从便于深入研究油气层损害特征的目的出发，国内外对砂岩油气层的损害类型有不同的划分级别方法，根据我们的研究和实践，介绍以下两种较实用的方法。
4．2．6．1 应用地层损害指数对砂岩油气层进行分类
P．B．Basan等提出了用地层损害指数（Formation Damage Index，FDI）的办法把含泥质砂岩油气层潜在的地层损害状况分为10类（FDI1—FDI10），代表了10种砂岩油气层模型（图4－3及表4－6）。华北石油管理局王致和等应用这一分类法的原理把冀中地区第三系砂岩中低渗透油藏分为七级（FDI1—FDI7）。FDI法特别注意到了黏土的位置和形态，而不仅是黏土的含量。
（1）FDI1。油气层状况：黏土含量低（约为5%）的固结砂岩（胶结良好）。黏土分布在岩石基质中，而孔隙中却是相当清洁的。说明：黏土被掩蔽在岩石基质中，不能与流体接触。
（2）FDI2。油气层状况：黏土含量很高的固结砂岩。黏土含量平均大于15%。黏土分布在岩石碎屑、剥离碎屑或夹层中（结构黏土）。说明：虽然砂岩中黏土含量高，但是它以颗粒状存在，或者是岩石结构的一部分。上述这种产状排除了流体的分散活动。这种情况表明，使用总的黏土含量来衡量潜在的损害是不准确的。
（3）FDI3。油气层状况：黏土含量中等的固结砂岩，平均黏土含量等于或小于10%，为自生黏土，以颗粒取代和（或）孔隙填充的形式存在。说明：黏土以隔绝的孔隙充填形式存在，这样就限制了流体与分散颗粒的接触。
图4－3 地层损害指数的10种地层组构特征
（a）FDI1，页岩状黏土集合体；（b）FDI2，黏土碎屑和夹层；（c）FDI3，自生填隙和交代颗粒的黏土；（d）FDI4，碎屑和垩岩；（e）FDI5，分散基质和方解石胶结；（f）FDI6，颗粒上附着的自生黏土；（g）FDI7，生物扰动砂岩中的黏土包皮；（h）FDI8，黏土包壳；（i）FDI9，黏土支撑颗粒；（j）FDI10，黏土或矿物点触式胶结
表4－6 对用地层损害指数分类的油气层模型特征的说明
（4）FDI4。油气层状况：含有不能移动的碳氢化合物和（或）含碳有机物残渣等有机颗粒的固结砂岩，黏土含量不是主要的影响因素。
（5）FDI5。油气层状况：具有中等至高含量黏土的固结砂岩。其中黏土以分散的岩石基质形式存在，并且有可溶性胶结物胶结。说明：虽然分散在颗粒间的基质黏土造成了微孔隙结构，这种结构对流体的侵入有一定限制作用。但是，胶结物的溶解能使黏土和其他颗粒释放到体系中。
（6）FDI6。油气层状况：具有低黏土含量的固结砂岩，黏土含量一般小于10%。但是，这些黏土以吸附于颗粒表面的形式存在于孔隙中。说明：吸附于颗粒上的自生黏土处于能与流体接触的位置，一般情况下，吸附的黏土颗粒要比孔隙喉道大，当它们移位时会损害渗透率。
（7）FDI7。油气层状况：具有中等到高含量黏土（10%～15%）的固结砂岩，并且以生物混合岩体存在。生物的扰动使黏土层均化。说明：由于生物的沉积混合活动，生物扰动砂岩的颗粒上有黏土包被。由于黏土黏附在颗粒上，使得体系中的表面积增加，因而也增加了反应表面。
8）FDI8。油气层状况：自生黏土含量小于10%的固结砂岩，黏土以颗粒衬垫物的形式存在。说明：颗粒衬垫物形式存在的黏土，典型的是绿泥石、蒙脱石、伊－蒙混层黏土，伊利石较少。它们使反应的表面积增加。这种状况使得流体能与黏土最大程度地接触。
9）FDI9。油气层状况：以黏土作为原生胶结物的砂岩，黏土含量一般不超过10%。说明：这里黏土是原生胶结物，这种胶结物的分散或溶解会产生运移的微粒，并削弱了地层的完整性，这样可能引起颗粒运移。
10）FDI10。油气层状况：以黏土和（或）具有点接触矿物胶结形成的很弱的非固结或半固结砂岩，黏土含量一般小于10%。说明：弱胶结物的分散或溶解造成颗粒运移的条件，同时削弱了地层的完整性。
实践证明，地层损害指数（FDI）分类法是一种很适合泥质砂岩的比较全面的分类识别油气层敏感性和分类表达油气层损害内因的方法。这种方法表明，不仅要看黏土的类别及含量，还要看黏土所处的位置及形态等。所以在实验室分析时不仅要用X衍射仪测定黏土的含量及黏土类别，还要使用扫描电镜、CT扫描技术等手段来分析、观察黏土矿物的分布状况。
从图4－3和表4－6中可以看出有几处明显地与人们的常规认识大不一样。如黏土含量15%的地层，其损害程度指数仅为2，而黏土含量10%的地层，其损害指数却为6和8，甚至10。这里显然是和它们的结构产状有关。因为黏土含量为15%的总量中包括了泥质骨架颗粒和薄层构造黏土在内组成的薄层构造，这种结构减少了流体的分散作用。而在地层黏土含量为10%的结构中，黏土在骨架颗粒表面上与流体接触面积最大，极易造成分散运移。可是在黏土含量小于5%的净砂岩中，黏土是分散在基质中的，而且胶结致密，致使黏土不能与流体接触。所以它的损害最小，其损害指数为1。
总之，确定地层损害不能单凭某一指标，若单凭黏土矿物的总含量来衡量地层的潜在损害程度是不准确的，必须用岩石学的方法把地层的成分、结构，特别是敏感性矿物的产状分布要诊断清楚。
造成油气层损害增加的趋势与油气层岩石成分和组织结构有关，归结起来有以下几种情况：
（1）敏感性颗粒不与入井流体发生作用或处在与入井流体很难接触的位置；
（2）敏感性颗粒处在可与入井流体起化学反应的位置；
（3）敏感性颗粒处在可被注入流体驱替移动或在胶结物溶解后被释放的位置；
（4）敏感性颗粒可与入井流体发生反应，并且可能生成沉淀物；
（5）敏感性颗粒容易发生崩落（与胶结状况有关）。
上述几条说明了岩石组分包括敏感性微粒与入井流体接触位置的关系的重要性。
用岩石学方法搞清这些关系，便能对地层损害的类型和程度作出准确的评估。
4．2．6．2 应用模式识别技术分析砂岩油气层孔隙结构
张绍槐和蒋立江（1998）应用模式识别技术分析了砂岩油气层的孔隙结构。
4．2．6．2．1 特征参数的选择
研究油气层孔隙结构的关键是选择适宜的描述孔隙结构的参数。压汞实验得到的毛管压力资料经处理后得到两类孔隙结构参数：一是单参数，如排驱压力pd；二是综合性参数，如均质系数。这些参数按物理意义和计算途径均属同一层次，有些参数还存在相关关系。鉴于孔隙结构实质是油气层微观物理性质，且更能反映储集性和渗流特征，我们首先以岩样测量的渗透率K为因变量、19个孔隙结构参数为自变量，进行逐步多元回归分析，然后结合华北油田冀中地区的研究成果，剔除剩余标准差较大、复相关系数小的参数。选择6个参数描述孔隙结构X，即：
式中：pd——排驱压力（MPa）；
p50——饱和度中值压力（MPa）；
Rz——主要流动喉道半径（μm）；
D——喉道分选系数，无因次；
F——结构系数，无因次；
Smin——最小非饱和孔隙体积百分数。
4．2．6．2．2 特征参数的一维隶属函数
式（4－1）中的6个参数均是X的模糊子集。根据以往的研究经验，从模糊现象的具体特点出发，经反复试算，得出如下定义：
（1）排驱压力（pd），X1
（2）饱和度中值压力（p50），X2
（3）主要流动喉道半径（Rz），X3
（4）喉道相对分选系数（D），X4
（5）结构系数（F），X5
（6）最小非饱和孔隙体积百分数（Smin），X6
4．2．6．2．3 特征参数的多维隶属函数
定义如下：
bi是权向量。在逐步多元回归分析和前人对压汞资料研究的基础上作进一步调整，得到权向量：
4．2．6．2．4 砂岩油气层孔隙结构类别的模式
取3个门限值，将式（4－8）多维隶属函数截成4个普通集合：
分别是：孔隙结构较好（A1），孔隙结构中等（A2），孔隙结构较差（A3），孔隙结构甚差（A4）；依次将A1、A2、A3、A4定义为I、II、III、IV类。
对一具体的岩样X0，由压汞试验参数确定μ（X0），便可鉴别它属于哪个类别。
4．2．6．3 敏感性矿物类型和产状不同的损害特征
西南石油学院沈明道和中原石油勘探局弋翠霞等（2002）在对中原油田东濮凹陷试验区沙河街组一、二、三段的岩心测试及保护油层的分析研究中，对该区油气层段成岩作用形成的自生黏土矿物和碳酸盐矿物的类型和产状特征进行了详细研究。
（1）根据自生黏土矿物与骨架颗粒的关系，有四种产状类型（表4－7）。
表4－7 黏土矿物与骨架颗粒接触关系
1）薄膜型。一般是伊利石和蒙脱石平行于骨架颗粒排列呈部分或全包覆状。因黏土矿物平行颗粒排列，流体流经时阻力小，一般不易产生微粒运移，但这类黏土表面带负电，强亲水导致黏土膨胀，减小喉道，甚至出现严重水锁现象。
2）栉壳型。绿泥石叶片垂直于颗粒表面生长，表面积大，又处于流体通道部位，流体流经时阻力大，因此极易受高速流体的冲击，破裂形成微粒运移或者被酸蚀形成Fe（OH）3胶凝体和SiO2凝胶体堵塞孔喉。
3）桥接型。由毛发状、纤维状的伊利石搭桥于颗粒之间，流体流经喉道中心流速高，极易冲碎成微粒运移。
4）孔隙充填型。黏土填集在骨架颗粒之间的孔隙中，呈分散状，黏土粒间微孔隙发育，极易与入井流体接触形成微粒运移。
（2）黏土矿物晶体间的组合方式分为七种类型，分布于孔隙中（表4－8）。
1）蜂窝状。黏土边缘彼此邻接，多为蒙脱石组成，与流体接触面积大，易膨胀。
2）叠片支架状。黏土晶片端面与晶层面邻接，伊利石和伊－蒙混层黏土具此结构，易膨胀及分散运移。
3）叠片状。高岭石具此结构或书页状，有时出现常见的蠕虫状或手风琴状。流体进入易使它沿｛001｝解理裂开呈分散运移。
表4－8 黏土矿物晶体相互间关系
4）阶梯状。伊利石、高岭石鳞片晶面相叠呈弯曲平行排列，晶片错位更大，更易与流体接触分散，呈分散运移。
5）絮凝状。多是蒙脱石和伊－蒙混层黏土，这类结构一般对流速敏感小，但遇流体不配伍时，膨胀分散性大，极易产生分散运移。
6）撕裂状。云母片虽不是黏土矿物，但其晶体构造与黏土矿物相似。它水化膨胀或被酸液酸蚀后，其端面也产生膨胀撕裂。类似降解伊利石，因失去K＋进一步出现晶层膨胀甚至破碎（表4－8），易形成微粒运移。
7）分散状。黏土矿物以分散状分布于岩石孔隙中，易发生微粒运移。
（3）自生碳酸盐矿物的产状和结构。试验研究区成岩自生碳酸盐矿物含量多，约占成岩矿物的一半，主要有方解石、铁方解石、白云母、铁白云石和部分菱铁矿，它们的产状结构类型（表4－9）有：
表4－9 自生碳酸盐矿物产状结构类型
1）微粒壳状结构。由微晶和泥晶包覆骨架颗粒，这类结构与酸液接触面积大，易产生化学沉淀。
2）栉壳状结构。碳酸盐晶体围绕碎屑颗粒沉淀生长，同样，酸液对这类结构影响也大。
3）自生加大结构。
4）自形晶充填结构。
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