shí)驗(yàn)時(shí)可以確定臨界礦化度CC1。 表表3 鹽敏程度評(píng)價(jià)指標(biāo)鹽敏程度評(píng)價(jià)指標(biāo)損害程度損害程度 70%敏感程度敏感程度 弱中等強(qiáng)損害程度的計(jì)算方法見下式，評(píng)價(jià)指標(biāo)見表?yè)p害程度的計(jì)算方法見下式，評(píng)價(jià)指標(biāo)見表3。 （1）堿敏概念及實(shí)驗(yàn)?zāi)康模A敏概念及實(shí)驗(yàn)?zāi)康?地層水地層水pH值一般呈中性或弱堿性，而大多數(shù)鉆井液的值一般呈中性或弱堿性，而大多數(shù)鉆井液的pH值在值在812之間，三次采油中的堿水驅(qū)也有較高的之間，三次采油中的堿水驅(qū)也有較高的pH值。值。當(dāng)高當(dāng)高pH值流體進(jìn)入油氣層后，將造成油氣層中粘土礦物和值流體進(jìn)入油氣層后，將造成油氣層中粘土礦物和硅質(zhì)膠結(jié)的結(jié)構(gòu)破壞（主要是粘土礦物解理

16、和膠結(jié)物溶解后硅質(zhì)膠結(jié)的結(jié)構(gòu)破壞（主要是粘土礦物解理和膠結(jié)物溶解后釋放微粒），從而造成油氣層的堵塞損害；此外，大量的氫釋放微粒），從而造成油氣層的堵塞損害；此外，大量的氫氧根與某些二價(jià)陽離子結(jié)合會(huì)生成不溶物，造成油氣層的堵氧根與某些二價(jià)陽離子結(jié)合會(huì)生成不溶物，造成油氣層的堵塞損害。因此塞損害。因此,堿敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)之堿敏評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)之是找出堿敏發(fā)生的條件，是找出堿敏發(fā)生的條件，主要是臨界主要是臨界pH值，以及由堿敏引起的油氣層損害程度，為值，以及由堿敏引起的油氣層損害程度，為各類工作液的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。各類工作液的設(shè)計(jì)提供依據(jù)。（2）步驟及評(píng)價(jià)指標(biāo)）步驟及評(píng)價(jià)指標(biāo) 通過注入不同通過注入不同pH值的地層水

17、并測(cè)定其滲透率，根據(jù)滲值的地層水并測(cè)定其滲透率，根據(jù)滲透率的變化來評(píng)價(jià)堿敏損害程度，找出堿敏損害發(fā)生的條件。透率的變化來評(píng)價(jià)堿敏損害程度，找出堿敏損害發(fā)生的條件。 a. 制備不同制備不同pH值的鹽水，根據(jù)實(shí)際情況，一般要從地層水的值的鹽水，根據(jù)實(shí)際情況，一般要從地層水的pH值開始，逐級(jí)升高值開始，逐級(jí)升高pH值，最后一級(jí)鹽水的值，最后一級(jí)鹽水的pH值可定為值可定為12。 b. 將選好的巖心抽真空飽和第一級(jí)鹽水，并浸泡將選好的巖心抽真空飽和第一級(jí)鹽水，并浸泡2024h，在在低于臨界流速的條件，用第一級(jí)鹽水測(cè)出巖心穩(wěn)定的滲透率低于臨界流速的條件，用第一級(jí)鹽水測(cè)出巖心穩(wěn)定的滲透率K1。 c. 注入第

18、二級(jí)鹽水，浸泡注入第二級(jí)鹽水，浸泡2024h，在低于臨界流速的條件下，在低于臨界流速的條件下，用第二級(jí)鹽水測(cè)出巖心穩(wěn)定的滲透率用第二級(jí)鹽水測(cè)出巖心穩(wěn)定的滲透率K2。 d. 改變注入鹽水的級(jí)別，重復(fù)第改變注入鹽水的級(jí)別，重復(fù)第(3)步，直至測(cè)出最后一級(jí)鹽步，直至測(cè)出最后一級(jí)鹽水處理后的巖心的穩(wěn)定滲透率水處理后的巖心的穩(wěn)定滲透率Kn 如果如果pHi-1鹽水的滲透率鹽水的滲透率Ki-1，與與pH鹽水的滲透率鹽水的滲透率Ki之間滿足之間滿足(Ki-1-Ki)/Ki-10.05的條件，說明已發(fā)生堿敏，的條件，說明已發(fā)生堿敏，則則pHi-1即為臨界即為臨界pH值。值。(KmaxKmin) /Kmax100

19、%70%堿敏程度堿敏程度 弱中等強(qiáng)（1）酸敏概念及實(shí)驗(yàn)?zāi)康模┧崦舾拍罴皩?shí)驗(yàn)?zāi)康?酸化是油田廣泛采用的解堵和增產(chǎn)措施，酸液進(jìn)入油氣酸化是油田廣泛采用的解堵和增產(chǎn)措施，酸液進(jìn)入油氣層后，一方面可改善油氣層的滲透率，另一方面又與油氣層層后，一方面可改善油氣層的滲透率，另一方面又與油氣層中的礦物及地層流體反應(yīng)產(chǎn)生沉淀并堵塞油氣層的孔喉。中的礦物及地層流體反應(yīng)產(chǎn)生沉淀并堵塞油氣層的孔喉。 是指油氣層與酸作用后引起滲透率降低是指油氣層與酸作用后引起滲透率降低的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 ：研究各種酸液的酸敏程度，其本質(zhì)是研：研究各種酸液的酸敏程度，其本質(zhì)是研究酸液與油氣層的配伍性，為油氣層基質(zhì)酸化和酸化解堵設(shè)究酸液與

20、油氣層的配伍性，為油氣層基質(zhì)酸化和酸化解堵設(shè)計(jì)提供依據(jù)。計(jì)提供依據(jù)。 （2）步驟及評(píng)價(jià)指標(biāo)）步驟及評(píng)價(jià)指標(biāo) 酸敏實(shí)驗(yàn)包括鮮酸（一定濃度的鹽酸、氫氟酸、土酸）酸敏實(shí)驗(yàn)包括鮮酸（一定濃度的鹽酸、氫氟酸、土酸）和殘酸（可用鮮酸與另一塊巖心反應(yīng)后制備）的敏感實(shí)驗(yàn)。和殘酸（可用鮮酸與另一塊巖心反應(yīng)后制備）的敏感實(shí)驗(yàn)。 用地層水測(cè)基礎(chǔ)滲透率，再用煤油測(cè)出酸作用前的用地層水測(cè)基礎(chǔ)滲透率，再用煤油測(cè)出酸作用前的滲透率滲透率K1(正向正向)； 反向注入反向注入0.51.0倍孔隙體積的酸液；倍孔隙體積的酸液； 用煤油正向測(cè)出恢復(fù)滲透率用煤油正向測(cè)出恢復(fù)滲透率K2。 用實(shí)驗(yàn)所測(cè)的兩個(gè)滲透率用實(shí)驗(yàn)所測(cè)的兩個(gè)滲透率K1

21、和和K2,計(jì)算計(jì)算K2/K1的比值來評(píng)的比值來評(píng)價(jià)酸敏程度。價(jià)酸敏程度。 表表5 酸敏程度評(píng)價(jià)指標(biāo)酸敏程度評(píng)價(jià)指標(biāo)K2/K1 0.7酸敏程度酸敏程度 強(qiáng)中等弱 綜上所述，五敏實(shí)驗(yàn)是評(píng)價(jià)和診斷油氣層損害的綜上所述，五敏實(shí)驗(yàn)是評(píng)價(jià)和診斷油氣層損害的最重要的手段之一。一般說來，對(duì)每一個(gè)區(qū)塊，都應(yīng)最重要的手段之一。一般說來，對(duì)每一個(gè)區(qū)塊，都應(yīng)做五敏實(shí)驗(yàn)，再參照表做五敏實(shí)驗(yàn)，再參照表5進(jìn)行保護(hù)油氣層技術(shù)方案的進(jìn)行保護(hù)油氣層技術(shù)方案的制定，并指導(dǎo)生產(chǎn)。但對(duì)于某些儲(chǔ)層還要作應(yīng)力敏感制定，并指導(dǎo)生產(chǎn)。但對(duì)于某些儲(chǔ)層還要作應(yīng)力敏感性評(píng)價(jià)。性評(píng)價(jià)。 油氣層巖石在井下受到上覆巖石壓力油氣層巖石在井下受到上覆巖石壓力

22、(PV)和孔隙流體壓和孔隙流體壓力（即地層壓力力（即地層壓力PR）的共同作用。上覆巖石壓力僅與埋藏的共同作用。上覆巖石壓力僅與埋藏深度和上覆巖石的密度有關(guān)，對(duì)于某點(diǎn)巖石而言，上覆巖深度和上覆巖石的密度有關(guān)，對(duì)于某點(diǎn)巖石而言，上覆巖石壓力可以認(rèn)為是恒定的。油氣層壓力則與油氣井的開采石壓力可以認(rèn)為是恒定的。油氣層壓力則與油氣井的開采壓差和時(shí)間有關(guān)，隨著開采的進(jìn)行，由于生產(chǎn)壓差的作用壓差和時(shí)間有關(guān)，隨著開采的進(jìn)行，由于生產(chǎn)壓差的作用油氣層壓力下降。這樣巖石的有效應(yīng)力油氣層壓力下降。這樣巖石的有效應(yīng)力(=PVPR)就增加，就增加，使孔隙流道被壓縮，尤其是裂縫孔隙型流道更為明顯，導(dǎo)使孔隙流道被壓縮，尤其

23、是裂縫孔隙型流道更為明顯，導(dǎo)致油氣層滲透率下降而造成應(yīng)力敏感性損害，影響應(yīng)力敏致油氣層滲透率下降而造成應(yīng)力敏感性損害，影響應(yīng)力敏感損害的因素是：壓差、油氣層自身的能量和油氣藏的類感損害的因素是：壓差、油氣層自身的能量和油氣藏的類型。型。 （1）評(píng)價(jià)應(yīng)力敏感性的目的）評(píng)價(jià)應(yīng)力敏感性的目的 準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)儲(chǔ)層，通過模擬圍壓條件測(cè)定孔隙度準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)儲(chǔ)層，通過模擬圍壓條件測(cè)定孔隙度可以將常規(guī)孔隙度轉(zhuǎn)換成原地條件，有助于儲(chǔ)量評(píng)價(jià)；可以將常規(guī)孔隙度轉(zhuǎn)換成原地條件，有助于儲(chǔ)量評(píng)價(jià)；求出巖心在原地條件下的滲透率，便于建立巖心求出巖心在原地條件下的滲透率，便于建立巖心測(cè)試滲透率測(cè)試滲透率Kc與原地滲透率與原地滲透率

24、Ke的關(guān)系；的關(guān)系；為確定合理的生產(chǎn)壓差提供依據(jù)。為確定合理的生產(chǎn)壓差提供依據(jù)。（2）評(píng)價(jià)應(yīng)力敏感性的實(shí)驗(yàn)程序）評(píng)價(jià)應(yīng)力敏感性的實(shí)驗(yàn)程序 選取天然裂縫性巖心，準(zhǔn)確量取裂縫性巖樣的幾何尺寸，選取天然裂縫性巖心，準(zhǔn)確量取裂縫性巖樣的幾何尺寸，并稱取巖樣的干重，測(cè)其氮?dú)鉂B透率；并稱取巖樣的干重，測(cè)其氮?dú)鉂B透率；將裂縫性巖樣用標(biāo)準(zhǔn)鹽水抽真空飽和，然后稱取巖樣的濕將裂縫性巖樣用標(biāo)準(zhǔn)鹽水抽真空飽和，然后稱取巖樣的濕重，并計(jì)算其孔隙度；重，并計(jì)算其孔隙度；將巖樣放入巖心夾持器中，首先用標(biāo)準(zhǔn)鹽水進(jìn)行驅(qū)替，待將巖樣放入巖心夾持器中，首先用標(biāo)準(zhǔn)鹽水進(jìn)行驅(qū)替，待壓力穩(wěn)定后測(cè)其鹽水滲透率；壓力穩(wěn)定后測(cè)其鹽水滲透率；用

25、煤油驅(qū)替建立束縛水飽和度。然后用煤油驅(qū)替，測(cè)定在用煤油驅(qū)替建立束縛水飽和度。然后用煤油驅(qū)替，測(cè)定在不同的有效應(yīng)力條件下裂縫性巖樣的油相滲透率。實(shí)驗(yàn)時(shí)泵流量不同的有效應(yīng)力條件下裂縫性巖樣的油相滲透率。實(shí)驗(yàn)時(shí)泵流量固定在固定在0.8倍臨界流速。圍壓變化范圍控制在倍臨界流速。圍壓變化范圍控制在1-24MPa范圍內(nèi)；范圍內(nèi)；利用計(jì)算機(jī)繪制裂縫性巖樣的滲透率與有效應(yīng)力之間的關(guān)利用計(jì)算機(jī)繪制裂縫性巖樣的滲透率與有效應(yīng)力之間的關(guān)系曲線，計(jì)算應(yīng)力敏感損害度。系曲線，計(jì)算應(yīng)力敏感損害度。 （3）評(píng)價(jià)應(yīng)力敏感性的定量指標(biāo)）評(píng)價(jià)應(yīng)力敏感性的定量指標(biāo)1 應(yīng)力敏感性損害度（應(yīng)力敏感性損害度（R ），），其定義如下：其定

26、義如下： 0min010logKKKRK0初始滲透率（升高圍壓曲線起始點(diǎn)），初始滲透率（升高圍壓曲線起始點(diǎn)），10-3m2；Kmin最低滲透率（一般為升高圍壓曲線終止點(diǎn)），最低滲透率（一般為升高圍壓曲線終止點(diǎn)）， 10-3m2 ；有效應(yīng)力變化值，有效應(yīng)力變化值，MPa；R 應(yīng)力敏感性損害度。應(yīng)力敏感性損害度。R 損害程度損害程度 32弱21中10強(qiáng) 傳統(tǒng)的油層損害的損害度傳統(tǒng)的油層損害的損害度R，只是巖樣滲透率降低只是巖樣滲透率降低的百分率，沒有考慮有效應(yīng)力的變化幅度，不能直接反的百分率，沒有考慮有效應(yīng)力的變化幅度，不能直接反映有效應(yīng)力的影響。應(yīng)力敏感性損害度映有效應(yīng)力的影響。應(yīng)力敏感性損害度

27、R 則反映了有效則反映了有效應(yīng)力變化幅度，更具科學(xué)性和實(shí)用性。一般情況下，應(yīng)應(yīng)力變化幅度，更具科學(xué)性和實(shí)用性。一般情況下，應(yīng)力敏感性損害度力敏感性損害度R 越小，巖樣的應(yīng)力敏感損害越嚴(yán)重。越小，巖樣的應(yīng)力敏感損害越嚴(yán)重。 （4）評(píng)價(jià)應(yīng)力敏感性的定量指標(biāo)）評(píng)價(jià)應(yīng)力敏感性的定量指標(biāo)2 用無量綱滲透率（用無量綱滲透率（Ki/K1000）1/31/3與與lglgi i作圖得一直線，以作圖得一直線，以直線的斜率直線的斜率S Si i作為評(píng)價(jià)指標(biāo)作為評(píng)價(jià)指標(biāo)： 1000lg1311000iisKKSK1000應(yīng)力應(yīng)力1000psi所對(duì)應(yīng)的滲透率，所對(duì)應(yīng)的滲透率，m2；Ss斜率。斜率。 Ss值的增加，意味著

28、有效應(yīng)力的影響增大，巖值的增加，意味著有效應(yīng)力的影響增大，巖心的應(yīng)力敏感性變強(qiáng)，心的應(yīng)力敏感性變強(qiáng)，Ss1.0應(yīng)力敏感程度應(yīng)力敏感程度弱弱中等中等強(qiáng)強(qiáng)極強(qiáng)極強(qiáng) 當(dāng)從小到大或從大到小改變施加在裂縫性巖樣上當(dāng)從小到大或從大到小改變施加在裂縫性巖樣上的有效應(yīng)力時(shí)，裂縫性巖樣的滲透率和裂縫寬度都要的有效應(yīng)力時(shí)，裂縫性巖樣的滲透率和裂縫寬度都要發(fā)生相應(yīng)的變化。為了研究裂縫開合程度的可逆性，發(fā)生相應(yīng)的變化。為了研究裂縫開合程度的可逆性，需要進(jìn)一步測(cè)定當(dāng)從不同方向改變其有效應(yīng)力時(shí)，裂需要進(jìn)一步測(cè)定當(dāng)從不同方向改變其有效應(yīng)力時(shí)，裂縫性巖樣滲透率的變化情況。通常將滲透率變化的不縫性巖樣滲透率的變化情況。通常將滲

29、透率變化的不可逆性稱為可逆性稱為。（1）實(shí)驗(yàn)步驟）實(shí)驗(yàn)步驟： 首先從小到大逐漸增大有效應(yīng)力，測(cè)定每一有效首先從小到大逐漸增大有效應(yīng)力，測(cè)定每一有效應(yīng)力下的滲透率，然后再?gòu)拇蟮叫≈饾u減低有效應(yīng)力，應(yīng)力下的滲透率，然后再?gòu)拇蟮叫≈饾u減低有效應(yīng)力，測(cè)定每一有效應(yīng)力下的滲透率；分別繪制出兩條裂縫測(cè)定每一有效應(yīng)力下的滲透率；分別繪制出兩條裂縫性巖樣的滲透率與有效應(yīng)力之間的關(guān)系曲線。根據(jù)兩性巖樣的滲透率與有效應(yīng)力之間的關(guān)系曲線。根據(jù)兩條曲線的偏離程度，判斷應(yīng)力敏感滯后效應(yīng)的強(qiáng)弱。條曲線的偏離程度，判斷應(yīng)力敏感滯后效應(yīng)的強(qiáng)弱。 （2）評(píng)價(jià)裂縫滯后效應(yīng)的定量指標(biāo)）評(píng)價(jià)裂縫滯后效應(yīng)的定量指標(biāo) 滯后度（滯后度（

30、） ，其定義如下：其定義如下： K0初始滲透率（升高圍壓曲線起始點(diǎn)），初始滲透率（升高圍壓曲線起始點(diǎn)），10-3m2；K0 最大恢復(fù)滲透率（一般為降低圍壓曲線終止點(diǎn)），最大恢復(fù)滲透率（一般為降低圍壓曲線終止點(diǎn)）， 10-3m2 ； 應(yīng)力敏感滯后度，應(yīng)力敏感滯后度，%。%100000KKK /% 滯后程度滯后程度 70強(qiáng)391012PaLQb（1）溫度敏感性概念及實(shí)驗(yàn)?zāi)康模囟让舾行愿拍罴皩?shí)驗(yàn)?zāi)康?由于外來流體進(jìn)入油氣層，可使近井筒附近的地由于外來流體進(jìn)入油氣層，可使近井筒附近的地層溫度下降，導(dǎo)致有機(jī)垢、無機(jī)垢產(chǎn)生或使地層中的層溫度下降，導(dǎo)致有機(jī)垢、無機(jī)垢產(chǎn)生或使地層中的某些礦物發(fā)生變化，從而導(dǎo)

31、致地層滲透率發(fā)生變化的某些礦物發(fā)生變化，從而導(dǎo)致地層滲透率發(fā)生變化的現(xiàn)象?，F(xiàn)象。 目的：研究溫度敏感引起的地層損害程度，主要研目的：研究溫度敏感引起的地層損害程度，主要研究外來流體對(duì)地層的冷卻效應(yīng)究外來流體對(duì)地層的冷卻效應(yīng)。（2）溫度敏感性實(shí)驗(yàn)步驟）溫度敏感性實(shí)驗(yàn)步驟 當(dāng)實(shí)驗(yàn)流體為地層水時(shí)，其具體方法如下：當(dāng)實(shí)驗(yàn)流體為地層水時(shí)，其具體方法如下： (1) (1)選擇實(shí)驗(yàn)巖心，測(cè)量長(zhǎng)度、直徑等；選擇實(shí)驗(yàn)巖心，測(cè)量長(zhǎng)度、直徑等； (2) (2)選擇實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)分別為選擇實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)分別為T T1 1、T T2 2、T T3 3、T T4 4、T T5 5、T T6 6；其中，其中，T T1 1為地層溫度

32、，為地層溫度，T T6 6為地面溫度，每點(diǎn)之間的溫差為為地面溫度，每點(diǎn)之間的溫差為T=T=( (T T6 6-T-T1 1)/5)/5； (3) (3)在實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)T T1 1時(shí)，在低于臨界流速的條件下，用地層水時(shí)，在低于臨界流速的條件下，用地層水測(cè)出巖心穩(wěn)定的滲透率測(cè)出巖心穩(wěn)定的滲透率K1K1； (4) (4)改變實(shí)驗(yàn)溫度改變實(shí)驗(yàn)溫度( (必須保持恒溫必須保持恒溫2 2h h以上以上) )，重復(fù)第，重復(fù)第(3)(3)步，直步，直至測(cè)出最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)至測(cè)出最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)T T6 6所對(duì)應(yīng)的巖心穩(wěn)定滲透率所對(duì)應(yīng)的巖心穩(wěn)定滲透率K K6 6。 當(dāng)實(shí)驗(yàn)流體為地層原油時(shí)，其具體方法

33、如下：當(dāng)實(shí)驗(yàn)流體為地層原油時(shí)，其具體方法如下： (1) (1)選擇實(shí)驗(yàn)巖心，測(cè)量長(zhǎng)度、直徑等；選擇實(shí)驗(yàn)巖心，測(cè)量長(zhǎng)度、直徑等； (2) (2)選擇實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)分別為選擇實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)分別為T T1 1、T T2 2、T T3 3、T T4 4、T T5 5、T T6 6；其中，其中，T T1 1為地層溫度，為地層溫度，T T6 6為地面溫度，每點(diǎn)之間的溫差為為地面溫度，每點(diǎn)之間的溫差為T=T=( (T T6 6-T-T1 1)/5)/5； (3) (3)巖心抽真空飽和地層水；巖心抽真空飽和地層水； (4) (4)在實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)在實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)T T1 1時(shí)，在低于臨界流速的條件下，用地層水時(shí)，在低于臨界流

34、速的條件下，用地層水測(cè)出巖心穩(wěn)定的滲透率測(cè)出巖心穩(wěn)定的滲透率K1K1； (5) (5)改變實(shí)驗(yàn)溫度改變實(shí)驗(yàn)溫度( (必須保持恒溫必須保持恒溫2 2h h以上以上) )，重復(fù)第，重復(fù)第(4)(4)步，直步，直至測(cè)出最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)至測(cè)出最后一個(gè)實(shí)驗(yàn)溫度點(diǎn)T T6 6所對(duì)應(yīng)的巖心穩(wěn)定滲透率所對(duì)應(yīng)的巖心穩(wěn)定滲透率K K6 6。工作液包括工作液包括等。主要是借助于各種儀器設(shè)備，預(yù)先在等。主要是借助于各種儀器設(shè)備，預(yù)先在室內(nèi)評(píng)價(jià)工作液對(duì)油氣層的損害程度，達(dá)到優(yōu)選工作液配室內(nèi)評(píng)價(jià)工作液對(duì)油氣層的損害程度，達(dá)到優(yōu)選工作液配方和施工工藝參數(shù)的目的。方和施工工藝參數(shù)的目的。 該法主要利用各種靜濾失實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定

35、工作液侵入巖該法主要利用各種靜濾失實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)定工作液侵入巖心前后滲透率的變化，來評(píng)價(jià)工作液對(duì)油氣層的損害程度心前后滲透率的變化，來評(píng)價(jià)工作液對(duì)油氣層的損害程度并優(yōu)選工作液配方。實(shí)驗(yàn)時(shí)，要盡可能模擬地層的溫度和并優(yōu)選工作液配方。實(shí)驗(yàn)時(shí)，要盡可能模擬地層的溫度和壓力條件。用式壓力條件。用式Rs=(1-Kop/Ko)100%來計(jì)算工作液的損來計(jì)算工作液的損害程度。害程度。Rs值越大，損害越嚴(yán)重。式中值越大，損害越嚴(yán)重。式中:Rs損害程度，損害程度，%；Kop損害后巖心的油相有效滲透率，損害后巖心的油相有效滲透率，m2；Ko損害前巖心的油相有效滲透率，損害前巖心的油相有效滲透率，m2。 在盡量模擬地層實(shí)際工況條件下，評(píng)價(jià)工作液對(duì)油氣在盡量模擬地層實(shí)際工況條件下，評(píng)價(jià)工作液對(duì)油氣層的綜合損害（包括液相和固相及添加劑對(duì)油氣層的損層的綜合損害（包括液相和固相及添加劑對(duì)油氣層的損害），為優(yōu)選損害最小的工作液和最優(yōu)施工工藝參數(shù)提供害），為優(yōu)選損害最小的工作液和