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1、保 护 油 气 层 技 术总 论,游利军西南石油大学/石油工程学院油 井 完 井 技 术 中 心,扁雀见魏王,魏王说：“听说你们家兄弟三人都擅长医术，谁的医术最高明啊？” 扁雀老老实实地回答：“我大哥医术是最高的，我二哥其次，我的医术最差。” 魏王惊讶地问到：“那为什么你天下闻名，而他们两人却默默无闻呢？”,扁雀见魏王（续）,扁雀说：“因为我大哥给人治病，总能做到防患于未然，病还没有显出征兆，他就手到病除。而病人都不知道，他在给别人去除预先的病。 我二哥给人治病，是在病兆初起之时，他一用药就把病给除去了，大家总认为他能治的是小病，却不知道这个病发展下去会要命的。 我的技术最差，因为我只能在人生
2、命垂危时，才出手治病，往往能够起死回生，所以名扬天下。”,唐代大医家孙思邈的治病理念 ：“上医医未病之病，中医医欲病之病，下医医已病之病。” 在1992年初邓小平在视察南方时提出“三个有利于”来衡量一切工作是非得失的判断标准 ：有利于发展社会主义社会生产力、有利于增强社会主义国家的综合国力、有利于提高人民的生活水平。,保护油气层技术,一个新的理念一门新的知识一套新的技术一类新的建制一次新的机会一种新的挑战,文化性和工具性,保护储层技术系统及环境,保护储层技术系统及环境,油气藏保护技术系统,油气藏开发技术系统,油气藏评价技术系统,油气藏改造技术系统,油气藏保护技术系统与其它系统的关系,油井完井技
3、术中心大楼,Representatives from UNDP, CNPC and SWPI on the Star-up Meeting (CPR/88051),一、背景资料,“七五” 国家项目“保护油层的钻井完井技术”。西南石油学院作为牵头单位，全面参加了五个油田各个技术环节的科技攻关联合国援助中国能源发展项目：CPR/088/051，开发计划署（UNDP）资助126万美元，CNPC配套投入1000万元 CNPC决定通过引进国外先进技术和资金组建“油井完井技术中心” ，1989年CNPC开发生产局批示，CWCT隶属CNPC，成为其专业技术中心之一目的：面向全国油田提供储层保护与完井工程技术
4、支撑,中国含油气盆地分布,油井完井技术中心,科学技术领域地层损害机理储层保护技术完井工程技术三大职能科学研究基地技术服务中心技术培训中心,任务和作用,梯队构成：段永刚，杨宪民，练章华，刘向君，熊友明 陈一健，李洪建，熊汉桥，游利军，万里平 林铁军，梁利喜，李相臣，唐洪明，梁大川 邓小刚，邓明毅，罗兴树博士生导师7人,博士生/后人员10-20人,硕士生50-70人,学术带头人：罗平亚 院士 孟英峰 教授 康毅力 教授,学科带头人,罗平亚 院士 1940年生，1963年毕业于四川石油学院钻井工程专业。现任西南石油学院院长、教授、博士导师、中国工程院院士、油井完井技术中心主任 技术领域：油田化学工程
5、、石油与天然气工程 学术特长：深井泥浆、油田化学用剂、储层保护技术、新型聚合物、提高采收率,学术带头人,孟英峰 教授1954年出生，1976年毕业于西南石油学院钻井工程专业。现任教授、博士研究生导师、石油工程学院副院长技术领域：石油与天然气工程学术特长：欠平衡钻井技术、井壁稳定机理研究、特殊流体储层保护技术,康毅力 教授,1964年出生，1986年毕业于大庆石油学院。1989年在西南石油学院获石油地质与勘探专业硕士学位，1998获石油与天然气工程博士学位，现任教授、博士研究生导师技术领域：油气藏地质与勘探，石油与天然气工程学术特长：粘土矿物、非常规天然气、储层损害机理与保护技术,练章华 教授,
6、1964年出生，1986年毕业于西南石油学院油气储运工程专业。1989、1993年分获石油机械工程硕士和博士学位。现任西南石油学院教授、博士研究生导师技术领域：石油机械工程，岩石力学学术特长：油田地应力场研究、套管破坏机理与防治、计算机仿真技术,学术骨干,杨宪民 教授1954年出生，1977年毕业于西南石油学院钻井工程专业。美国University of Texas at Austin高级访问学者，现任教授，硕士研究生导师技术领域：石油与天然气工程学术特长：保护储层技术、工作液技术，具有丰富的陆上和海洋作业现场经验,刘向君 教授1969年出生，1989年毕业于西南石油学院。1992、95年分获
7、矿场地球物理、石油与天然气工程专业硕士、博士学位。现任教授、博士研究生导师技术领域：石油与天然气工程，地球物理测井学术特长：储层评价和测井解释、石油工程地球物理响应、井壁稳定性评价,学术骨干,熊友明 教授1962年出生，1984年毕业于华东石油学院采油工程专业。1987年在西南石油大学获采油工程硕士学位。现任教授、博士研究生导师技术领域：石油与天然气工程学术特长：现代完井优化设计、油气层增产改造技术,段永刚 教授1962年出生，1985年毕业于西南石油学院采油工程专业，1988年获油藏工程专业硕士学位，目前在职攻读博士学位。现任教授、博士研究生导师技术领域：油藏工程，石油与天然气工程学术特长：
8、试井与储层损害矿场评价，油藏描述技术,发展历程,学习引进（1988-1990） 采用请进来，走出去的方法，先后聘请来自国外公司，大学的22位专家，进行了14期讲座。派出两批高级代表团赴欧美考察、三组共10人/次出国进行岗位培训消化提高（1991-1995） 更新技术观念，将从国外学到的最新理论、先进技术应用于我国油田的勘探开发实践，发现问题，解决问题自主创新（1996-2000） 结合我国油田的具体情况，开展科技攻关和技术推广，从跟踪引进为主逐渐过渡到形成一定程度的自主创新的局面,激光粒度仪,CWCTAcid-I高温高压酸溶解堵评价仪,裂缝三维面形扫描仪,二、保护储层技术系统,储层损害概念技术
9、发展历程技术系统内容十项技术原则,储层岩石骨架、储渗空间、流体,微裂缝系统,储层的物理化学性质主要取决于粘土矿物的结构特性,地层损害与对储层质量的影响,1 储层保护的意义,储层（地层）损害的定义 在油气钻井、完井、生产、增产、EOR 等全过程中的每一个作业环节，发生流体产出或注入能力显著下降的现象或作用多在井壁附近，也可以在井间渗流通道孔隙和/或裂缝油气或注入的驱替流体,国外研究历程,60年代前的起步阶段-发现水敏损害现象Fancher(1933)实验发现K空气与K水不一致Johnson和Beeson(1945)发现K淡水与K盐水也不一样，受粘土含量和蒙脱石含量控制Monagan等(1959)
10、提出地层损害的概念，如何恢复淡水损害的渗透性，防止淡水与粘土作用,国外研究历程,60年代奠基阶段-确立分散/运移机制提出诊断水敏性的配套分析技术，包括流动实验、XRD、膨胀实验、显微镜观察粘土矿物分布Jones(1964)发现高矿化度变化为淡水产生土锁(clay blocking)Land和Baptist(1965)数百块岩心实验未能建立蒙脱石与水敏损害程度的关系，表明粘土膨胀不是产生水敏的主要原因Mungan(1965)揭示不含膨胀性粘土的地层也照样会发生损害，且还会由pH值的变化引起,国外研究历程,70年代明朗化阶段-探索分散运移的机制和防治技术Hower(1974) ,Reed（1977
11、）, J. W. Neasham（1977），W.R. Almon(1977),D.K.Davies(1978), H.F. Shaw(1980)扫描电镜的应用，研究粘土矿物的产状,进一步明确微粒分散/运移的普遍性Muecke(1978)实验直观显示微粒移位（脱落）、运移、沉积、堵塞过程，理论阐明机理控制微粒运移是有商业前景的技术：研制粘土稳定剂-羟基铝，粘土包被剂、聚合物、石油重质组分1974年始，SPE召开专题会议观念更新：损害后补救预防损害,国外研究历程,80、90年代全面发展阶段实验技术：薄片分析、X-射线衍射、XRD小角散射、扫描电镜、背散射技术（BSD）、高分辨率透射电镜CT-扫描
12、、NMR、环境扫描电镜、原子力显微镜（AFM）损害机理：分散/运移、结构膨胀、云母蚀变、差异溶解、微结构破坏诊断与控制技术：暂堵概念和技术、粘土稳定剂、欠平衡钻井、人造油基泥浆、MMH技术观点：井壁稳定与油气层保护统一，保护与改造相统一，多学科合作1996年欧洲地层损害专题会议,我国的研究历程,50年代川中会战，提出钻井液密度不宜过高60年代大庆会战，严格要求打开油气层钻井液的密度和滤失量70年代，长庆油田开始进行岩心分析和敏感性实验，仪器限制深入有困难80年代，“七五”国家重点科技攻关，CNPC组织五个油田、五个院所80年代末UNDP援助建立油井完井技术中心,油气层损害机理,润湿性改变水锁凝
13、析液锁液相圈闭（水，油）气锥或水锥毛管压力的改变乳状液堵塞粘土膨胀微粒运移云母解体,无机垢注导致的无机垢酸化引起的二次沉淀碳酸盐溶解沉淀酸渣有机垢石蜡，沥青沉积外来固相的堵塞油气层固相物堵塞，出砂细菌损害应力损害热力损害,地层损害延缓资金偿还,钻井,完井,增产,生产,损害,未损害,地层损害加快产量递减,保护储集层技术重要性,及时发现油气层荣兴屯油田，大港千米桥准确评价油气层华北地油田岔27井提高初始产量夏子街油田、温米提高增产措施成功率川西致密砂岩气藏提高原油最终采收率辽河沈95块最大限度利用油气资源非常规油气资源少投入，多产出，显著提高经济效益,Financial Perspective,“
14、In excess of one billion dollars annualy”“More than 1.5 billion dollars for currently producing wells”“20 million dollars / day in gravel packed wells alone”,Cost Of Damage:,Cost Of Formation Damage,Field production - 50,000 barrels of oil per dayField life - 15 years Formation damage - 1% of produc
15、tion ratePrice of oil - $40 / barrel Potential additional revenue due to identification and avoidance of 1% damage$110,000 ?$1,100,000 ?$11,000,000 ?,Cost Of Formation Damage,$110,000,000,2 保护储层技术,保护储层技术的特点跨越多学科、多专业，贯穿油气生产全过程具有很强的针对性地质对象和作业研究方法三结合：宏观与微观，机理研究与应用技术，室内与现场,保护储集层技术研究思路,从储集层特性分析入手，找出潜在损害因
16、素，以室内敏感性实验和模拟实验为基本依据，综合分析现场作业、生产资料和测井、测试数据，进行全面调查研究，诊断损害机理，用系统工程和最优化的方法来制定施工设计，并指导施工作业。,储层保护研究路线,保护储集层技术系统工程,认识油气藏、保护油气藏、开发油气藏和改造油气藏储层损害过程是一个系统储集层损害源系统储层损害的诊断、预防、处理、改造各个作业环节都存在损害可能，各个作业环节的保护技术要前后照应，做到整体优化技术进步经济效益环境保护统筹考虑,保护储集层技术主要内容,油气藏工程地质描述和岩心分析油气层损害的室内评价损害机理诊断（潜在或已经发生）保护油气层钻井技术保护油气层固井技术保护油气层完井、投产
17、技术油气田开发生产中的保护技术油气层损害的矿场评价技术油气层损害诊断与控制的软件系统,油气藏工程地质描述和岩心分析,资料收集、岩心观察宏观描述，裂缝普通岩心分析孔隙度、渗透率、饱和度、薄片分析、SEM、XRD、化学分析、能谱/电子探针、压汞毛管压力曲线测定特殊岩心分析流体性质目的物性、孔喉、结构和矿物内部环境和外部环境潜在损害问题分析和预测,岩心分析、测井评价技术,能谱电镜岩矿定性组份、微观结构、液体作用动态变化,X衍射岩矿定量组份、粘土矿物、晶体结构动态变化,图像分析仪岩矿组份、结构、孔喉结构、成岩作用,测井分析地层层序、岩性、物性、地层流体,油气层损害的室内评价,静态、动态敏感性实验油（水
18、）速敏、 水敏、盐敏、碱敏、酸敏、应力敏感正反向流动实验体积流量评价系列流体渗透率评价酸液评价润湿性评价相对渗透率离心机法毛管压力曲线快速评价,CMS300岩芯的孔、渗、饱、孔渗交汇图与应力敏感性,离心机与压汞岩芯的毛管压力曲线与孔径分布曲线,全尺寸岩芯测试裂缝孔隙双重介质,裂缝分析开度、导流能力、应力敏感性、渗透率贡献,裂缝分析开度、导流能力、应力敏感性、渗透率贡献,速敏实验曲线,碱敏实验曲线,应力敏感实验曲线,高温高压完井液评价技术,损 害 机 理 诊 断 （潜在或已经发生）,岩心组成、结构、物性分析、潜在问题作业环节、施工条件、工作流体性质调查中途测试、测井、完井测试（试油）分析模拟实际
19、工况下流体岩石相互作用实验岩心的代表性损害机理,钻井完井过程中地层损害示意图,钻井过程中的损害,损害类型固相颗粒侵入粘土矿物水化、去水化水敏、盐敏、碱敏毛细管作用水锁、乳化堵塞、润湿反转化学沉淀微粒运移处理剂吸附井漏、井塌,影响损害的工艺因素压差P浸泡时间环空流速和流态泥浆体系及性能 固相含量 粒子级配 液相与地层流体配伍性 液相与储层岩石配伍性 处理剂性质,屏蔽式暂堵技术思想指导作用,从理论到实用配套技术系列化大面积推广应用，经受了实践的检验思想核心：使工作液中的固相粒子与储渗介质渗流通道的尺寸相匹配，快速、浅层、高效地形成渗透率为零的致密、高强度屏蔽环提供新理念，形成新技术，取得新进展,固
20、井作业中的损害,固井质量问题 油气水层相互干扰和窜流 注入流体在各层中窜流 油气窜入非产层固相侵入液相侵入：无机垢、碱敏水泥浆过早固结，井漏,保护油气层完井技术,完井方式射孔完井裸眼完成割缝衬管砾石充填油气藏地质特性工程措施及开发要求,保护油气层的射孔完井技术,损 害 因 素成孔过程损害固相堵塞射孔参数不合理射孔压差不当压持效应射孔液损害,保 护 技 术负压差射孔，确定合理负压值配伍的优质射孔液射孔参数优化设计与屏蔽式暂堵技术配套实施,负压射孔与平衡射孔,试油保护技术,损害表现频繁起下管柱，增加压井机会工序配合不紧凑，延长压井时间压井液性能不良,保护技术采用多功能管柱射孔和测试联作射孔和有杆泵
21、生产联作各工序配合紧凑，缩短压井等候时间采用优质压井液,保护油气层酸化技术,损 害 方 式酸渣生成水敏溶解胶结物，出砂微粒运移液锁Fe(OH)3, CaF2沉淀二次沉淀前置液损害外加剂损害固相侵入,保 护 措 施抗酸渣剂、前置液控制滤失，加粘土稳定剂优选配方控制注入排量和反排速度防乳化预处理，铁螯合剂预处理配伍性，加互溶剂筛选处理剂工作液严格过滤,保护油气层压裂技术,损害方式液锁压裂液残渣水敏乳化固相侵入,保 护 措 施降低油水界面张力，注气，热处理控制滤失，促进返排优选压裂液加粘土稳定剂防乳化剂严格过滤,开发生产中的损害特点,油气藏动态性流体、物性、岩性、应力损害周期长可达油气田整个生命期损
22、害范围大井间任何部位损害复杂性设备多、工艺流程长损害叠加性系列过程损害叠加损害累积性使某些微弱的损害强化,开发生产中的保护技术,注水过程中的保护技术混相驱过程中的保护技术注蒸汽过程中的保护技术聚合物驱过程中的保护技术ASP复合驱过程中的保护技术采油（气）过程中的保护技术,注水地层损害的类型及原因,损害类型 原因 损害程度外来颗粒堵塞 悬浮物含量过高 *次生颗粒堵塞 腐蚀产物、有机垢、无机垢 *细菌堵塞 细菌及其代谢产物 *粘土膨胀 注入水与地层岩石 不配伍（如淡水） *微粒运移 注水压力波动、流速过高 * 胶结颗粒扩散、溶解乳化堵塞/水锁 表面活性剂、粘性流体侵入 *润湿反转 表面活性剂 *出
23、砂 *,油气层损害的矿场评价技术,目 的评价损害程度求取有效渗透率应 用 方 面及时发现正确评价判定损害原因和作业环节为解除损害提供依据,井筒附近侵入带,rw 井眼半径 rd 损害带半径re 地层泄流半径 Kd损害带渗透率Ke未损害带渗透率,表皮系数（S）,油气藏类型 损 害 自然状态 强 化孔隙性均质 0 0 0裂缝性非均质 -3 -3 -3对于孔隙性均质油气藏 S=02 210 10 轻微 较严重 严重,油气层损害诊断 与控制的软件系统,保护油气层技术数据库敏感性预测软件实验结果处理软件损害模拟软件伤害源分析系统工作液设计软件试井分析集成软件优化射孔软件直井、水平井产能预测软件欠平衡钻井设
24、计软件,十项原则,（1）以经济效益为中心，以提高油气产能和采收率为目标（2）技术进步、经济效益和环境保护要统筹考虑（3）任何保护技术都应有利于及时发现、有利于准确评价、有利于高效开发（4）立足以预防损害为主，解除损害为辅（5）各作业环节的保护技术要前后照应，做到系统整体优化,十项原则,（6）在保护中开发油气藏，在开发中保护油气藏（7）不该进入储层的工作液要尽量避免进入，至少要少进入（8）凡进入储层的固相和液相都能够通过物理、化学和生物化学方法予以解除（9）不可避免要进入的工作液，应该与油气层配伍，且不含固相（10）力争减少井下事故，避免各种复杂情况发生，否则前功尽弃,3 油气层系列保护技术,研
25、究手段和评价技术系列专用配套实验装备系列针对不同地质对象的保护技术系列不同井别及作业环节的保护技术系列专用油田化学处理剂及材料的系列化科学研究、技术开发、技术服务和培训一体化,3.1研究手段和评价技术系列,现代岩心分析技术油气藏工程地质特征描述及潜在损害分析技术储层物性及敏感性矿物预测技术井筒附近原地裂缝参数预测技术储层敏感性及工作液损害实验评价技术油气层损害机理综合诊断技术储层损害矿场评价技术,3.2专用配套实验装备系列,引进与自行研制相结合，通用设备与专用设备相配套，装备了现代化实验室利用UNDP援款购置关键设备CMS-300，激光粒度仪，旋转粘度计自行研制HTHP动态损害仪，全尺寸HTH
26、P动态损害模拟装置，岩心造缝装置，多点长岩心夹持器，光电三维面形测试仪，欠平衡钻井模拟装置，酸解堵评价仪装备了工作站,3.3针对不同地质对象的保护技术系列,中低渗透薄砂岩油气层保护技术高渗透疏松砂岩油气层保护技术裂缝性致密砂岩气层保护技术低压（负压）油气层保护技术异常高压多压力系统油气层保护技术裂缝性碳酸盐岩（岩浆岩、变质岩）油气层保护技术深井HTHP油气层保护技术稠油油层保护技术长井段多套储层保护技术煤岩气层保护技术,3.4不同井别及作业环节的保护技术系列,探井油气层保护技术评价井、开发井油气层保护技术加密调整井油气层保护技术定向井（水平井）保护油气层钻井完井技术水基屏蔽式暂堵钻井完井液技术
27、固井技术、优化射孔技术、防砂完井技术完井方法优化设计复杂地质及特殊工艺条件下的新型完井技术低压头欠平衡钻井技术打开油气层专用工作流体（完井液、压井液、射孔液、修井液、气基、水基、泡沫）技术保护油气层酸化、水力压裂技术注水及EOR过程油层保护技术,3.5专用油田化学处理剂及材料的系列化,暂堵剂不同粒级的酸溶、油溶、水溶系列封堵剂不同软化点的低荧光、无荧光系列架接剂不同材质的规则形态、纤维状粒子系列粘土稳定剂和防膨剂有机、无机、抗高温系列,3.6 技术研发、服务和培训一体化,科学研究基础研究方向，超前储备，高层次人才梯队，稳定的队伍，与重点实验室结合技术开发实现技术转化技术服务面向全国陆上石油、海
28、洋、地矿系统技术培训构建大规模技术培训体系，方法、师资、大纲、教材、质量监控、反馈调查,四、技术应用效果显著,经济效益和社会效益技术培训学科建设与人才培养科研获奖,经济效益和社会效益,应用油田新疆、塔里木（吉拉克、塔中、东河塘）、吐哈（丘陵、鄯勒、吐玉克、温米）、青海、玉门、华北、大港、中原、河南、胜利、辽河、江苏、四川、滇黔桂、长庆、东海平湖、渤海（绥中36-1，秦皇岛32-6）、南海PY4-2、新星公司1998年底，应用10000口井，平均增产原油10%20%，直接经济效益2-5亿元/年保护地下资源，增加就业机会,实例1：新疆夏子街油田,应用井数60口未发生卡钻事故，下套管顺利，提下钻畅通
29、，复杂时率1.37%，钻速由10.77m/h提高到17.09m/h，钻头寿命延长，从9只降为6只浸泡时间10天降为5天油井产量平均提高30% （ 据张玉慈等，1994）,实例 2：吐哈油田,应用井数鄯善79口，丘陵194口，温米167口井下复杂情况大幅度减小表皮系数由 34.08降到 3.57温米油田油井产量提高 2030%,全部自喷丘陵油田产量平均提高 54.3%丘陵油田年产值增加 1.5795亿元每口井费用仅增加 1-2万元 （ 据徐良才等，钻井液与完井液，1996）,技术培训,构建技术培训体系三个层次局级，处级和高工，工程师和技术人员培训规模逾30000人国家优秀教学成果一等奖1项CNP
30、C石油教育优秀教学成果一等奖1项,学科建设与人才培养,专著：保护储集层技术，保护油气层技术(一、二版），保护油气层钻井完井技术,现代完井工程（一、二版、英文版），油田开发生产中的保护技术储集层保护技术学术论文200余篇硕士、博士培养方向CNPC优秀教材二等奖,科研成果获奖,国家级科技进步一等奖1项CNPC 科技进步一等奖5项CNPC 技术创新一等奖1项上海市科技进步一等奖1项CNPC 科技进步二等奖2项四川省科技进步二等奖1项四川省科技进步三等奖2项CNPC 科技进步三等奖1项地矿部科技进步三等奖1项,国家级一等奖1项省部级一等奖7项省部级二等奖3项省部级二等奖4项,五、应用基础和新技术研究,
31、与 时 俱 进 不 断 创 新应 对 挑 战铸 造 辉 煌,1 应用基础研究,粘土矿物和泥页岩力学化学耦合行为研究复杂储渗介质储层损害机理研究岩石力学及石油工程地球物理响应研究泡沫流体和多相流基础研究混合流体在井壁岩石介质内的传递现象研究应用计算力学与地层损害数学模拟研究,粘土矿物：一种天然的纳米复合材料,纳米、微米材料,关于损害机理研究的问题,环境因素，如时间t、温度T、压力P或应力St开发过程损害的累积性和叠加性均是时间的反映，所以损害的反应动力学过程及模拟研究将是一个重要发展方向温度效应在深井超深井作业和注蒸汽稠油开采中显得特别突出，已经提出温度敏感性概念，研制了评价装置研究裂缝闭合的力
32、学化学耦合机制对于预测裂缝性油气藏生产动态有重要意义对于两个端元，如非常规气藏（致密砂岩气层、煤岩气藏、泥页岩气层、气水合物）和浅层疏松砂岩气层及疏松砂岩稠油油层的损害特点知之不多,2 新技术研究进展,2.1 裂缝性低渗致密油气藏保护技术井壁附近裂缝宽度预测技术4种方法敏感性及工作液损害评价技术专用设备裂缝渗流规律、损害机理、堵塞模型计算机模拟裂缝架桥规律新型处理剂非规则形态粒子（如纤维）新型钻井完井液川西成功应用，产量提高1倍提出新的技术观点保护与改造并举,2.2 探井油气层保护技术,综合地质预测技术：地震、测井、沉积、成岩作用、岩石力学提出了“广谱屏蔽”新概念形成广谱屏蔽保护工作液技术研制
33、了无荧光变形填充粒子吐哈成功应用,2.3 定向井水平井保护技术,储层暴露时间长，损害机会增加反排压差小，储层应力敏感性，裸眼完成钻具与岩面及泥饼作用，泥饼压实或破坏三维应力下孔隙及裂缝的渗流、闭合规律低压差下高反排恢复率化学解堵和生物解堵新型无粘土相聚合物泥浆,2.4 欠平衡钻井保护储层技术,西南石油大学早在1990年就开始研究拥有国内最先进的实验手段及装备已开发出系列流体，进行了大量基础研究专用设备已基本具有国产化条件应用于直井、定向井、水平井长庆气田上古气藏成功实现天然气欠平衡钻井,. UBD的综合经济效益,其他长庆钻井研究院长庆自八十年代起进行泡沫的欠平衡作业，以解决低渗透油气藏的储层保
34、护问题。目前又在泥质砂岩致密气藏进行天然气为介质的欠平衡钻井。,天然气钻井,天然气钻井的部分设计图件,主要的欠平衡钻井现场活动,新疆火烧山充气钻井（1989）新疆小拐泡沫钻井（1995）四川川东高陡构造裂缝性气藏欠平衡钻井（1998）新疆夏子街等地空气雾化钻井（19891991）辽河压力枯竭稠油区充气钻井（1993）辽河压力枯竭稠油区不稳定泡沫钻井（1995）川西南威远气田循环泡沫修井与侧钻（1995）川西南浅层气气田惰性气体钻井（1998）川中大安寨充气欠平衡钻井（1997）川中大安寨油田原油为介质的欠平衡钻井（1998）吐哈三塘湖欠平衡侧钻水平井钻井(1999)辽河曙光潜山裂缝性油藏欠平衡
35、钻井（1999）长庆气田干天然气为介质的欠平衡钻井（2000）伊朗欠平衡钻水平井项目（2001）,2.5 井壁失稳机理和强化井壁稳定技术,膏盐岩层、塑性泥岩等软岩流变性地层的井眼变形和失稳机理裂隙发育破碎性地层的井眼失稳机理岩石物理性质变化的地球物理响应研究潜在井壁失稳层段预测和实时监测技术井壁岩石表面改性、增加抑制性和强化岩石的工作液技术应用：吐哈巨厚煤层稳定、塔里木软岩稳定和完井工艺设计,2.6 油田开发套管损坏机理诊断与防治技术,建立了套管受力的力学模型，用粘弹塑性有限元法，计算了套管的外挤力，并研制了一套计算套管外挤压力的计算软件研究了套管变形的仿真模型，通过计算机仿真，并能获得套管受
36、力后的力与变形的定量关系提出填充非腐蚀性液体的局部组合套管法，解决复杂地层井段套管强度研究了全井段套管优化设计软件,2.7 特殊流体技术,包括空气、雾、泡沫、充气泥浆等流体开发了抗油、抗盐、抗高温泡沫主剂及辅剂，空气钻井壁成膜剂，泡沫循环使用技术实验了各种气基流体中下作业的安全性，含氧量井下燃爆限，有害气体及处理等技术应用：川东高陡构造溶蚀裂缝孔洞型碳酸盐岩气藏防漏治漏技术，川中特低渗透凝析气藏开发钻井技术，威远气田泡沫修井与排水采气技术,3 前瞻性技术领域,资源三角图,常规资源,低渗透-近致密油 气 资 源,非常规油气资源,对技术进步的依赖程度,低,高,好,差,资源质量,技术发展序列,浅层中
37、深层致密砂岩气煤层甲烷深层致密砂岩气泥页岩气深层/致密煤层甲烷气水合物,3.1 深井煤岩钻井井壁稳定及煤岩气藏开发保护技术,我国煤层甲烷资源，估计达3035万亿米3已经进行了煤系地层特性综合分析、煤岩稳定性控制技术、煤层岩心物性和敏感性测试分析和煤层损害机理研究，保护煤岩储层的工作液技术、低密度水泥浆固井技术趋于成熟适用于深度小于2000米的煤层未来应着眼于深埋煤层的井壁稳定性、强应力敏感性、高甲烷含量、高粉煤层、高温高压等极端条件开展工作,3.2 深盆地致密砂岩天然气钻井完井及开发保护技术,继致密砂岩气、煤层甲烷、泥页岩气之后，又一资源量巨大又较为现实的非常规天然气领域发展新的钻井技术，提高
38、深井坚硬地层的钻速加强抗高温高压深井工作液体系和处理剂研制开展高温高压致密岩石物理性质的研究,重视高温高压深井测井、测试工具的自主研制深层致密储层更容易被损害,高温高压使损害的反应快速进行，超压异常和较高的泥浆密度导致钻速过低，延长了储层与工作液的接触时间，这些因素都给钻井完井及开发保护技术提出严峻挑战,国外致密气层保护技术研究历程,19671971年试验核爆炸改造气层19741980年大型水力压裂19831988年多井试验(MWX)19891990年斜井试验19941998年钻井-完井-增产系统(DCS)GRI 80年代末进阶矿场试验( Staged Field Experiment)，4个
39、阶段19962000年钻加密井，重复压裂,美国、加拿大,川西坳陷气田分布,四川盆地结构,3.3 天然气水合物钻井完井及开发保护技术,全球气水合物中甲烷资源量约2.01016m3，即气水合物中甲烷的总碳量相当于目前已探明所有化石燃料矿产（煤、石油、天然气）总含碳量的2倍勘探评价技术包括BSR技术、钻孔取样分析和测井评价。开发技术可概括为热激分解法、化学剂注入法和降压开采法。我国青藏高原、海域的气水合物已经引起重视无论是陆上永久冻土区，还是海洋沉积物中的气水合物都存在于孔隙系统中，勘探开发中的损害问题更特殊，更具挑战性,六、展 望,向极端复杂地质对象进军深层高温高压裂缝性致密砂岩气层浅层疏松粉细砂
40、岩气层、高孔渗疏松稠油油藏大幅度提高单井产量，降低作业成本致力于终身保护，特别重视增产改造中的保护研究更加理想的保护技术和新油气井激励措施提高整体效益，促进可持续发展提高采收率新技术工程作业储层保护环境保护,更深层、更复杂、更安全,浅层中深层致密砂岩天然气浅层中深层致密碳酸盐岩天然气深层致密砂岩天然气（埋深4500m）深层致密碳酸盐岩天然气（埋深4500m）深层高含硫化氢碳酸盐岩天然气泥页岩天然气深层致密煤层甲烷天然气水合物,科学问题,已经解决,加强储备,正在攻关,欢 迎 光 临,谢谢指导！,思考题,1、阐释储层损害的概念。2、举例说明保护油气层的重要性。3、试述保护油气层技术的总体思路和主要
41、内容。4、为什么说保护油气层技术是一项系统工程？5、保护油气层技术实施应遵循哪些基本原则？6、举例说明保护油气层技术今后如何发展？,英文原著及译著,Economides, M.J.等，Well Construction（油井建井工程，万仁溥等译），石油工业出版社，2001Economides, M.J.等，Petroleum Production System（石油开采系统，张琪、万仁溥等译），石油工业出版社，2000Notte, K., Economides, M.J.等， Reservoir Stimulation（第三版，油藏增产措施，蒋阗等译），石油工业出版社，2002Tiab, Pe
42、trophysics, 1997.Civan,F., Reservoir Formation DamageFundamentals,Modeling, Assessment, and Mitigation, 2000（油层伤害原理、模拟、评价和防治，杨凤丽、侯中昊等译 ），石油工业出版社，2003,文献综述,Krueger,R.F., An Overview of Formation Damage and Well Productivity in Oilfield Operations, J. of Petroleum Technology, Feb.1986Amaefule,J.O.,Ker
43、sey,D.G. et al, Advances in Formation damage Assessment and Control Strategies, Paper CIM 88-39-65, 1988Reed,M.G., Formation Damage Prevention during drilling and Completion, Paper NMT89006 presented at the Centennial Symposium Petroleum Technology into the Second Century at New Mexico Tech, Socorro
44、, October 16-19, 1989,文献综述（续）,Porter, K.E., An Overview of Formation Damage, J. of Petroleum Technology, August 1989Mungan, N., Discussion of an Overview of Formation Damage, J. of Petroleum Technology, November 1989Bennion, D.B., Formation Damage-The Impairment of the Invisible, by the Inevitable a
45、nd Uncontrollable, Resulting in an Indeterminate Reduction of the Unquantifiable! JCPT,Feb.1999,Vol.38, No.2, 11-17Ghalambor, A. and Economides, M.J., Formation Damage Abatement: A Quarter-Century Perspective, Paper SPE58744 presented at the 2000 SPE International Symposium on Formation Damage Control held in Lafayette, Louisana, Feb. 23-24 ,2000,
