保護油氣層技術(shù)發(fā)展方向及挑戰(zhàn)

1、,,,,一、保護油氣層技術(shù)二、保護油氣層技術(shù)發(fā)展概況三、保護油氣層技術(shù)現(xiàn)場應用及效益四、保護油氣層技術(shù)發(fā)展方向及挑戰(zhàn),主要內(nèi)容,,一、保護油氣層技術(shù)概述,保護儲層技術(shù)是一項多專業(yè)、多學科的綜合配套技術(shù)，簡單地講就是在油氣層勘探開發(fā)中防止儲層傷害，低成本高效率地勘探開發(fā)油氣層的系列技術(shù)。,幾個重要的概念,儲層、儲集層、油層、油氣層凡是能夠儲集石油和天然氣等，并在其中流動的巖層稱為儲集層。（reservoir, gas or o

2、il –bearing reservoir）,地層損害、地層污染、油氣層污染、油(氣)層傷害（ formation damage)當鉆井、完井、采油、增產(chǎn)、修井等各種作業(yè)時，在儲集層近井壁帶造成流體產(chǎn)出或注入自然能力下降的現(xiàn)象,,保護油氣層技術(shù)、保護儲(集)層技術(shù)、防止地層污染技術(shù)保護儲層技術(shù)是一項多因素多學科的綜合配套技術(shù)，簡單地講就是在油氣層勘探開發(fā)中防止儲層傷害，低成本高效率地勘探開發(fā)油氣層的系列技術(shù)。,地層損害導致的危害,降

3、低產(chǎn)能與產(chǎn)量，影響試油與測井資料解釋的正確性，嚴重時導致誤診、漏掉油氣層，還會造成儲層儲量與產(chǎn)能估算不準、影響合理制定開發(fā)方案。增加試油、酸化、壓裂、解堵、修井等井下作業(yè)的工作量，增加油氣生產(chǎn)成本。影響最終采收率。消除地層損害的技術(shù)措施成本高、作用效果有限。,,保護油氣層的重要性,勘探過程中，保護油氣層工作的好壞直接關(guān)系到能否及時發(fā)現(xiàn)新的油氣層，油氣田和對儲量的正確評價。保護油氣層有利于油氣井產(chǎn)量及油氣田開發(fā)經(jīng)濟效益的提高。油

4、田開發(fā)生產(chǎn)各項作業(yè)中，搞好保護油氣層有利于油氣井的穩(wěn)產(chǎn)和增產(chǎn)。,保護油氣層技術(shù)的特點,1、系統(tǒng)性保護油氣層技術(shù)是一項涉及多學科、多部門的系統(tǒng)工程技術(shù)。認識儲集層、保護儲集層和開發(fā)（含改造）儲集層要注意以下四個方面：認識儲集層、保護儲集層和開發(fā)改造儲集層都是一項系統(tǒng)工程各個作業(yè)環(huán)節(jié)都存在地層損害，因此保護油氣層技術(shù)要互相配合，按系統(tǒng)工程進行整體優(yōu)化；儲集層損害的診斷、預防和處理、改造也是一項系統(tǒng)工程；保護油氣層的技術(shù)和經(jīng)濟效益

5、也是一項系統(tǒng)工程。,2、針對性保護油氣層技術(shù)的針對性很強。儲層特征不同（儲層巖石、礦物組成、物性特征、流體性質(zhì)等）作業(yè)特征及其開發(fā)方式不同儲層產(chǎn)能不同,3、高效性保護油氣層技術(shù)是一項少投入、多產(chǎn)出的新技術(shù)。保護儲層單井投入相對較低實施保護技術(shù)后對于一個高產(chǎn)井每提高１％的產(chǎn)量就意味著巨大的經(jīng)濟效益；降低生產(chǎn)井改造成本；延長油氣井生產(chǎn)壽命；提高油氣田最終采收率；提高注水井注水效益，降低其成本。,巖心分析和儲層特征研究

6、油氣層損害的室內(nèi)評價損害機理診斷（潛在或已經(jīng)發(fā)生）保護油氣層鉆井技術(shù)保護油氣層固井技術(shù)保護油氣層完井、投產(chǎn)技術(shù)油氣田開發(fā)生產(chǎn)中的保護技術(shù)油氣層損害的礦場評價技術(shù)油氣層損害診斷與控制的軟件系統(tǒng),主要研究內(nèi)容,主要研究內(nèi)容,巖心分析和儲層特征研究技術(shù) 常規(guī)巖心分析技術(shù)：常規(guī)巖心分析、X-衍射分析、掃描電鏡分析、薄片分析、毛管壓力分析油氣水分析特

7、殊巖心分析技術(shù)：微模型可見技術(shù)、CT(Computerized Tomograph)、核磁共振掃描成象技術(shù)NMRI(Nuclear Magnetic Resonance Imaging),,分析手段,資料收集、巖心觀察——宏觀描述，裂縫普通巖心分析——孔隙度、滲透率、飽和度、薄片分析、SEM、XRD、化學分析、能譜/電子探針、壓汞毛管壓力曲線測定特殊巖心分析流體性質(zhì)目的——物性、孔喉、結(jié)構(gòu)和礦物內(nèi)部環(huán)境和外部環(huán)境潛在損害問題

8、分析和預測,巖心分析和儲層特征研究技術(shù),油氣層損害的室內(nèi)評價,靜態(tài)、動態(tài)敏感性實驗—油（水）速敏、 水敏、鹽敏、堿敏、酸敏、應力敏感正反向流動實驗體積流量評價系列流體滲透率評價酸液評價潤濕性評價相對滲透率離心機法毛管壓力曲線快速評價鉆井完井液體系評價實驗（模擬損害實驗）,損 害 機 理 診 斷 （潛在或已經(jīng)發(fā)生）,巖心組成、結(jié)構(gòu)、物性分析、潛在問題作業(yè)環(huán)節(jié)、施工條件、工作流體性質(zhì)調(diào)查中途測試、測

9、井、完井測試（試油）分析模擬實際工況下流體——巖石相互作用實驗巖心的代表性損害機理,鉆井過程中的損害,損害類型固相顆粒侵入粘土礦物水化、去水化—水敏、鹽敏、堿敏毛細管作用—水鎖、乳化堵塞、潤濕反轉(zhuǎn)化學沉淀微粒運移處理劑吸附井噴、井漏、井塌,影響損害的工藝因素壓差?P浸泡時間環(huán)空流速和流態(tài)鉆井完井液體系及性能— 固相含量 粒子級配 液相與地層流體配伍性 液相與儲層巖石配伍性

10、 處理劑性質(zhì),保護油氣層鉆井技術(shù),選用與油氣層相配伍的鉆井液 ——水基、油基、氣體類降低壓差，實現(xiàn)近平衡鉆井 ——孔隙、破裂、坍塌壓力和地應力剖面 ——合理井身結(jié)構(gòu)，裸眼段處于同一壓力系統(tǒng)縮短浸泡時間搞好中途測試防止井噴、井漏、井塌等復雜情況,固井作業(yè)中的損害,固井質(zhì)量問題 ——油氣水層相互干擾和竄流 ——注入流體在各層中竄流 ——油氣竄入非產(chǎn)層固相侵入液相侵入水泥漿過早固結(jié)，井漏,保護油氣

11、層固井技術(shù),提高固井質(zhì)量——改善水泥漿性能——選用合理密度，控制壓差，防油氣侵和井漏——提高頂替效率——防水泥漿失重引起環(huán)空竄流——推廣應用注水泥設計軟件降低水泥漿濾失量——小于250ml鉆井采用屏蔽暫堵技術(shù),保護油氣層完井技術(shù),完井方式——射孔完井——裸眼完成——割縫襯管——礫石充填油氣藏地質(zhì)特性工程措施及開發(fā)要求,保護油氣層的射孔完井技術(shù),損 害 因 素成孔過程損害——固相堵塞射孔參數(shù)不合理射孔壓差

12、不當——壓持效應射孔液損害,保 護 技 術(shù)負壓差射孔，確定合理負壓值配伍的優(yōu)質(zhì)射孔液射孔參數(shù)優(yōu)化設計與屏蔽暫堵技術(shù)配套實施,保護油氣層試油（氣）技術(shù),損害表現(xiàn)頻繁起下管柱，增加壓井機會工序配合不緊湊，延長壓井時間壓井液性能不良,保護技術(shù)采用多功能管柱—射孔和測試聯(lián)作—射孔和有桿泵生產(chǎn)聯(lián)作各工序配合緊湊，縮短壓井等候時間采用優(yōu)質(zhì)壓井液,保護油氣層酸化技術(shù),損 害 方 式酸渣生成水敏溶解膠結(jié)物，出砂微粒

13、運移液鎖Fe(OH)3, CaF2沉淀二次沉淀前置液損害外加劑損害固相侵入,保 護 措 施抗酸渣劑、前置液控制濾失，加粘土穩(wěn)定劑優(yōu)選配方控制注入排量和反排速度防乳化預處理，鐵螯合劑預處理配伍性，加互溶劑篩選處理劑工作液嚴格過濾,保護油氣層壓裂技術(shù),損害方式液鎖壓裂液殘渣水敏乳化固相侵入,保 護 措 施降低油水界面張力，注氣，熱處理優(yōu)選壓裂液加粘土穩(wěn)定劑防乳化劑嚴格過濾,開發(fā)生產(chǎn)中的損

14、害特點,油氣藏動態(tài)性—流體、物性、巖性、應力損害周期長——可達油氣田整個生命期損害范圍大——井間任何部位損害復雜性——設備多、工藝流程長損害疊加性——系列過程損害疊加損害累積性——使某些微弱的損害強化,開發(fā)生產(chǎn)中的保護技術(shù),注水過程中的保護技術(shù)混相驅(qū)過程中的保護技術(shù)注蒸汽過程中的保護技術(shù)聚合物驅(qū)過程中的保護技術(shù)ASP復合驅(qū)過程中的保護技術(shù)采氣過程中的保護技術(shù),油氣層損害的礦場評價技術(shù),目 的——評價損害程度（油

15、氣層保護程度）——求取有效滲透率應 用 方 面——及時發(fā)現(xiàn)——正確評價——判定損害原因和作業(yè)環(huán)節(jié)——為解除損害提供依據(jù),油氣層損害的礦場評價技術(shù),試井評價試井資料分析——常規(guī)試井——現(xiàn)代試井產(chǎn)量遞減分析注入能力遞減分析表皮系數(shù),測井評價時間推移測井深淺雙測向測井和微球形聚焦測井統(tǒng)計回歸分析,表皮系數(shù)（S）,油氣藏類型 　損 害 　 自然狀態(tài) 　 強 化孔隙性均質(zhì) 　 ?0

16、 　 0 　　 ? 0裂縫性非均質(zhì) 　 ?-3 　 -3 　　 ? -3對于均質(zhì)油氣藏　　　　 S=0－2 2－10 　 ? 10　　　 輕微 較嚴重 　 嚴重 S=0－2 2－5 　

17、 5－10 ? 10　　　 輕微 中等 較嚴重 嚴重,保護油氣層技術(shù)的研究方法（技術(shù)思路）,1、分析所研究油氣層的巖石和流體特性，以此為依據(jù)來研究該油氣層的潛在損害因素與機理。（潛在損害因素分析）2、收集現(xiàn)場資料，開展室內(nèi)試驗，分析研究每組油氣層在各項作業(yè)過程中潛在損害因素被誘發(fā)的原因、過程及防治措施。 （損害機理分析、防護措施研究）,3、按照系統(tǒng)工程研究各項

18、作業(yè)中所選擇的保護油氣層技術(shù)措施的可行性與經(jīng)濟上的合理性，通過綜合研究配套形成系列，納入鉆井、完井與開發(fā)方案設計及每一項作業(yè)的具體設計中。 （實施技術(shù)研究、方案設計、現(xiàn)場試驗）4、各項作業(yè)結(jié)束后進行診斷與測試，獲取油氣層損害程度并評價保護油氣層的效果和經(jīng)濟效益。然后反饋給有關(guān)部門，視情況決定是否繼續(xù)研究改進措施或補救措施。（效果檢測與評價、推廣應用）5、計算機預測、診斷、評價和動態(tài)模擬。,基本原則,1、以預防為主，解堵為輔地

19、層損害常常是不可逆的解堵?lián)p害困難、成本高、效果差2、盡可能不讓入井流體進入或少進入油氣層入井流體進入后可能造成地層巖石或流體復雜的物理化學變化入井流體返排常常困難3、進入的流體應與儲層巖石或流體配伍,4、系統(tǒng)實施保護油氣層技術(shù)防止保護油氣層的效果因后期作業(yè)而前功盡棄5、優(yōu)選各項保護油氣層技術(shù)時，注意技術(shù)的先進性、有效性、經(jīng)濟性和可行性,,二、儲層保護技術(shù)的發(fā)展概況四個階段：　　　　　　第一階段　1960年前--概念

20、形成階段 國外已開展防止地層損害技術(shù)和研究，并在生產(chǎn)中有所應用。 50年代川中會戰(zhàn), 60年代大慶會戰(zhàn),提出診斷水敏性的配套分析技術(shù)，包括流動實驗、XRD、膨脹實驗、顯微鏡觀察粘土礦物分布國內(nèi)研究歷程50年代川中會戰(zhàn)，提出鉆井液密度不宜過高60年代大慶會戰(zhàn)，嚴格要求打開油氣層鉆井液的密度和濾失量,,二、儲層保護技術(shù)的發(fā)展概況　　　　第二階段1960-1980年--初步研究階段

21、 我國石油業(yè)開始注意地層損害問題，并有所應用。長慶油田巖心分析與儲層敏感性分析,掃描電鏡的應用，研究粘土礦物的產(chǎn)狀進一步明確微粒分散/運移的普遍性實驗直觀顯示微粒移位（脫落）、運移、沉積、堵塞過程，理論闡明機理如何控制微粒運移發(fā)生是有商業(yè)前景的技術(shù)：研制粘土穩(wěn)定劑1974年始，SPE召開專題會議觀念更新：損害后補救———預防損害,,二、儲層保護技術(shù)的發(fā)展概況　　　　　　　第三階段1980-1990年--國內(nèi)系統(tǒng)研究階

22、段 我國開始全面系統(tǒng)研究地層損害機理及防止污染技術(shù)。,國外研究：實驗技術(shù)：薄片分析、X-射線衍射、XRD小角散射、掃描電鏡、背散射技術(shù)（BSD）、高分辨率透射電鏡CT-掃描、NMR、環(huán)境掃描電鏡、原子力顯微鏡（AFM）損害機理：分散/運移、結(jié)構(gòu)膨脹、云母蝕變、差異溶解、微結(jié)構(gòu)破壞診斷與控制技術(shù)：暫堵概念和技術(shù)、粘土穩(wěn)定劑、欠平衡鉆井、人造油基泥漿、MMH技術(shù)觀點：井壁穩(wěn)定與油氣層保護統(tǒng)一，保護與改造相統(tǒng)一，多學科合作

23、1998年歐洲地層損害專題會議,,第四個階段1990年以來--推廣應用及新技術(shù)研究階段 全面推廣應用保護儲集層技術(shù)，并取得明顯的經(jīng)濟效益。 1、《保護儲集層技術(shù)》的正式出版；　　　2、吐哈三間房保護油氣層技術(shù)系統(tǒng)應用技術(shù)研究；　　　3、河南油田下二門保護油氣層技術(shù)研究。,四、保護油氣層技術(shù)發(fā)展方向及挑戰(zhàn),保護油氣層技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀保護油氣層新技術(shù)簡介保護油氣層技術(shù)的發(fā)展方向,儲層保

24、護的發(fā)展,高孔高滲砂巖油氣層中—低滲透砂巖油層裂縫性/低滲特低滲/致密油氣層,,,保護油氣層技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,保護油氣層技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀,特殊油氣藏損害機理研究保護油氣藏鉆井完井液技術(shù)的精準化和系統(tǒng)化保護油氣層巖心分析技術(shù)油氣藏開發(fā)過程中的保護技術(shù)研究勘探過程中儲層保護技術(shù)的研究,低滲/超低滲儲層“一高二強三低三大”特征,,儲層壓力局部偏低,泥質(zhì)含量高水敏性強應力敏感性強,能量不足易于衰竭動用孔喉尺寸有限反排時間長