第1章 完井工程基礎(chǔ)

1、1油 氣 井 完 井2參考書：參考書：n1教材教材n李根生李根生 翟應(yīng)虎翟應(yīng)虎完井工程完井工程第第1版山東東營：中國石油大學(xué)出版山東東營：中國石油大學(xué)出版社，版社，2009.9。n2推薦參考書推薦參考書n劉瑞文劉瑞文.現(xiàn)代完井技術(shù)現(xiàn)代完井技術(shù)（第（第1版）版）. 北京：石油工業(yè)出版北京：石油工業(yè)出版社社.2010.8。n汪志明汪志明.復(fù)雜結(jié)構(gòu)井完井優(yōu)化理論及應(yīng)用復(fù)雜結(jié)構(gòu)井完井優(yōu)化理論及應(yīng)用（第（第1版）版）. 北京：石油北京：石油工業(yè)出版社工業(yè)出版社.2010.4。n萬仁溥萬仁溥.現(xiàn)代完井工程現(xiàn)代完井工程（第（第1版）版）. 北京：石油工業(yè)出版社北京：石油工業(yè)出版社.2005。 3n教學(xué)內(nèi)容：

2、教學(xué)內(nèi)容：油氣藏類型及儲層流體特性、巖石類型及物油氣藏類型及儲層流體特性、巖石類型及物性、巖心分析及敏感性評價、地應(yīng)力概述、完井設(shè)計內(nèi)性、巖心分析及敏感性評價、地應(yīng)力概述、完井設(shè)計內(nèi)容。容。n基本要求：基本要求：了解油氣藏類型及儲層流體特性、巖石類型了解油氣藏類型及儲層流體特性、巖石類型及物性等概念，理解巖心分析及敏感性評價方法，理解及物性等概念，理解巖心分析及敏感性評價方法，理解地應(yīng)力概念，了解完井設(shè)計內(nèi)容。地應(yīng)力概念，了解完井設(shè)計內(nèi)容。n重點：重點：儲層流體特性、巖石類型及物性、完井設(shè)計內(nèi)容。儲層流體特性、巖石類型及物性、完井設(shè)計內(nèi)容。n難點：難點：巖心分析與敏感性評價。巖心分析與敏感性評

3、價。 第第1章章 完井工程地質(zhì)基礎(chǔ)完井工程地質(zhì)基礎(chǔ)4一、完井工程與完井設(shè)計一、完井工程與完井設(shè)計二、儲層巖性特征二、儲層巖性特征三、儲層物性三、儲層物性四、儲層流體四、儲層流體五、油氣藏分類五、油氣藏分類六、地應(yīng)力的概念與確定六、地應(yīng)力的概念與確定七、巖心分析七、巖心分析八、儲層敏感性評價八、儲層敏感性評價第第1章章 完井工程地質(zhì)基礎(chǔ)完井工程地質(zhì)基礎(chǔ)5多年之前，完井工程處于兩不管的地位。A、石油院校分鉆井、采油兩個專業(yè)；B、油田上，分鉆井、采油兩大陣營 ；C、開發(fā)方案上沒有完井工程方案（最多幾句話）。1）鉆井的說，這應(yīng)該由搞采油的來做；2）采油的說，這應(yīng)該由搞鉆井的來做；共同的理解是：認(rèn)為完井

4、僅僅是： 鉆井下套管、固井、射孔。 這是簡單理解。因為當(dāng)時的完井方法簡單和單調(diào)，主要以射孔為主。一、一、 完井工程與完井設(shè)計完井工程與完井設(shè)計6埋藏在地下的油氣開采到地面，一般需三個過程：埋藏在地下的油氣開采到地面，一般需三個過程：1. 1. 建立建立地面至地下儲層之間地面至地下儲層之間的連接通道，有效保護(hù)油氣層，的連接通道，有效保護(hù)油氣層，保證最大開采效益和開采壽命保證最大開采效益和開采壽命-鉆完井工程鉆完井工程2. 2. 使儲藏在地層孔隙、裂縫中油氣，沿復(fù)雜的油氣層孔隙網(wǎng)使儲藏在地層孔隙、裂縫中油氣，沿復(fù)雜的油氣層孔隙網(wǎng)或裂縫網(wǎng)，有效地流入井底或裂縫網(wǎng)，有效地流入井底-油藏開發(fā)工程油藏開發(fā)

5、工程3. 3. 流入井底油氣沿井筒有效地流到地面流入井底油氣沿井筒有效地流到地面-采油工程采油工程三個過程相互聯(lián)系、相互影響、不可分割的統(tǒng)一體。三個過程相互聯(lián)系、相互影響、不可分割的統(tǒng)一體。 地面至地下儲層之間地面至地下儲層之間=地面到產(chǎn)層段地面到產(chǎn)層段+打開產(chǎn)層段聯(lián)通儲層打開產(chǎn)層段聯(lián)通儲層 鉆井工程鉆井工程 完井工程完井工程 一、一、 完井工程與完井設(shè)計完井工程與完井設(shè)計7一、完井的定義一、完井的定義 完井（完井（Well Completion）是使井眼與油氣）是使井眼與油氣儲集層（產(chǎn)層儲集層（產(chǎn)層/生產(chǎn)層）連通的工序，是聯(lián)系鉆井生產(chǎn)層）連通的工序，是聯(lián)系鉆井和采油生產(chǎn)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)；和采油

6、生產(chǎn)的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)； 完井工程就是以油氣儲集層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖完井工程就是以油氣儲集層的地質(zhì)結(jié)構(gòu)、巖石力學(xué)性質(zhì)和油層物性為基礎(chǔ)，根據(jù)開發(fā)開采的技石力學(xué)性質(zhì)和油層物性為基礎(chǔ)，根據(jù)開發(fā)開采的技術(shù)要求，研究儲集層與井眼的最佳連通方式的技術(shù)術(shù)要求，研究儲集層與井眼的最佳連通方式的技術(shù)工藝過程。工藝過程。一、一、 完井工程與完井設(shè)計完井工程與完井設(shè)計8二、完井內(nèi)容二、完井內(nèi)容 美國、前蘇聯(lián)和我國過去，一般都認(rèn)為完井工程是鉆井美國、前蘇聯(lián)和我國過去，一般都認(rèn)為完井工程是鉆井工程最后一道工序，包括：工程最后一道工序，包括：鉆開儲集層（生產(chǎn)層）；鉆開儲集層（生產(chǎn)層）；下套管、注水泥固井、射孔、下生產(chǎn)管柱、排液；

7、下套管、注水泥固井、射孔、下生產(chǎn)管柱、排液；確定完井井底結(jié)構(gòu)，使井眼與產(chǎn)層連通；確定完井井底結(jié)構(gòu)，使井眼與產(chǎn)層連通；安裝井底和井口等環(huán)節(jié)，直至投產(chǎn)。安裝井底和井口等環(huán)節(jié)，直至投產(chǎn)。 合理選擇完井方式，可以有效地開發(fā)油氣田，延長油氣合理選擇完井方式，可以有效地開發(fā)油氣田，延長油氣井壽命，提高經(jīng)濟效益。井壽命，提高經(jīng)濟效益。一、一、 完井工程與完井設(shè)計完井工程與完井設(shè)計9 巖心分析及敏感性評價巖心分析及敏感性評價 鉆井液的選擇鉆井液的選擇 出砂預(yù)測及出砂規(guī)律出砂預(yù)測及出砂規(guī)律 生產(chǎn)動態(tài)預(yù)測生產(chǎn)動態(tài)預(yù)測 不確定性參數(shù)定量分析不確定性參數(shù)定量分析 完井動態(tài)經(jīng)濟評價及風(fēng)完井動態(tài)經(jīng)濟評價及風(fēng)險性分析險性分

8、析 完井方法優(yōu)選完井方法優(yōu)選油管及生產(chǎn)套管尺寸油管及生產(chǎn)套管尺寸 注水泥設(shè)計、固井質(zhì)量注水泥設(shè)計、固井質(zhì)量射孔及完井液設(shè)計射孔及完井液設(shè)計 完井生產(chǎn)管柱設(shè)計完井生產(chǎn)管柱設(shè)計 完井的試井評價完井的試井評價 投產(chǎn)措施投產(chǎn)措施三、現(xiàn)代完井工程內(nèi)容三、現(xiàn)代完井工程內(nèi)容一、一、 完井工程與完井設(shè)計完井工程與完井設(shè)計10四、完井工程設(shè)計四、完井工程設(shè)計完井設(shè)計核心：完井設(shè)計核心：1 1、完井方法優(yōu)選、完井方法優(yōu)選2 2、井筒尺寸大小（生產(chǎn)套管尺寸）合理設(shè)計、井筒尺寸大?。ㄉa(chǎn)套管尺寸）合理設(shè)計完井設(shè)計原則：完井設(shè)計原則：通過節(jié)點系統(tǒng)分析，充分利用油氣層通過節(jié)點系統(tǒng)分析，充分利用油氣層能量，優(yōu)化油層、井筒、

9、井口到地面整個壓力系統(tǒng)。能量，優(yōu)化油層、井筒、井口到地面整個壓力系統(tǒng)。 完井工程設(shè)計最終目的就是根據(jù)油（氣）藏工程和油完井工程設(shè)計最終目的就是根據(jù)油（氣）藏工程和油（氣）田開發(fā)特點及開發(fā)過程中的各項措施，科學(xué)合理地（氣）田開發(fā)特點及開發(fā)過程中的各項措施，科學(xué)合理地提高油氣井產(chǎn)量，實現(xiàn)科學(xué)開發(fā)油氣田之目的。提高油氣井產(chǎn)量，實現(xiàn)科學(xué)開發(fā)油氣田之目的。一、一、 完井工程與完井設(shè)計完井工程與完井設(shè)計11四、完井工程設(shè)計四、完井工程設(shè)計完井設(shè)計所需資料：完井設(shè)計所需資料：油藏地質(zhì)資料；油藏開發(fā)資料；采油工藝技術(shù)資料；油藏地質(zhì)資料；油藏開發(fā)資料；采油工藝技術(shù)資料；試油和測井資料；鉆井工程資料；油層保護(hù)技術(shù)

10、資料；試油和測井資料；鉆井工程資料；油層保護(hù)技術(shù)資料；完井設(shè)計遵循的各種標(biāo)準(zhǔn)。完井設(shè)計遵循的各種標(biāo)準(zhǔn)。完井設(shè)計主要內(nèi)容：完井設(shè)計主要內(nèi)容：一、一、 完井工程與完井設(shè)計完井工程與完井設(shè)計12n儲層巖性：儲層巖性：碎屑巖和碳酸鹽巖為主碎屑巖和碳酸鹽巖為主，少量巖漿巖，少量巖漿巖和變質(zhì)巖，甚至頁巖。和變質(zhì)巖，甚至頁巖。1. 碎屑巖儲層碎屑巖儲層n巖石類型：礫巖、砂礫巖、粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖和巖石類型：礫巖、砂礫巖、粗砂巖、中砂巖、細(xì)砂巖和粉砂巖，粉砂巖，是我國目前最重要的儲層巖石類型是我國目前最重要的儲層巖石類型。n碎屑巖主要由顆粒、基質(zhì)和膠結(jié)物組成。碎屑巖主要由顆粒、基質(zhì)和膠結(jié)物組成。砂巖砂巖是

11、最主要是最主要的碎屑巖石，的碎屑巖石，一般不是生油層，是儲層一般不是生油層，是儲層。n泥頁巖是主要的生油層泥頁巖是主要的生油層。n我國砂巖油藏多為層狀，壓力偏低，以中低滲為主。我國砂巖油藏多為層狀，壓力偏低，以中低滲為主。二、二、 儲層巖性特征儲層巖性特征13巖巖砂砂石石長長巖巖砂砂鐵鐵含含二、二、 儲層巖性特征儲層巖性特征巖巖砂砂硬硬巖巖砂砂粉粉142.碳酸鹽巖儲層碳酸鹽巖儲層n碳酸鹽巖儲層主要巖性：碳酸鹽巖儲層主要巖性： 石灰?guī)r、白云巖及其過渡巖石類型。石灰?guī)r、白云巖及其過渡巖石類型。n是生油層，也是儲油層是生油層，也是儲油層。油氣主要儲集在粒屑灰?guī)r、。油氣主要儲集在粒屑灰?guī)r、生物骨架灰?guī)r

12、和白云巖三種巖類的孔隙中。生物骨架灰?guī)r和白云巖三種巖類的孔隙中。n堅硬、致密，裂縫發(fā)育堅硬、致密，裂縫發(fā)育，裂縫是主要儲滲空間。，裂縫是主要儲滲空間。n我國大部分碳酸鹽巖是儲氣巖。我國大部分碳酸鹽巖是儲氣巖。二、二、 儲層巖性特征儲層巖性特征15n洞洞 穴穴 2 毫米毫米n巨巨 孔孔 1.02.0毫米毫米n粗粗 孔孔 0.51.0毫米毫米n中等孔中等孔 0.250.5毫米毫米n細(xì)細(xì) 孔孔 0.10.25毫米毫米n很細(xì)孔很細(xì)孔 0.010.1毫米毫米n極細(xì)孔極細(xì)孔 0 . 01 毫米。毫米。 碳酸鹽巖也有孔隙，儲層中次生孔隙空間往往碳酸鹽巖也有孔隙，儲層中次生孔隙空間往往變化很大，根據(jù)孔隙直徑的

13、大小又可分為：變化很大，根據(jù)孔隙直徑的大小又可分為： 二、二、 儲層巖性特征儲層巖性特征161） 裂縫裂縫孔隙型孔隙型 2） 裂縫裂縫洞穴型洞穴型 3） 孔隙型孔隙型4） 裂縫型裂縫型二、二、 儲層巖性特征儲層巖性特征根據(jù)儲集空間孔隙與裂縫搭配，分為四類儲層：根據(jù)儲集空間孔隙與裂縫搭配，分為四類儲層：石石 灰灰 石石鮞粒灰?guī)r鮞?；?guī)r平板石灰石平板石灰石173.巖漿巖和變質(zhì)巖儲層巖漿巖和變質(zhì)巖儲層n隨著研究的深入和勘探的擴大，世界各國在巖隨著研究的深入和勘探的擴大，世界各國在巖漿巖和變質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)了不少油氣田。漿巖和變質(zhì)巖中發(fā)現(xiàn)了不少油氣田。n我國東北興隆臺地區(qū)太古代花崗巖和中生界花我國東北興隆臺

14、地區(qū)太古代花崗巖和中生界花崗角礫巖、火山噴發(fā)巖中獲得了工業(yè)性油流。崗角礫巖、火山噴發(fā)巖中獲得了工業(yè)性油流。n酒西盆地鴨兒峽油田志留系變質(zhì)巖中找到了裂酒西盆地鴨兒峽油田志留系變質(zhì)巖中找到了裂縫性油藏?？p性油藏。n該兩類儲層中還有較多的潛在儲量。該兩類儲層中還有較多的潛在儲量。二、二、 儲層巖性特征儲層巖性特征18花花 崗崗 巖巖黑云母花崗巖黑云母花崗巖二、二、 儲層巖性特征儲層巖性特征燧石角礫石燧石角礫石火山角爍石火山角爍石194.頁巖儲層頁巖儲層n一般情況下一般情況下頁巖是蓋層或隔層頁巖是蓋層或隔層，特定條件，特定條件下也可以形成油氣藏；下也可以形成油氣藏； n頁巖氣、頁巖油、頁巖氣、頁巖油、

15、油頁巖油頁巖？n對獲取新的油氣資源很有價值。對獲取新的油氣資源很有價值。 二、二、 儲層巖性特征儲層巖性特征20粘土頁巖粘土頁巖二、二、 儲層巖性特征儲層巖性特征含碳頁巖含碳頁巖油頁巖油頁巖21油層物性是評價儲集能力基本參數(shù)，包括：油層物性是評價儲集能力基本參數(shù)，包括：n 孔隙度（孔隙度（Porosity）n 滲透率（滲透率（Permeability）n 孔隙結(jié)構(gòu)（孔隙結(jié)構(gòu)（Pore Structure）n 潤濕性潤濕性 （Wettability）三、儲層物性三、儲層物性22儲層類型儲層類型名稱名稱孔隙度，孔隙度，% 滲透率滲透率 10-3m2特高孔特高滲特高孔特高滲302000高孔高滲高孔高

16、滲25305002000中孔中滲中孔中滲1525100500低孔低滲低孔低滲101510100特低孔特低滲特低孔特低滲101m2K=0.51m2K=0.10.5m2K=0.050.1m2K=0.010.05m2K0.13MPa/10mG=0.110.13MPa/10mG=0.090.11MPa/10mG0.9200常規(guī)或注蒸氣常規(guī)或注蒸氣2150100000.9200注蒸氣注蒸氣特稠油）特稠油）10000500000.9500注蒸氣注蒸氣超稠油（天然超稠油（天然瀝青瀝青500000.9800注蒸氣注蒸氣我國稠油資源豐富，但油層大多膠結(jié)疏松，容易出砂，一般我國稠油資源豐富，但油層大多膠結(jié)疏松，容

17、易出砂，一般要熱采，完井時要考慮防砂。要熱采，完井時要考慮防砂。282. 天然氣天然氣n天然氣存在狀態(tài)：天然氣存在狀態(tài)： 伴隨原油產(chǎn)出的溶解氣；氣頂產(chǎn)出的游離氣（或氣藏、薄夾伴隨原油產(chǎn)出的溶解氣；氣頂產(chǎn)出的游離氣（或氣藏、薄夾層）；地層水中的溶解氣。層）；地層水中的溶解氣。n天然氣主要成分：天然氣主要成分： 甲烷為主，少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和重?zé)N；非烴氣體包甲烷為主，少量乙烷、丙烷、丁烷、戊烷和重?zé)N；非烴氣體包括括N2、CO2、H2S、He等。干氣、濕氣，貧氣，富氣。等。干氣、濕氣，貧氣，富氣。n組分：組分： CO2的存在將導(dǎo)致的存在將導(dǎo)致CaCO3垢的形成，垢的形成，H2S的存在對油套管

18、防腐的存在對油套管防腐設(shè)計、井口裝置、天然氣處理及輸運都將有特殊要求。設(shè)計、井口裝置、天然氣處理及輸運都將有特殊要求。四、儲層流體四、儲層流體29n應(yīng)用：應(yīng)用：四、儲層流體四、儲層流體3. 地層水地層水 水的化學(xué)組成分析，可幫助判別出水來源；水的化學(xué)組成分析，可幫助判別出水來源； 測試地層水電阻率，可求取儲層含水飽和度；測試地層水電阻率，可求取儲層含水飽和度； 根據(jù)溶解水中的有機質(zhì)和無機鹽分析，判斷含油氣性；根據(jù)溶解水中的有機質(zhì)和無機鹽分析，判斷含油氣性； 判斷結(jié)垢類型，以及與鉆完井液、壓力液等的配伍性。判斷結(jié)垢類型，以及與鉆完井液、壓力液等的配伍性。n組成和性質(zhì)：組成和性質(zhì)： 組成：主要元素

19、有納、鈣、鎂、氯以及碳酸氫根和硫酸根。組成：主要元素有納、鈣、鎂、氯以及碳酸氫根和硫酸根。 性質(zhì)：性質(zhì)：pHpH值、總礦化度值、總礦化度a)a) pHpH值越高，結(jié)垢趨勢越大；值越高，結(jié)垢趨勢越大； pHpH值越低，結(jié)垢趨勢越小，但腐蝕性值越低，結(jié)垢趨勢越小，但腐蝕性增大增大，大多數(shù)，大多數(shù)pHpH值在值在4 48 8之間；之間；b)b) 高礦化度水腐蝕性強，套管損害嚴(yán)重高礦化度水腐蝕性強，套管損害嚴(yán)重，生產(chǎn)過程中油管結(jié)鹽常堵，生產(chǎn)過程中油管結(jié)鹽常堵死油管。死油管。30五、五、 油氣藏分類油氣藏分類 1. 按照油氣按照油氣儲集空間和流體流動儲集空間和流體流動主要通道的不同主要通道的不同 ： （

20、1）孔隙型油藏）孔隙型油藏 n 以粒間孔隙為儲油空間和滲流通道；以粒間孔隙為儲油空間和滲流通道；n 砂巖、礫巖、生物碎屑巖儲油層；砂巖、礫巖、生物碎屑巖儲油層；（2）裂縫型油藏）裂縫型油藏 n 裂縫既是主要儲油空間又是滲流通道裂縫既是主要儲油空間又是滲流通道 ；n 可能不存在原生孔隙或有孔隙而不連通、不滲透；可能不存在原生孔隙或有孔隙而不連通、不滲透；n 碳酸鹽巖、變質(zhì)巖、泥頁巖儲油層都可形成；碳酸鹽巖、變質(zhì)巖、泥頁巖儲油層都可形成；31 （3）裂縫孔隙型油藏）裂縫孔隙型油藏 n 以粒間孔隙為主要儲油空間，以裂縫為主要滲流通道；以粒間孔隙為主要儲油空間，以裂縫為主要滲流通道；n 裂縫往往延伸較

21、遠(yuǎn)而孔隙滲透率卻很低裂縫往往延伸較遠(yuǎn)而孔隙滲透率卻很低 。 （4）孔隙裂縫型油藏）孔隙裂縫型油藏n 粒間孔隙和裂縫都是儲油空間，又都是滲流通道；粒間孔隙和裂縫都是儲油空間，又都是滲流通道；n 裂縫發(fā)育而延伸不遠(yuǎn)，油層孔隙度較低裂縫發(fā)育而延伸不遠(yuǎn)，油層孔隙度較低 ； （5）洞隙型油藏）洞隙型油藏 n 溶洞、孔洞、孔隙和裂縫既是儲油空間，又是滲流通道；溶洞、孔洞、孔隙和裂縫既是儲油空間，又是滲流通道；n 儲油層均屬可溶性鹽類沉積層，基本上沒有原生孔隙，只儲油層均屬可溶性鹽類沉積層，基本上沒有原生孔隙，只有次生孔隙。有次生孔隙。五、五、 油氣藏分類油氣藏分類32 2. 油藏按幾何形態(tài)分類：油藏按幾何

22、形態(tài)分類：（1）塊狀油藏）塊狀油藏 油層有效厚度大（大于油層有效厚度大（大于10m) ，有氣頂、底水，有氣頂、底水，統(tǒng)一水動力系統(tǒng)和良好連通性，底水有補給能力；統(tǒng)一水動力系統(tǒng)和良好連通性，底水有補給能力； （2）層狀油藏）層狀油藏多屬背斜圈閉，構(gòu)造完整，具有統(tǒng)一的油水界面；多屬背斜圈閉，構(gòu)造完整，具有統(tǒng)一的油水界面； （3）斷塊油藏）斷塊油藏 斷裂十分發(fā)育，構(gòu)造被切割成許多大小不等斷塊；斷裂十分發(fā)育，構(gòu)造被切割成許多大小不等斷塊； （4）透鏡體油藏）透鏡體油藏 砂體幾何形態(tài)的地質(zhì)描述一般以長寬比劃分。砂體幾何形態(tài)的地質(zhì)描述一般以長寬比劃分。 五、五、 油氣藏分類油氣藏分類333. 按儲層流體分

23、類按儲層流體分類:（1）常規(guī)油藏：）常規(guī)油藏：地層原油粘度小于地層原油粘度小于50mPa.S ，可采用注水，可采用注水開發(fā)；開發(fā)；（2）稠油油藏：）稠油油藏：地層原油粘度大于地層原油粘度大于50mPa.S ，熱采；，熱采；（3）高凝油藏：）高凝油藏：蠟基原油，凝點在蠟基原油，凝點在40以上。原油流溫必須以上。原油流溫必須高于凝固點，才能維持正常生產(chǎn)。高于凝固點，才能維持正常生產(chǎn)。（4）天然氣藏：）天然氣藏：越來越重要。高壓、高產(chǎn)、腐蝕、有毒性氣越來越重要。高壓、高產(chǎn)、腐蝕、有毒性氣體存在，對完井要求高。體存在，對完井要求高。五、五、 油氣藏分類油氣藏分類34六、地應(yīng)力的概念與確定六、地應(yīng)力的概

24、念與確定內(nèi)力：內(nèi)力：物體受到外力作用，在它內(nèi)部同時產(chǎn)生一個與此物體受到外力作用，在它內(nèi)部同時產(chǎn)生一個與此外力相對抗以保持平衡的力。外力相對抗以保持平衡的力。應(yīng)力：應(yīng)力：單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力。單位面積上的內(nèi)力稱為應(yīng)力。地殼不同部位出現(xiàn)受力不均衡，分別受到擠壓、拉伸、地殼不同部位出現(xiàn)受力不均衡，分別受到擠壓、拉伸、旋扭等力作用，促使地殼中巖層發(fā)生變形。旋扭等力作用，促使地殼中巖層發(fā)生變形。地應(yīng)力：地應(yīng)力：巖層產(chǎn)生一種反抗變形的力，這種內(nèi)部產(chǎn)生的巖層產(chǎn)生一種反抗變形的力，這種內(nèi)部產(chǎn)生的并作用在地殼單位面積上的力，稱為地應(yīng)力。并作用在地殼單位面積上的力，稱為地應(yīng)力。地應(yīng)力的概念地應(yīng)力的概念35假設(shè)

25、油田地層處于假設(shè)油田地層處于三軸地應(yīng)力三軸地應(yīng)力作用，其三個主方向的主應(yīng)作用，其三個主方向的主應(yīng)力為力為最大水平主應(yīng)力、最小水平地應(yīng)力和垂向應(yīng)力最大水平主應(yīng)力、最小水平地應(yīng)力和垂向應(yīng)力。來源：來源：1. 巖體自重巖體自重 2. 構(gòu)造應(yīng)力構(gòu)造應(yīng)力 3. 溫度升高產(chǎn)生附加應(yīng)力溫度升高產(chǎn)生附加應(yīng)力巖體自重引起垂向應(yīng)力。巖體自重引起垂向應(yīng)力。水平向地應(yīng)力由巖體自重、地質(zhì)構(gòu)造運動、地層流體壓力水平向地應(yīng)力由巖體自重、地質(zhì)構(gòu)造運動、地層流體壓力及地層溫度變化產(chǎn)生。及地層溫度變化產(chǎn)生。六、地應(yīng)力的概念與確定六、地應(yīng)力的概念與確定36地應(yīng)力測量，根據(jù)技術(shù)原理主要有兩類方法地應(yīng)力測量，根據(jù)技術(shù)原理主要有兩類方法

26、：直接測量：通過測量巖石的破裂直接確定。直接測量：通過測量巖石的破裂直接確定。間接測量：通過測量巖石變形和物性變化反演。間接測量：通過測量巖石變形和物性變化反演。具體確定方法可以分為四大類：具體確定方法可以分為四大類： 1. 礦場應(yīng)力測量礦場應(yīng)力測量 2. 利用地質(zhì)地震資料分析利用地質(zhì)地震資料分析 3. 巖心測量巖心測量 4. 地應(yīng)力計算地應(yīng)力計算六、地應(yīng)力的概念與確定六、地應(yīng)力的概念與確定37機理機理:根據(jù)井眼受力狀態(tài)及其破裂機理來推算地應(yīng)力。 破裂壓力：液壓克服地層破裂壓力：液壓克服地層抗拉強度使其破裂，形成抗拉強度使其破裂，形成井漏，造成壓力突然下降井漏，造成壓力突然下降 延伸壓力：壓力

27、趨于平緩延伸壓力：壓力趨于平緩的點，為裂隙不斷向遠(yuǎn)處的點，為裂隙不斷向遠(yuǎn)處擴展所需的壓力。擴展所需的壓力。 瞬時停泵壓力：裂縫延瞬時停泵壓力：裂縫延伸到離開井壁應(yīng)力集中伸到離開井壁應(yīng)力集中區(qū)，瞬時停泵區(qū)，瞬時停泵 裂縫重張壓力：瞬時停泵裂縫重張壓力：瞬時停泵后重新開泵向井內(nèi)加壓。后重新開泵向井內(nèi)加壓。使閉合的裂縫重新張開。使閉合的裂縫重新張開。地層破裂試驗曲線地層破裂試驗曲線 六、地應(yīng)力的概念與確定六、地應(yīng)力的概念與確定38地應(yīng)力與完井工程關(guān)系：地應(yīng)力與完井工程關(guān)系： 1. 最重要：確定生產(chǎn)過程中井壁是否穩(wěn)定，是否出砂，最重要：確定生產(chǎn)過程中井壁是否穩(wěn)定，是否出砂，是否需要防砂；是否需要防砂；

28、 2. 巖石蠕變、塑性流動影響套管設(shè)計，應(yīng)盡量使井眼巖石蠕變、塑性流動影響套管設(shè)計，應(yīng)盡量使井眼方向與最小主應(yīng)力方向相同；方向與最小主應(yīng)力方向相同； 3. 壓裂：平行于最大水平主應(yīng)力方向。壓裂：平行于最大水平主應(yīng)力方向。六、地應(yīng)力的概念與確定六、地應(yīng)力的概念與確定39巖心分析技術(shù)是指利用能揭示巖石本質(zhì)的各種儀器設(shè)備巖心分析技術(shù)是指利用能揭示巖石本質(zhì)的各種儀器設(shè)備來觀測和分析油氣層一切特性的技術(shù)總稱。來觀測和分析油氣層一切特性的技術(shù)總稱。巖心代表了地巖心代表了地下巖石，所以巖心分析是獲取地下巖石信息的十分重要的下巖石，所以巖心分析是獲取地下巖石信息的十分重要的手段。手段。 完井工程中的巖心分析主

29、要包括如下內(nèi)容：常規(guī)物性分完井工程中的巖心分析主要包括如下內(nèi)容：常規(guī)物性分析、巖礦分析、孔隙結(jié)構(gòu)分析、敏感性分析及配伍性評價析、巖礦分析、孔隙結(jié)構(gòu)分析、敏感性分析及配伍性評價。七、巖心分析七、巖心分析40六、巖心分析六、巖心分析41鑄體薄片分析：鑄體薄片分析：測定骨架顆粒、基質(zhì)、膠結(jié)物及其它敏感性礦物的組分測定骨架顆粒、基質(zhì)、膠結(jié)物及其它敏感性礦物的組分和分布，描述孔隙類型及成因，對測井資料進(jìn)行校正。直觀、費用低，對巖和分布，描述孔隙類型及成因，對測井資料進(jìn)行校正。直觀、費用低，對巖心要求高。心要求高。X射線衍射分析：射線衍射分析：確定巖樣中粘土礦物的類型和含量，不能確定敏感性確定巖樣中粘土礦

30、物的類型和含量，不能確定敏感性礦物在孔隙中的產(chǎn)狀和分布。礦物在孔隙中的產(chǎn)狀和分布。掃描電鏡（掃描電鏡（SEM）分析：）分析：確定孔隙內(nèi)填充物的類型、產(chǎn)狀、含量，巖石確定孔隙內(nèi)填充物的類型、產(chǎn)狀、含量，巖石孔隙形狀、吼道大小等。油層保護(hù)的重要基礎(chǔ)手段?？紫缎螤?、吼道大小等。油層保護(hù)的重要基礎(chǔ)手段。電子探針分析：電子探針分析：用于細(xì)微礦物鑒定、晶體結(jié)構(gòu)分析和成巖演化、成巖環(huán)用于細(xì)微礦物鑒定、晶體結(jié)構(gòu)分析和成巖演化、成巖環(huán)境、地層傷害類型及程度研究。境、地層傷害類型及程度研究。七、巖心分析七、巖心分析1、巖礦分析、巖礦分析2、孔隙結(jié)構(gòu)分析：、孔隙結(jié)構(gòu)分析：前述方法結(jié)合壓汞測壓曲線，研究孔隙相關(guān)規(guī)律。

31、前述方法結(jié)合壓汞測壓曲線，研究孔隙相關(guān)規(guī)律。42粘土礦物產(chǎn)狀：分散質(zhì)點式（孔隙充填式）、薄膜式和橋接粘土礦物產(chǎn)狀：分散質(zhì)點式（孔隙充填式）、薄膜式和橋接式。式。蒙脫石蒙脫石：薄膜或橋接式存在，：薄膜或橋接式存在，強親水性和水敏性強親水性和水敏性，膨脹堵塞。，膨脹堵塞。高嶺石高嶺石：書頁狀和蠕蟲狀存在，：書頁狀和蠕蟲狀存在，速敏性速敏性，易流動堵塞。，易流動堵塞。伊利石：薄膜、橋接等，形成堵塞或降低滲透性。伊利石：薄膜、橋接等，形成堵塞或降低滲透性。綠泥石綠泥石：柳葉狀或絨球體存在，：柳葉狀或絨球體存在，酸敏性酸敏性，沉淀堵塞。，沉淀堵塞。完井作業(yè)中，必須結(jié)合油層中粘土礦物特點，設(shè)計完井方式、完

32、井作業(yè)中，必須結(jié)合油層中粘土礦物特點，設(shè)計完井方式、完井液和完井投產(chǎn)措施。完井液和完井投產(chǎn)措施。七、巖心分析七、巖心分析3、粘土礦物的產(chǎn)狀及危害、粘土礦物的產(chǎn)狀及危害43油氣層敏感性評價通常包括油氣層敏感性評價通常包括速敏、水敏、鹽敏、堿敏、速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏酸敏等等五敏實驗五敏實驗。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，增加。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，增加應(yīng)力敏感應(yīng)力敏感實實驗和驗和溫度敏感溫度敏感實驗實驗，因此，因此，油氣層敏感性評價包括速敏、油氣層敏感性評價包括速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏、應(yīng)力敏感、溫度敏感等七敏實水敏、鹽敏、堿敏、酸敏、應(yīng)力敏感、溫度敏感等七敏實驗驗。其其目的目的在于找出油氣層發(fā)生

33、敏感的條件和由敏感引起的在于找出油氣層發(fā)生敏感的條件和由敏感引起的油氣層損害程度，為各類工作液的設(shè)計、油氣層損害機理油氣層損害程度，為各類工作液的設(shè)計、油氣層損害機理分析和制定系統(tǒng)的油氣層保護(hù)技術(shù)方案提供科學(xué)依據(jù)。分析和制定系統(tǒng)的油氣層保護(hù)技術(shù)方案提供科學(xué)依據(jù)。八、儲層敏感性評價八、儲層敏感性評價44八、儲層敏感性評價八、儲層敏感性評價45。八、儲層敏感性評價八、儲層敏感性評價46八、儲層敏感性評價八、儲層敏感性評價47 地層水地層水pH值一般呈中性或弱堿性，而大多數(shù)工作液的值一般呈中性或弱堿性，而大多數(shù)工作液的pH值在值在812之間，二次采油中的堿水驅(qū)也有較高的之間，二次采油中的堿水驅(qū)也有較

34、高的pH值。值。 當(dāng)高當(dāng)高pH值流體進(jìn)入油氣層后，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)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和膠結(jié)物溶解后釋放微粒），從而造的結(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，大量的氫氧根與某些二價陽離于結(jié)合會生成油氣層的堵塞損害；此外，大量的氫氧根與某些二價陽離于結(jié)合會生成不溶物，成不溶物，造成油氣層的堵塞損害，稱為堿敏性。造成油氣層的堵塞損害，稱為堿敏性。 堿敏評價實驗之目的是找出堿敏發(fā)生的條件，主要是臨界堿敏評價實驗之目的是找出堿敏發(fā)生的條件，主要是臨界pH值，以值，以及由堿敏引起

35、的油氣層損害程度，為各類工作液的設(shè)計提供依據(jù)。及由堿敏引起的油氣層損害程度，為各類工作液的設(shè)計提供依據(jù)。八、儲層敏感性評價八、儲層敏感性評價48。八、儲層敏感性評價八、儲層敏感性評價49項目項目在保護(hù)油氣層技術(shù)方面的應(yīng)用在保護(hù)油氣層技術(shù)方面的應(yīng)用速敏實驗速敏實驗（油速敏和水速敏）（油速敏和水速敏）1.確定水敏、鹽敏、酸敏、堿敏實驗的實驗流速確定水敏、鹽敏、酸敏、堿敏實驗的實驗流速2.確定油井不發(fā)生速敏損害的臨界流量確定油井不發(fā)生速敏損害的臨界流量3.確定注水后不發(fā)生速敏損害的臨界注入速率，如果臨界注入速率太小，不能確定注水后不發(fā)生速敏損害的臨界注入速率，如果臨界注入速率太小，不能滿足配注要求，

36、應(yīng)考慮增注措施滿足配注要求，應(yīng)考慮增注措施水敏實驗水敏實驗1.如無水敏，進(jìn)入地層的工作液的礦化度只要小于地層水礦化度即可，不作嚴(yán)如無水敏，進(jìn)入地層的工作液的礦化度只要小于地層水礦化度即可，不作嚴(yán)格要求格要求2.如果有水敏，則必須控制工作液的礦化度大于低臨界礦化度如果有水敏，則必須控制工作液的礦化度大于低臨界礦化度3.如果水敏性較強，在工作液中要考慮使用粘土穩(wěn)定劑如果水敏性較強，在工作液中要考慮使用粘土穩(wěn)定劑鹽敏實驗鹽敏實驗（升高礦化度和降低（升高礦化度和降低礦化度）礦化度）1.對于進(jìn)入地層的各類工作液都必須控制其礦化度在兩個臨界礦化度之間，即對于進(jìn)入地層的各類工作液都必須控制其礦化度在兩個臨界礦化度之間，即低臨界礦化度工作液礦化度高臨界礦化度低臨界礦化度工作液礦化度高臨界礦化度2.對于注水開發(fā)油田，當(dāng)注入水的礦化度比低臨界礦化度要小時，為了避免發(fā)對于注水開發(fā)油田，當(dāng)注入水的礦化度比低臨界礦化度要小時，為了避免發(fā)生水敏損害，要在注入水中加入合適的粘土穩(wěn)定劑或?qū)ψ⑺谜惩练€(wěn)定劑生水敏損害，要在注入水中加入合適的粘土穩(wěn)定劑或?qū)ψ⑺谜惩练€(wěn)定劑