高模量水玻璃油井堵水技术的应用

压裂液对储层损害分析及其保护技术是油气层保护技术的重要内容之一。利用大庆外围低渗透油田常用的压裂液配方和岩心，分析了压裂液滤液、残渣对地层渗透率的损害原因和程度。实验结果表明压裂液不可避免的会对储层渗透率造成伤害，指出了压裂液残渣和滤液是造成储层渗透率伤害的两个主要原因。压裂液配方中残渣含量不同对外围油田不同渗透率岩心的伤害程度不同，残渣含量越大，伤害程度越严重。     

应用核磁共振技术研究压裂液伤害机理

核磁共振岩心分析技术能够快速、无损地检测出岩心含油饱和度和含水饱和度、束缚流体和可动流体饱和度的大小.通过测量压裂液侵入岩心引起的束缚水增加量、油相反排后的滞留量,能够分别判断出粘土吸水膨胀、水锁效应引起的岩心渗透率伤害程度,由此获得了压裂液对致密岩心伤害程度和机理的新认识.研究结果表明,压裂液对岩心的伤害机理和伤害程度不同,粘土吸水后引起的粘土膨胀和粘土颗粒分散运移对岩心渗透率有伤害,但由于粘土吸水量较少,岩心渗透率的损害率也较小,约为10%.反排后可动压裂液滤液或可动活性水在岩心孔隙内的滞留量均很少,因此水锁效应对油相有效渗透率的损害率较小,约为10%.压裂液滤液对岩心有效渗透率损害率比活性水高出约30%,这说明压裂液中的大分子物质在岩心孔隙内的吸附滞留是引起岩心渗透率伤害的主要原因.     

压裂液对储层的损害及其保护技术

压裂液对储层损害分析及其保护技术是油气藏保护的重要内容之一。依据近几年压裂液的研究成果,介绍了压裂液损害储层的类型,分析了压裂液滤液、残渣、滤饼及浓缩对地层的损害机理和保护措施。介绍了研究压裂液对储层损害的6种方法,即:①支撑裂缝导流能力;②岩心损害的测定;③残渣含量;④助排性能测定;⑤乳化及破乳性能;⑥粘土稳定试验。最后指出了低损害水基压裂液发展的方向。     

应用核磁共振技术研究低渗储层压裂液伤害

开展压裂液伤害性研究对于低渗透储层压裂开发具有重要的指导意义。结合低磁场核磁共振岩心分析技术和常规岩心流动实验方法,深入研究了低渗储层压裂过程中压裂液的水锁伤害、固体残渣堵塞伤害以及敏感性伤害。实验结果表明:岩心由于可动孔隙中水相滞留引起的水锁平均伤害率为23.4%;由于压裂液破胶形成的固体残渣堵塞对储层的平均伤害率高达66.1%,且储层越致密,孔喉越细小,伤害程度越高;同时对于水敏或碱敏严重的储层,通过优化压裂液配方,可将由于储层敏感性所导致的伤害率降至10%以下。利用核磁共振横向弛豫时间(T2)谱分析技术,实现了储层伤害的微观定量描述,并首次建立了与宏观渗透率伤害率的联系。     

大庆外围低渗透扶杨储层降低压裂液伤害问题探讨

针对大庆油田外围扶杨储层的特点，分析了目前影响压裂增产效果的原因。通过对不同区块应用的几种压裂液新配方及试验效果的总结，提出了为进一步降低压裂液对储层渗透率和裂缝导流能力的伤害程度，而应开展的几种压裂液体系的研究，对提高特低渗透扶杨油层的有效开发具有重要的现实意义。     

低压致密气藏压裂液损害关键因素分析

压裂液在压裂过程中起传递压力和携带支撑剂的作用,但也会给储层带来损害,严重时造成油气井减产。川西侏罗系气藏是一个典型的低压致密气藏,水力加砂压裂是该气藏增产改造的主要措施。岩心流动试验证明,该气藏储层敏感性较强,是压裂增产措施中潜在的损害因素。目前现场使用的压裂液对川西地区储层和支撑充填层均存在损害,损害原因除地层潜在的敏感损害因素外,还与压裂液残渣形成的滤饼,未完全破胶的有机胶团以及滤液滞留地层引起的相渗透率下降等有关,通过储层岩心敏感性评价试验和压裂液损害评价试验,认为"水锁"是造成川西侏罗系低渗气层压裂液损害的主要原因。     

建南致密砂岩气藏压裂液伤害主控因素

实验测定了建南致密砂岩油气藏羧甲基羟丙基瓜胶压裂液、低聚物压裂液和羟丙基瓜胶压裂液3种压裂液破胶后的黏度、表面张力及残渣含量,发现3种压裂液破胶后的性能参数存在一定的差异。通过测试不同压裂液体系对岩心的总伤害率和基质伤害率并计算出了水锁伤害率,发现岩心的水锁伤害率（65%~80%）远大于基质伤害率（5%~15%）,水锁伤害才是降低储层渗透率的主要伤害来源;且岩心基质伤害率和水锁伤害率不仅与压裂液的性能参数有一定的关系,还与岩心渗透率和岩性存在一定的关系。通过分解实验法逐步分析测定了这些因素对压裂液伤害的影响后得出,压裂液的残渣含量是影响基质伤害的主控因素;岩心渗透率是影响水锁伤害的主控因素。通过解水锁实验发现,严重水锁的岩心通过相应的解水锁措施后,岩心渗透率恢复值高达70以上,说明通过相应措施确实能减小水锁伤害。      

特低渗透储层压裂液微观伤害评价

正确评价压裂液性能,分析其对特低渗透储层的潜在损害原因及程度,对于压裂液的优选和提高压裂增产效果具有重要意义.选用两种压裂液体系(植物胶、聚合物),3类不同渗透率(0.5×10-3 μm2左右、1.0×10-3 μm2左右、5.0×10-3 μm2左右)岩心,借助扫描电镜、X衍射、恒速压汞、核磁共振等先进实验技术手段,结合常规流动样比对实验,从总体伤害、黏土吸水膨胀与分散运移伤害、水锁伤害以及高分子物质吸附与固相颗粒堵塞伤害等几个方面,对特低渗透储层岩心压裂液伤害机理进行了定量分析评价实验,并对不同压裂液体系不同渗透率岩心进行了对比分析;给出了每种压裂液体系、每类渗透率岩心压裂液伤害的主要机理及其伤害差异;对伤害机理、引起伤害差异的主要原因进行了分析.最后对两种压裂液体系进行了总体评价,从而为压裂液配方优选与改进提供了参考和指导.     

致密储层压裂液伤害的数字化评价方法——以P59井为例

在压裂改造过程中,压裂液破胶液残渣易对储层造成伤害,特别是致密储层,影响开发效果。为了明确压裂液对致密储层的伤害情况,以往采用的岩心驱替伤害评价方法存在取心数量多、驱替压力高、实验周期长、费用高等问题。低渗透致密储层物性差,常规压裂液伤害评价方法已无法满足该类储层的压裂液伤害快速评价需求。基于数字岩心建模与CT扫描技术,结合致密油储层压裂液伤害渗流模拟,形成了致密储层压裂液伤害数字化评价方法。实验结果表明,压裂液侵入后,致密储层孔渗参数均有不同程度地降低,第3 d时孔隙度、渗透率损失率达到70%,与岩心驱替实验结果对比,符合率达到90%以上,为致密储层压裂液伤害评价提供了新途径。     

水基压裂液对储层液相伤害的实验研究

文中从微观角度系统分析了压裂液对储层造成的水敏伤害与水锁伤害,并且将核磁共振分析技术应用于压裂液对储层液相伤害的研究领域,与常规流动实验相结合,提出了一套评价压裂液对储层伤害的实验方法,建立了每种伤害机理与伤害程度间的对应关系。实验结果表明,压裂液滤液渗入储层后均会不同程度地造成束缚水增加、可动水滞留,从而引起储层渗透率降低,造成储层液相伤害,并且,对于不同渗透性储层其伤害程度不同,通过增大返排量和加入表面活性剂的措施可以使液相伤害得到一定程度的缓解。研究成果对压裂液性能优化及油井压裂改造,将具有重要指导意义。     

致密油储层特点与压裂液伤害的关系——以鄂尔多斯盆地三叠系延长组长7段为例

压裂是致密油开发的主要手段,在改造储层的同时又会带来储层伤害。以鄂尔多斯盆地延长组7段为例,依据储层物性、铸体薄片、电镜扫描、X-射线衍射、恒速压汞、核磁共振、CT以及敏感性测试等实验分析,研究致密油储层特点与压裂液伤害的关系。长7段属于典型的致密油储层,填隙物含量高达15％,易于运移和膨胀的伊利石占比大;孔隙、喉道皆为微米-纳米级别,孔喉连通性差,大孔隙常被小喉道所控制。长7段致密油储层属于中等偏弱速敏（岩心渗透率的损害率为0.33～0.48）、强水敏（岩心渗透率的损害率为0.14～0.28）、易水锁的储层,因此宜在压裂液配方中添加粘土稳定剂、防膨剂和助排剂以降低压裂液对储层的伤害;入井压裂液矿化度低于10 000 mg/L会产生盐敏伤害;压裂液残渣粒径为2.25～8.39 μm,对于致密油储层而言,滤饼、沉积、吸附堵塞和桥堵等伤害现象都存在。综合研究认为,采用低伤害压裂液是降低残渣伤害的主要办法。     

压裂液对宝浪低孔低渗储层伤害因素的研究

实验考察了压裂液对岩心膨胀及润湿吸附性的影响、压裂液浸泡对岩心的影响、压裂液矿化度和pH值以及压裂液破胶液粘度对储层伤害率的影响,结果表明,造成储层伤害的主要因素为：储层毛管阻力高,对水的润湿吸附严重,造成水锁伤害;压裂液在储层滞留时间长,岩心浸泡后粘土微粒运移对孔道伤害;压裂液破胶不彻底,当压裂液的破胶液粘度大于7 mPa·s时会造成储层的渗透率明显降低。不适当的压裂液矿化度和pH值也会对储层造成较大伤害,则压裂液KCl加量应大于2%,压裂液的破胶液和滤液pH值应小于11。     

油田作业液储层损害机理试验研究

为了研究油田作业液对储层的损害机理,以涠12-1油田天然岩心和人造岩心为研究对象,开展了多种作业液污染储层的试验研究。结果表明,油基钻井液滤液、原油和油基钻井液滤液分别污染岩心后用注入水驱替时,岩心渗透率显著降低,而用煤油驱替时,渗透率变化不大。油基钻井液固相、原油、完井液分别污染岩心后用注入水驱替时,岩心渗透率严重降低。各作业液间及其与地层水之间不配伍是使岩心渗透率降低,造成储层损害的重要原因。     

压裂液滤液对特低渗透储层驱油效率的影响

水力压裂是开发特低渗透锗层的有效措施之一。随着特低渗透锗层整体压裂规模的不断扩大和重复压裂井次的不断增多，压裂液滤液对特低渗透储层的伤害已不是单一的近井地带伤害，而是对储层整体开发效果有直接影响。利用天然特低渗透岩心，从压裂液滤液对特低渗透储层的伤害研究入手，进行了压裂液滤液对特低渗透锗层驱油效率影响的室内实验。实验结果表明：不同体系的压裂液滤液对特低渗透锗层均会产生伤害。基质渗透率的降低、润湿性的改变以及毛细管压力的增大是储层驱油效率降低的主要因素。     

南堡油田1号构造东一段储层酸敏分析

酸化也会产生某些不溶性物质堵塞孔喉,给储层带来新的损害,即产生酸敏反应。储层酸敏性分析可为储层酸化改造及酸液配方研究提供依据。南堡油田1号构造东一段34块岩心酸敏评价结果表明储层土酸酸敏程度为强—极强。酸敏流动评价实验结果与所用岩心的渗透率、黏土总含量、不同黏土矿物含量,测试流体的酸浓度等有关。渗透率高的岩心易发生酸敏损害,黏土含量高的岩心酸敏损害原因复杂。测试流体中HF酸浓度越高,酸敏损害程度越大。高浓度酸液对胶结物的过度溶失,破坏岩石结构,产生微粒,堵塞孔喉,造成渗透率的降低,是造成南堡油田1号构造东一段酸敏强的主要原因。酸敏地层采用合适的酸液浓度或体系,可以采取酸化达到增产目的。     

瓜胶压裂液对储层的伤害特性

压裂液破胶后残渣是造成基质渗流率伤害和支撑剂充填层导流能力伤害的重要原因。为研究其伤害特性,从而减小对储层的伤害,在不同破胶剂加量下对两种瓜胶压裂液破胶后的性能进行测试并结合测得的破胶液黏度分析瓜胶相对分子质量大小,同时应用激光粒度仪测量两种压裂液破胶过程中的分子尺寸,对破胶液残渣进行离心并测量残渣含量,结合岩心流动实验对不同类型压裂液的破胶液进行伤害评价。研究表明：破胶时间过长会使破胶液的分子尺寸变大,出现絮凝现象,并造成更大的储层伤害;同时通常认为破胶液黏度越小,分子尺寸越小,对储层伤害越小的观点并不全面,其存在一定的局限性。     

致密储层压裂液稠化剂损害实验评价方法

稠化剂作为水基压裂液中最主要的添加剂,关系到压裂液的增稠、流变、损害等性能,影响压裂效果.定性分析稠化剂对储层损害的原因及程度,探讨其损害机理极其重要.选用渗透率为0.164× 10-3～0.386×10-3 μm2的砂岩气藏岩心为实验岩心,通过对实验液体的分解处理,结合常规流动实验手段和平行岩样比对方法,设计了研究压裂液稠化剂对储层损害机理的新方法,定性评价了胍胶压裂液中稠化剂分子引起的储层损害.研究结果表明:充分返排情况下,胍胶压裂液滤液仍会对储层造成42.2％的总损害,其中稠化剂分子引起的损害占总损害的53.8％,是胍胶压裂液对储层损害的主要因素;稠化剂分子引起的损害中,滤饼损害达到76.3％,而岩心基质损害仅占23.7％;岩心基质损害与喉道半径大小及其分布存在较好的相关性,是不可逆的永久损害,很难恢复.     

水基压裂液对致密砂岩气层的损害机理——基于《水基压裂液性能评价方法：SY/T 5107—2016》的改进

目前，针对压裂液的损害评价主要参考《水基压裂液性能评价方法：SY/T 5107—2016》（以下简称行业标准），而行业标准设定的压裂液驱替岩心过程与实际压裂施工中压裂液高压快速侵入储层的过程不吻合，并且压裂液损害评价实验未考虑压裂液残渣、破胶方式、原始含水饱和度等因素的影响，从而影响了评价结果准确性。为此，选取塔里木盆地库车坳陷迪北地区下侏罗统阿合组（J1a）致密砂岩岩心，通过改进实验流程与方法来模拟压裂液侵入致密砂岩气层的过程，评价了压裂液对气层的损害程度，进而系统剖析了损害机理。研究结果表明：①改进后的压裂液损害评价方法，考虑了气层的原始含水饱和度（小于束缚水饱和度）、压裂过程中的高压瞬间“击穿”效应、压裂液残渣等因素的影响，能更加客观地评价压裂液对致密砂岩气层的损害程度；②基于行业标准的评价结果显示，压裂液对致密砂岩气层渗透率的损害程度为中等偏强，而改进后方法得到的损害程度则为中等偏弱；③压裂液残渣滞留于裂缝中是对渗透率造成损害的主要因素，残渣易堵塞裂缝与缝面孔，绝大多数残渣滞留在基质岩心表层（侵入深度小于3 cm）孔隙中，基质孔隙对残渣有过滤作用；④压裂液从岩心表面向内部运移的过程中，高分子聚合物依次以薄膜层状、局部片团状、晶体包裹状滞留于储层孔隙中；⑤实验条件下，岩心中会产生盐析晶体，盐析晶体在岩心中分布不均，裂缝中盐析晶体与高分子聚合形成复合包裹体，基质孔隙中盐析晶体与少量伊利石等碎片包裹形成复合体；⑥速敏产生的运移微粒通常与残渣、高分子聚合物等形成复合包裹体，进而堵塞裂缝与孔隙。     

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长庆气田为低压、低渗气藏，压力系数低、非均质性强，气藏类型复杂，压裂液对储层容易造成伤害。为了降低伤害，在地质特征分析的基础上，对压裂改造中引起储层伤害的因素进行了分析研究。通过岩心伤害流动实验、电镜对比分析、压裂液残渣粒径分析等室内实验研究认为，储层压力系数低、稠化剂的大分子集团对储层造成的伤害是引起伤害的主要因素，而储层的敏感性伤害、压裂液残渣的伤害虽对储层造成一定的影响，但并不是造成伤害的主要因素。在伤害因素分析的基础上，还阐述了目前在长庆低压、低渗气田应用的CO₂压裂和液氮全程伴注技术取得了较好的效果，特别是液氮全程伴注技术已得到了较大范围的应用，排液周期进一步缩短、返排率显著提高，压后不能及时喷通的井明显下降。同时结合压裂液伤害的主要因素，提出了压裂液发展的新技术思路。     

低伤害合成聚合物压裂液体系研究与应用

本文研发了一种新型低伤害合成聚合物压裂液体系,该体系主要由人工合成聚合物与金属交联剂交联组成。室内评价了该压裂液体系各项性能,结果表明:该压裂液体系聚合物使用浓度低、耐温耐剪切性能好、破胶彻底、耐矿化度性能好(高达20 000 mg/L)、残渣含量小(10.83 mg/L)、对岩心渗透率损害小(平均渗透率损害率为9.98%),相同条件下瓜胶压裂液残渣含量约为300 mg/L,岩心损害率为30%左右。该体系满足100℃以内储层压裂改造需求,尤其适用于淡水稀缺、配液水矿化度高的地区压裂改造。