采气工程-气井完井与生产系统分析课件.ppt

1、1采气工程采气工程-气井完井与生产系统分析气井完井与生产系统分析第一节第一节 完井方法完井方法第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术第三节第三节 气井完井测试气井完井测试第一节第一节 气井流入动态气井流入动态第二节第二节 气体井筒稳定流动能量方程气体井筒稳定流动能量方程第三节第三节 气体通过气嘴的流动气体通过气嘴的流动第四节第四节 气井节点系统分析气井节点系统分析 2采气工程采气工程-气井生产系统分析气井生产系统分析 第四节第四节 气井节点系统分析气井节点系统分析 第一节第一节 气井流入动态气井流入动态第二节第二节 气体井筒稳定流动能量方程气体井筒稳定流动能量方程第三节第三节 气体通过气嘴

2、的流动气体通过气嘴的流动3完井工程的研究范围：完井工程的研究范围：衔接钻井工程和采气工程而又相对独立的工程，是衔接钻井工程和采气工程而又相对独立的工程，是从钻开生产层到固井、完井方式选择与实施、下生产管从钻开生产层到固井、完井方式选择与实施、下生产管柱、排液、油气井测试，直至投产的一项系统工程。柱、排液、油气井测试，直至投产的一项系统工程。引引 言言 完井工程设计水平的高低和完井施工质量的好坏对完井工程设计水平的高低和完井施工质量的好坏对油气井生产能否达到预期指标和油气田开发的经济效益油气井生产能否达到预期指标和油气田开发的经济效益有决定性影响。有决定性影响。4引引 言言完井工程研究内容：完井

3、工程研究内容：（1 1）在油藏地质研究的基础上，根据油气田开发与采油、采气工程）在油藏地质研究的基础上，根据油气田开发与采油、采气工程要求选择完井方式，并提出钻开油层的要求。要求选择完井方式，并提出钻开油层的要求。（2 2）考虑油气田开发全过程油气井产能的变化及所要采取的采油、）考虑油气田开发全过程油气井产能的变化及所要采取的采油、采气工艺，应用节点分析方法，确定油管尺寸和生产方式并进行生产采气工艺，应用节点分析方法，确定油管尺寸和生产方式并进行生产套管尺寸选择及强度设计。套管尺寸选择及强度设计。（3 3）从钻井和采油、采气工程出发确定套管程序及井身结构，并提）从钻井和采油、采气工程出发确定套

4、管程序及井身结构，并提出固井要求。出固井要求。（4 4）选择完井方式、设计完井工艺方案（如射孔完井的射孔参数优）选择完井方式、设计完井工艺方案（如射孔完井的射孔参数优选、射孔方式及工艺设计、砾石充填完井的充填方式、砾石直径选择选、射孔方式及工艺设计、砾石充填完井的充填方式、砾石直径选择及工艺参数设计等）。及工艺参数设计等）。5为井下作业创造为井下作业创造良好的条件良好的条件满足工艺技满足工艺技术措施要求术措施要求第一节第一节 完井方法完井方法 完井方法：完井方法：一口井完成后生产层与井眼的连通方式及井身结构形式。一口井完成后生产层与井眼的连通方式及井身结构形式。常见的完井方式：常见的完井方式：

5、裸眼完井、射孔完井、衬管完井、砾石充填完井等。裸眼完井、射孔完井、衬管完井、砾石充填完井等。不同的完井方式有各自的适用条件和局限性，只有根据油不同的完井方式有各自的适用条件和局限性，只有根据油气藏类型、储层特性和油气田不同开发时期的工艺技术要求，气藏类型、储层特性和油气田不同开发时期的工艺技术要求，选择合理的完井方式，才能有效地开发油气田。选择合理的完井方式，才能有效地开发油气田。延长油气延长油气井寿命井寿命发挥油气发挥油气层潜力层潜力6（1 1）油气层和井筒之间保持最佳的连通条件，油气层所受伤害最小；）油气层和井筒之间保持最佳的连通条件，油气层所受伤害最小；（2 2）油气层和井筒之间具有尽可

6、能大的渗流面积，油气入井阻力最小；）油气层和井筒之间具有尽可能大的渗流面积，油气入井阻力最小；（3 3）能够有效地封隔油气水层，防止油气窜流或水窜，防止层间干扰；）能够有效地封隔油气水层，防止油气窜流或水窜，防止层间干扰；（4 4）能够有效地控制油气层出砂，防止井壁坍塌及盐岩层挤毁套管，）能够有效地控制油气层出砂，防止井壁坍塌及盐岩层挤毁套管，确保油井长期生产；确保油井长期生产；一、完井方式选择原则一、完井方式选择原则第一节第一节 完井方法完井方法 （5 5）能够适应油气田开发全过程中采油、采气工艺要求，具备进行分层）能够适应油气田开发全过程中采油、采气工艺要求，具备进行分层 注采、压裂、酸化

7、以及堵水、调剖等井下作业措施的条件；注采、压裂、酸化以及堵水、调剖等井下作业措施的条件；（6 6）综合经济效益好。）综合经济效益好。7二、完井方式选择应考虑的因素二、完井方式选择应考虑的因素第一节第一节 完井方法完井方法 （1 1）油气藏地质和工程条件：如产层结构，压力、温度条件，）油气藏地质和工程条件：如产层结构，压力、温度条件，流体的组成与性质，油气层层内、层间性质及其差异等等。流体的组成与性质，油气层层内、层间性质及其差异等等。（2 2）采油、采气工程技术措施要求：如油气田开发全过程中的）采油、采气工程技术措施要求：如油气田开发全过程中的生产方式，分层注采与增产、增注措施，各项流体的产量

8、指标，生产方式，分层注采与增产、增注措施，各项流体的产量指标，砂、蜡、水、腐蚀等控制措施等。砂、蜡、水、腐蚀等控制措施等。8三、完井方式三、完井方式第一节第一节 完井方法完井方法 先期裸眼完井示意图先期裸眼完井示意图1.1.裸眼完井方式裸眼完井方式后期裸眼完井示意图后期裸眼完井示意图（2 2）气井完井多采用先期裸眼完井）气井完井多采用先期裸眼完井（3 3）裸眼完井方式优点）裸眼完井方式优点 油气层完全裸露，因而油气层具有最大的渗流面积，这种井称为水油气层完全裸露，因而油气层具有最大的渗流面积，这种井称为水动力学完善井，其产能较高，完善程度高。动力学完善井，其产能较高，完善程度高。（1 1）钻井

9、、完井过程）钻井、完井过程9（4 4）裸眼完井方式缺点）裸眼完井方式缺点 不能克服井壁坍塌和油气层出砂对油气井生产的影响；不能克服井壁坍塌和油气层出砂对油气井生产的影响；不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相互干扰；不能克服生产层范围内不同压力的油、气、水层的相互干扰；无法进行选择性酸化或压裂；无法进行选择性酸化或压裂；先期裸眼完井法在下套管固井时不能完全掌握该生产层的真实先期裸眼完井法在下套管固井时不能完全掌握该生产层的真实资料，以后钻进时如遇到特殊情况，会给钻进和生产造成被动。资料，以后钻进时如遇到特殊情况，会给钻进和生产造成被动。三、完井方式三、完井方式第一节第一节 完井方法完井

10、方法 1.1.裸眼完井方式裸眼完井方式10三、完井方式三、完井方式第一节第一节 完井方法完井方法 1.1.裸眼完井方式裸眼完井方式（5 5）裸眼完井方式适用地质条件）裸眼完井方式适用地质条件l 岩性坚硬致密，井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩储层岩性坚硬致密，井壁稳定不坍塌的碳酸盐岩储层l 无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层无气顶、无底水、无含水夹层及易塌夹层的储层l 单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多层储层单一厚储层，或压力、岩性基本一致的多层储层l 不准备实施分隔层段，选择性处理的储层不准备实施分隔层段，选择性处理的储层11三、完井方式三、完井方式第一节第一节 完井方法完井方法 2.2.衬

11、管完井方式衬管完井方式井下衬管损坏后无井下衬管损坏后无法修理或更换法修理或更换油气层不会遭受固油气层不会遭受固井水泥浆的损害；井水泥浆的损害；可采用与油气层相可采用与油气层相配伍的钻井液或其配伍的钻井液或其它保护油层的钻井它保护油层的钻井技术打开油气层；技术打开油气层；当割缝衬管发生磨当割缝衬管发生磨损或失效时也可以损或失效时也可以起出修理或更换。起出修理或更换。12三、完井方式三、完井方式第一节第一节 完井方法完井方法 2.2.衬管完井方式衬管完井方式 割缝衬管完井既具有裸眼完井渗流面积大的优点，又能防止井壁割缝衬管完井既具有裸眼完井渗流面积大的优点，又能防止井壁坍塌，同时起到防砂作用。坍塌

12、，同时起到防砂作用。其它方面与裸眼完井方式类似。其它方面与裸眼完井方式类似。13套管射孔完井套管射孔完井优点：优点：a.a.可选择性地射开不同压力、不同物性可选择性地射开不同压力、不同物性的油气层，以避免层间干扰；的油气层，以避免层间干扰；b.b.可避开夹层水、底水和气顶，避开夹可避开夹层水、底水和气顶，避开夹层的坍塌；层的坍塌；c.c.具备实施分层注、采和选择性压裂或具备实施分层注、采和选择性压裂或酸化等分层作业的条件。酸化等分层作业的条件。c.c.对固井质量要求高，水泥浆可能损害对固井质量要求高，水泥浆可能损害油气层。油气层。缺点：缺点：a.a.流动面积小、完善程度较差；流动面积小、完善程

13、度较差；b.b.对井深和射孔深度要求严格；对井深和射孔深度要求严格；三、完井方式三、完井方式第一节第一节 完井方法完井方法 3.3.射孔完井方式射孔完井方式143.3.射孔完井方式射孔完井方式b.b.减少套管重量和固井水泥的用量，减少套管重量和固井水泥的用量，从而降低完井成本。从而降低完井成本。优点：优点：a.a.可以采用与油气层相配伍的钻井液可以采用与油气层相配伍的钻井液以平衡压力、欠平衡压力的方法打开以平衡压力、欠平衡压力的方法打开油气层，有利于保护油气层；油气层，有利于保护油气层；尾管射孔完井尾管射孔完井三、完井方式三、完井方式第一节第一节 完井方法完井方法 15射孔完井方式适用地质条件

14、：射孔完井方式适用地质条件：（1 1）有气顶或有底水、或有含水夹层、易坍塌夹层等复杂地质条件，）有气顶或有底水、或有含水夹层、易坍塌夹层等复杂地质条件，要求实施分隔层段的储层要求实施分隔层段的储层（2 2）各分层之间存在压力、岩性等差异，要求实施分层测试、分层采）各分层之间存在压力、岩性等差异，要求实施分层测试、分层采油、分层注水、分层处理的储层油、分层注水、分层处理的储层（3 3）要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储层）要求实施大规模水力压裂作业的低渗透储层（4 4）砂岩储层、碳酸盐裂缝性储层）砂岩储层、碳酸盐裂缝性储层3.3.射孔完井方式射孔完井方式三、完井方式三、完井方式第一节第一节 完

15、井方法完井方法 16四、完井方式选择与工艺设计方法（略）四、完井方式选择与工艺设计方法（略）第一节第一节 完井方法完井方法 17 完井方法的选择、钻井液的密度、产层在钻井液中的浸泡时间、完井方法的选择、钻井液的密度、产层在钻井液中的浸泡时间、固井时水泥浆的性能、水泥浆的顶替效率、井口装置及井下管柱的固井时水泥浆的性能、水泥浆的顶替效率、井口装置及井下管柱的质量等。质量等。五、完井质量与评价五、完井质量与评价第一节第一节 完井方法完井方法 1.1.影响完井质量的因素影响完井质量的因素182.2.完井质量评价方法完井质量评价方法（1 1）测压力恢复曲线，可判断钻井液对气层的损害程度；）测压力恢复曲

16、线，可判断钻井液对气层的损害程度；（2 2）通过声波幅度测井、变密度测井、胶结强度的水力测试等）通过声波幅度测井、变密度测井、胶结强度的水力测试等 来确定固井质量的好坏；来确定固井质量的好坏；（3 3）井口装置在关井测压时必须保证密封良好；）井口装置在关井测压时必须保证密封良好；（4 4）井下管柱能抵御井底高温、高压及酸性气体的腐蚀。）井下管柱能抵御井底高温、高压及酸性气体的腐蚀。五、完井质量与评价五、完井质量与评价第一节第一节 完井方法完井方法 19一、油气层的损害与保护一、油气层的损害与保护第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 1 1油气层损害的定义油气层损害的定义 在钻开油气层、注

17、水泥、完井、试油、酸化、压裂、开采、修井等在钻开油气层、注水泥、完井、试油、酸化、压裂、开采、修井等作业过程中都会不同程度地破坏油气层原有的平衡状态，入井流体与储作业过程中都会不同程度地破坏油气层原有的平衡状态，入井流体与储层及其流体不配伍时造成近井地带油气层渗透率下降的现象。层及其流体不配伍时造成近井地带油气层渗透率下降的现象。2 2油气层损害的后果油气层损害的后果 影响新区的勘探和新油气层的发现。影响新区的勘探和新油气层的发现。影响油气水井的生产（产量和注入量）。影响油气水井的生产（产量和注入量）。影响油气田勘探开发的经济效益。影响油气田勘探开发的经济效益。203油气层保护的目的油气层保护

18、的目的 保证油气水井在各项工程技术措施中储层内流体渗流阻力不增加。保证油气水井在各项工程技术措施中储层内流体渗流阻力不增加。一、油气层的损害与保护一、油气层的损害与保护第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 油气层保护的范围油气层保护的范围l 油气田开发的全过程油气田开发的全过程l 油气田开发所采取的各项工程技术措施油气田开发所采取的各项工程技术措施215油气层保护的研究油气层保护的研究一、油气层的损害与保护一、油气层的损害与保护第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 所有的保护油层措施都建立在储层岩性特征分析、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、入井流体敏感性试验以

19、及对可能造成油层损岩心分析、入井流体敏感性试验以及对可能造成油层损害的主要因素分析的基础上，其关键是优选入井介质和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。保护油层要求及措施。22二、油气层损害因素分析二、油气层损害因素分析第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 作业过程导致油气层损害的原因及因素1钻开油气层1钻井液与储层不配伍2压差控制不当3浸泡时间过长4钻井液流速梯度过大5快速起下钻6钻具刮削井壁1滤液可引起粘土膨胀，水锁，乳化，固相 引起堵塞等2促使钻井液及固相易

20、于进入地层3增大滤液浸入量4冲蚀井壁破坏滤饼，不仅促使滤液进入产层，而且易造成井眼扩大，影响固井质量5快速起钻的抽汲效应，可破坏滤饼，快速下钻的冲击可增大压差，从而促使钻井液浸入储层量的增加6一方面可破坏滤饼，使钻井液易于进入储层，另一方面泥抹作用，使固相嵌入渗流通道2注水泥1水泥浆滤液进入储层2固井质量不好1(1)造成粘土膨胀分散；(2)水泥的水化作用使氢氧化物过饱和重结晶沉淀在孔隙中；(3)滤液中氢氧化物与地层硅起反应生成硅质熟石灰成为粘结性化合物2后继工作液会沿水泥环渗漏入地层造成损害 油气井作业过程中可能导致油气层损害的原因及因素油气井作业过程中可能导致油气层损害的原因及因素232注水

21、泥1水泥浆滤液进入储层2固井质量不好1(1)造成粘土膨胀分散；(2)水泥的水化作用使氢氧化物过饱和重结晶沉淀在孔隙中；(3)滤液中氢氧化物与地层硅起反应生成硅质熟石灰成为粘结性化合物2后继工作液会沿水泥环渗漏入地层造成损害二、油气层损害因素分析二、油气层损害因素分析第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 7注水1注水水质不合格2注水强度不当1(1)化学性质不合格可引起地层粘土膨胀、分散运移、化学沉淀、细菌堵塞等；(2)固相大小及含量不合要求可引起机械杂质堵塞等2注水强度大使井壁附近地带流速过大引起地层微粒运移8修井修井液与储层不配伍(1)滤液与岩心不配伍引起粘土膨胀、分散、结垢、岩石润湿性

22、反转、原油乳化等(2)残留的钻井液污物、氧化物、沥青、管子涂料、铁锈、沉淀有机物、细菌分散物等均可堵塞渗流通道(1)蒸气驱中的凝析液可引起粘土膨胀；(2)表面活性剂驱中，24二、油气层损害因素分析二、油气层损害因素分析第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 射孔试油1压实带的形成2射孔液与储层不配伍3固相堵塞4射孔压差过大5高压差高排量试油1射孔工艺固有的特征，压实带厚度约为 6.513mm，压实带内岩石力学性质及渗流性能受到破坏，其渗透率仅有原始值的 7122射孔液化学性质与储层不配伍可引起粘土膨胀与水锁等3射孔液(压井液)中有害固相含量高，管线中钻井液絮块、聚能射孔产生的碎片等，可在正

23、压差射射孔时压入地层，产生损害4射孔正压差比负压差易产生损害5(1)引起储层内微粒运移；(2)在井眼周围地带形成压力亏空带，再次压井可引起大量渗漏；(3)若地下原油气油比高或含蜡量高，则在井眼周围区域压力很快下降，使原油脱气，结蜡堵塞渗流通道；(4)对一些物性差、埋藏深的储层，易产生压实作用，产生压力敏感4酸化1酸反应物产生再次沉淀2外来固相堵塞3增加地层微粒4酸与原油不配伍1主要是一些酸敏矿物存在时，用不配伍的酸处理地层可产生絮状或胶状沉淀物2作业管线不干净，则酸可将铁锈、污染物等外来固相溶解后带入地层3酸溶解了部分岩石骨架及胶结物后，会释放出许多不溶于酸的固体颗粒，使地层微粒运移现象严重4

24、原油中的沥青质与酸接触形成胶状沉淀25二、油气层损害因素分析二、油气层损害因素分析第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 4酸化1酸反应物产生再次沉淀2外来固相堵塞3增加地层微粒4酸与原油不配伍1主要是一些酸敏矿物存在时，用不配伍的酸处理地层可产生絮状或胶状沉淀物2作业管线不干净，则酸可将铁锈、污染物等外来固相溶解后带入地层3酸溶解了部分岩石骨架及胶结物后，会释放出许多不溶于酸的固体颗粒，使地层微粒运移现象严重4原油中的沥青质与酸接触形成胶状沉淀5压裂压裂液与储层不配伍(1)滤液与粘土作用使粘土发生水化膨胀、乳化等(2)压裂液残渣或固相堵塞支撑剂孔道，降低导流能力26二、油气层损害因素分析

25、二、油气层损害因素分析第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 油气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油气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损害，都可能使其它工作无效，影响油气田开发效果。了严重的油气层损害，都可能使其它工作无效，影响油气田开发效果。因此，了解生产过程中可能造成的油气层损害的机理，不但有助于采因此，了解生产过程中可能造成的油气层损害的机理，不但有助于采取保护油气层的措施，而且也是判断油气层损害程度的基础。取保护油气层的措施，而且也是判断油气层损害程度的基础。主主要要损损害害机机理理（1 1）外来流体与储层岩石矿物不配伍造成的损

26、害；）外来流体与储层岩石矿物不配伍造成的损害；（2 2）外来流体与储层流体不配伍造成的损害；）外来流体与储层流体不配伍造成的损害；（3 3）毛细现象造成的损害；）毛细现象造成的损害；（4 4）固相颗粒堵塞引起的损害。）固相颗粒堵塞引起的损害。27第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性 储层敏感性储层敏感性是指储层对可能造成损害的各种因素的敏感程度。是指储层对可能造成损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。进行系统评价。储层敏感性评价储层敏感性评价

27、主要是通过岩心流动实验，考察油气层岩心与各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、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，为油气水井各项工程技术措施的设计和实施提

28、供必要的参数和依据。气水井各项工程技术措施的设计和实施提供必要的参数和依据。28（1 1）速敏）速敏 在钻井、油气开采、增产作业和注水等作业或生产过程中，在钻井、油气开采、增产作业和注水等作业或生产过程中，流体与地层无任何物理和化学作用的条件下，当流体在油气层流体与地层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并堵塞喉道造成油气层渗透中流动时，引起油气层中微粒运移并堵塞喉道造成油气层渗透率下降的现象。率下降的现象。速敏评价实验目的：速敏评价实验目的：找出由于流速作用导致微粒运移从而发生损害的临界流速，找出由于流速作用导致微粒运移从而发生损害的临界流速，以及找出由

29、于速敏引起的油气层损害程度。以及找出由于速敏引起的油气层损害程度。第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性29损害程度0.30.30.70.7敏感程度弱中 等强 速度敏感程度评价指标速度敏感程度评价指标%100KKKmaxminmax损害程度岩心速度敏感性评价图岩心速度敏感性评价图（1 1）速敏）速敏第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性30（2 2）水敏）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、分环境中，当淡水

30、进入储层时，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散、运移，从而减小或堵塞地层孔隙和喉道，造成地层渗透率散、运移，从而减小或堵塞地层孔隙和喉道，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。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。水敏评价实验目的：水敏评价实验目的：了解粘土矿物遇淡水后的膨胀、分散、运移过程；找出发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损害程度；为各类工作液的生水敏的条件及水敏引起的油气层损害程度；为各类工作液的设计提供依据。设计提供依据。第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性

31、31 主要是测定三种不同盐度主要是测定三种不同盐度（地层水、次地层水、去离子水）（地层水、次地层水、去离子水）液体下岩心的渗透率。首先用地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，用次地层水测定岩心的渗透率，最后用淡水（一般为去离子水）最后用淡水（一般为去离子水）测定岩心的渗透率，从而确定淡测定岩心的渗透率，从而确定淡水引起岩心中粘土矿物的水化膨水引起岩心中粘土矿物的水化膨胀及造成的损害程度。胀及造成的损害程度。岩心水敏实验曲线岩心水敏实验曲线（2 2）水敏）水敏第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、

32、储层敏感性32（3 3）盐敏）盐敏 在钻井、完井及其它作业中，各种工作液具有不同的矿化在钻井、完井及其它作业中，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损害油气层的现象。而损害油气层

33、的现象。盐敏评价实验目的：盐敏评价实验目的：找出渗透率明显下降的临界矿化度，以及由盐敏引起的油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损害程度。气层损害程度。第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性33降低矿化度的盐敏评价实验：降低矿化度的盐敏评价实验：第一级盐水为地层水，将盐水按第一级盐水为地层水，将盐水按一定的浓度差逐级降低矿化度，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，直至注入液的矿化度接近零为止，求出的临界矿化度为求出的临界矿化度为Cc1Cc1。升高矿化度的盐敏评价实验：升高矿化度的盐敏评价实验：第一级盐水仍为地层水，将盐

34、第一级盐水仍为地层水，将盐水按一定的浓度差逐级升高矿水按一定的浓度差逐级升高矿化度，直至找出临界矿化度化度，直至找出临界矿化度Cc2Cc2或达到工作液的最高矿化度为或达到工作液的最高矿化度为止。止。盐敏损害的入井流体有效矿化度区间盐敏损害的入井流体有效矿化度区间（3 3）盐敏）盐敏第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性34降低矿化度的盐敏曲线降低矿化度的盐敏曲线升高矿化度的盐敏曲线升高矿化度的盐敏曲线（3 3）盐敏）盐敏第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性35（4 4）碱敏）碱敏 地层水地层水pHpH值一般呈中性或弱碱性，而

35、大多数钻井液和水泥值一般呈中性或弱碱性，而大多数钻井液和水泥浆的浆的pHpH值在值在8 81212之间，当高之间，当高pHpH值流体进入油气层后，促使粘土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损害称为碱敏。水化、膨胀、运移或生成沉淀物而造成的地层损害称为碱敏。碱敏评价实验目的：碱敏评价实验目的：找出碱敏发生的条件，主要是临界找出碱敏发生的条件，主要是临界pHpH值，以及由碱敏引起值，以及由碱敏引起的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。的油气层损害程度，为各类工作液的设计提供依据。第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性36

36、通过注入不同通过注入不同pHpH值的地层水并测定其值的地层水并测定其渗透率，根据渗透率渗透率，根据渗透率的变化来评价碱敏损的变化来评价碱敏损害程度，找出碱敏损害程度，找出碱敏损害发生的条件。害发生的条件。碱敏实验曲线碱敏实验曲线（4 4）碱敏）碱敏第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性37（5 5）酸敏）酸敏 油气层与酸作用后引起的渗透率降低的现象。油气层与酸作用后引起的渗透率降低的现象。碱敏评价实验目的：碱敏评价实验目的：酸液进入油气层后，一方面改善油气层的渗透率；另一方酸液进入油气层后，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

37、沉淀并堵塞油气层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。伍性，为油气层基质酸化时确定合理的酸液配方提供依据。第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性38 酸敏实验包括原酸敏实验包括原酸（一定浓度的盐酸、酸（一定浓度的盐酸、氢氟酸、土酸）和残氢氟酸、土酸）和残酸（可用原酸与另一酸（可用原酸与另一块岩心反应后制备）块岩心反应后制备）的敏感实验，有现行的敏感实验，有现行的部颁标准。的部颁标准。酸敏

38、实验曲线酸敏实验曲线(、曲线敏感，曲线敏感，曲线不敏感曲线不敏感)（5 5）酸敏）酸敏第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性39 应力敏感性是考察在施加一定的有效应力时，岩样的物性应力敏感性是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。缝壁面形态对应力变化的响应。实验时，在实验时，在CMSCMS300300全自动岩心测试装置上，测量出不同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应力值下的

39、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。度的影响。（6 6）应力敏）应力敏第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性40（6 6）应力敏）应力敏第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性41 为了判别岩石对应力的敏感程度，正常采用无因次渗透率的为了判别岩石对应力的敏感程度，正常采用无因次渗透率的立方根，即立方根，即(Ki/K1000)1/3与应力的对数建立关系曲线。与应力的对数建立关系曲线。310001000lg1isiSKK1000lg)(1311000isKKS（6 6）应力敏）应力敏第二节第二节 油气层保护技术油气

40、层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性42应力敏感程度的指标应力敏感程度的指标Ss0.300.30Ss0.700.70Ss1.01.0应力敏感程度弱中等强极强（6 6）应力敏）应力敏第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性43速敏性评价水敏性评价盐敏性评价碱敏性评价酸敏性评价应力敏感性评价油田名称临界流速速敏指数速敏程度水敏指数水敏程度临界矿化度盐敏程度临界pH值碱敏程度酸敏指数酸敏程度应力感程度 Ss（7 7）储层敏感性评价结果汇总）储层敏感性评价结果汇总第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 三、储层敏感性三、储层敏感性44表皮效应：井底周围油气层受损

41、害后油气井产能下降的现象。表皮效应：井底周围油气层受损害后油气井产能下降的现象。用表皮系数为指标来评价油气层损害的大小。用表皮系数为指标来评价油气层损害的大小。M MF F霍金斯（霍金斯（HawkinsHawkins）表达式）表达式:wsserrKKSln1第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 四、储层损害评价指标四、储层损害评价指标1.1.表皮系数表皮系数(S)(S)45常用计算公式：常用计算公式：mSPs8687.0m m为单对数试井曲线径向流直线段斜率值，为单对数试井曲线径向流直线段斜率值，第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 四、储层损害评价指标四、储层损害评价指标2.2.

42、附加压力损失附加压力损失附加压力损失：在同一产量条件下，油气井受损害后生产附加压力损失：在同一产量条件下，油气井受损害后生产压差与未损害时的生产压差之差值。压差与未损害时的生产压差之差值。463.3.损害比损害比(DR)(DR)近井地带被损害区的渗透率与未被损害区的渗透率之比。近井地带被损害区的渗透率与未被损害区的渗透率之比。esKKDR 第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 四、储层损害评价指标四、储层损害评价指标4722222wfrswfrpppppFE4.4.流动效率流动效率(FE)(FE)第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 四、储层损害评价指标四、储层损害评价指标流动效率

43、：在流动时因损害而造成的压力损失比例。流动效率：在流动时因损害而造成的压力损失比例。48平均损害半径表示损害区的大小。平均损害半径表示损害区的大小。常用常用B.C.B.C.克莱特克莱特(Cratt(Cratt)和和M.F.M.F.赫金（赫金（HawkinHawkin）的公式导出：）的公式导出：5.5.平均损害半径平均损害半径第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 四、储层损害评价指标四、储层损害评价指标1expsewsKKSrr49第二节第二节 油气层保护技术油气层保护技术 四、储层损害评价指标四、储层损害评价指标思考题：思考题：如何根据上述储层评价指标的大小判别油气损害层状况？如何根据上

44、述储层评价指标的大小判别油气损害层状况？50 目的目的 通过测试稳定的气产量而进行配产，也为增产措施、建设通过测试稳定的气产量而进行配产，也为增产措施、建设采气场站和集输管线提供依据。采气场站和集输管线提供依据。特点特点 测试时间一般比较短。通常测试一个回压下的产量，即测试时间一般比较短。通常测试一个回压下的产量，即“一点法试井一点法试井”。对于重点测试气井要进行稳定试井。对于重点测试气井要进行稳定试井。第三节第三节 气井完井测试气井完井测试 一、气井完井测试的目的与特点一、气井完井测试的目的与特点 51常压气井测试流程、气水井测试流程、高压气井测试流程常压气井测试流程、气水井测试流程、高压气

45、井测试流程1.1.常压气井测试流程常压气井测试流程 (1)(1)组成：采气井口、放喷管线、气水分离器、临界速度流组成：采气井口、放喷管线、气水分离器、临界速度流量计和放喷出口的燃烧筒。量计和放喷出口的燃烧筒。(2)(2)适用条件：不产水或产少量凝析水的气井。适用条件：不产水或产少量凝析水的气井。第三节第三节 气井完井测试气井完井测试 二、气井完井测试流程二、气井完井测试流程 523.3.高压气井测试流程高压气井测试流程 高压气井或超高压气井，由于测试中井口压力降低较多，大高压气井或超高压气井，由于测试中井口压力降低较多，大压差会造成管线和分离器结冰，因此需要一套压差会造成管线和分离器结冰，因此

46、需要一套降压保温装置降压保温装置，通，通过热水或蒸汽在管线上的热交换，防止测试管线水化物凝结。过热水或蒸汽在管线上的热交换，防止测试管线水化物凝结。第三节第三节 气井完井测试气井完井测试 二、气井完井测试流程二、气井完井测试流程 2.2.气水井测试流程气水井测试流程 对于产水气井，由于临界速度流量计测试要求必须是干气，对于产水气井，由于临界速度流量计测试要求必须是干气，需要安装气液分离器进行脱水后才能测试。需要安装气液分离器进行脱水后才能测试。53 临界速度流量计测试与计算临界速度流量计测试与计算 原理及结构原理及结构 原理：气流流经孔板节流，在孔板上、下游产生了压力差，原理：气流流经孔板节流

47、，在孔板上、下游产生了压力差，上游压力大于下游压力约一倍，即上游压力大于下游压力约一倍，即P P2 20.546P0.546P1 1时，达到时，达到临界临界气流气流。此时，增加上游压力，流束断面最小处的速度并不增。此时，增加上游压力，流束断面最小处的速度并不增加，只增加气体密度和质量流量，故利用上游压力就可算出加，只增加气体密度和质量流量，故利用上游压力就可算出体积流量。体积流量。第三节第三节 气井完井测试气井完井测试 三、测试方法及产量计算三、测试方法及产量计算 54 临界速度流量计测试与计算临界速度流量计测试与计算 第三节第三节 气井完井测试气井完井测试 三、测试方法及产量计算三、测试方法

48、及产量计算 标准孔板结构示意图标准孔板结构示意图 55ZTPdQg121870 ZTPPPPdQg1221245.0546.012.3 临界速度流量计测试与计算临界速度流量计测试与计算 第三节第三节 气井完井测试气井完井测试 三、测试方法及产量计算三、测试方法及产量计算 流量计算公式：流量计算公式：当气流达到临界状态时：当气流达到临界状态时：当气流未能达到临界状态时：当气流未能达到临界状态时：56(1)(1)原理：根据气体流经孔板所形成原理：根据气体流经孔板所形成压差的变化压差的变化测量流量。测量流量。气体流经孔板时，流速大大增加，部分压能转化为动能，气体流经孔板时，流速大大增加，部分压能转化

49、为动能，所以在孔板前后形成压差。所以在孔板前后形成压差。压差越大，流经孔板的流量就越大，利用压差即可算出流压差越大，流经孔板的流量就越大，利用压差即可算出流量。量。2 2垫圈流量计测试与计算垫圈流量计测试与计算 第三节第三节 气井完井测试气井完井测试 三、测试方法及产量计算三、测试方法及产量计算 57计算公式：计算公式：TPdQg249.9212 2垫圈流量计测试与计算垫圈流量计测试与计算 第三节第三节 气井完井测试气井完井测试 三、测试方法及产量计算三、测试方法及产量计算 END58采气工程采气工程-气井生产系统分析气井生产系统分析 第四节第四节 气井节点系统分析气井节点系统分析 第一节第一

50、节 气井流入动态气井流入动态第二节第二节 气体井筒稳定流动能量方程气体井筒稳定流动能量方程第三节第三节 气体通过气嘴的流动气体通过气嘴的流动59气井生产系统的组成气井生产系统的组成引引 言言(1)(1)油气层子系统油气层子系统 (2)(2)井筒子系统井筒子系统 (3)(3)地面集输子系统地面集输子系统 (4)(4)采气设备子系统采气设备子系统 稳定工作条件：协调稳定工作条件：协调 60一、气井流入动态计算方法一、气井流入动态计算方法1.1.气井的达西气井的达西(Darcy)(Darcy)公式公式 假设条件：不可压缩气体在定压边界下，以某一稳定产量在假设条件：不可压缩气体在定压边界下，以某一稳定