海安油区袁101井区储层敏感性试验研究

罗觉生，尹先清，肖远牲

(长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434023)

王玉燕，于宝石

(中石油浙江油田分公司，浙江 杭州 310023)

曲乾生，龙 霄

(北京中油石油技术有限公司，北京 100083)

海安油区袁101井区储层敏感性试验研究

罗觉生，尹先清，肖远牲

(长江大学化学与环境工程学院，湖北 荆州 434023)

王玉燕，于宝石

(中石油浙江油田分公司，浙江 杭州 310023)

曲乾生，龙 霄

(北京中油石油技术有限公司，北京 100083)

试验研究了海安油区袁101井的油层取心岩样的敏感性。结果表明，临界流速1.46m/d，速敏指数为0.46，速敏损害程度中等偏弱；水敏指数为0.53，水敏损害程度中等偏强，临界矿化度22950mg/L；碱敏指数为0.05，无碱敏损害。酸敏指数为0.14，酸敏损害程度中等偏弱；围压≤18MPa下，应力敏感性引起的渗透率损害率为55.35%，损害程度中等偏强；应力敏感性引起的不可逆渗透率损害率为13.78%。

海安油区；储层敏感性；储层保护

储层岩石中存在的各种敏感性矿物在外来流体的作用下容易造成油层损害[1-2]。注水开发是我国油田二次采油的主要开发措施。注水开发前期，应对注水开发过程中可能引起的储层伤害及相应的储层保护技术开展研究。袁101井区位于苏北盆地海安凹陷曲塘次凹东部斜坡带袁家断块构造较低部位，笔者通过岩心敏感性试验研究了该区储层潜在损害因素，以便为该井区注水开发提供参考。

1 试验部分

试验所用的主要仪器有LB-10C型平流泵(北京星达仪器厂)和CH-2高温高压岩心流动试验仪。试验用岩样为袁101井岩心，油层井深2722.66～2728.13m，岩心为灰褐色油浸含砾岩，含夹层岩石致密，岩样直径2.5cm，长度4～8.0cm。试验用水样为袁1-27井地层水；试验温度为75℃。评价方法依据文献[1]处理，并根据敏感性判断指标判断损害程度[2]。

2 试验结果及分析

2.1流速敏感性评价

表1 袁101井阜三段上岩样速敏性试验结果

通过流速敏感(简称速敏)性试验，找出由于流速影响导致微粒运移从而发生油气层损害的临界流速以及流速敏感性引起的油气层损害程度。表1所示为袁101井阜三段上岩样速敏性试验结果。

计算得到袁101井阜三段上储层的速敏指数为0.46，临界流速1.46ml/min，为中等偏弱速敏。地层中最容易产生速敏的粘土矿物是高岭石。X-衍射分析表明，袁101井储层粘土含量高达14.47%，高岭石相对含量为22%，伊利石相对含量15%。

2.2水敏性评价

通过水敏性试验来测定地层水(或模拟地层水)、50%地层水和蒸馏水通过岩样的渗透率，根据试验

表2 水敏性试验结果

结果确定粘土膨胀、分散、运移使油气层损害的程度。表2所示为袁101井阜三段上储层岩样水敏性试验结果。

计算得到袁101井阜三段上储层岩样水敏损害指数为0.53，为中等偏强水敏，临界矿化度为22950mg/L。粘土矿物水化膨胀强度顺序为蒙脱石>伊/蒙混层>伊利石>绿泥石>高岭石。X-衍射分析表明，袁101井储层粘土矿物中伊/蒙混层相对含量为39%。

2.3碱敏性评价

高pH值液体的进入会造成油气层中粘土矿物和硅质胶结物结构破坏而释放出微粒，从而造成孔道堵塞。按地层水的总矿化度配制KCl溶液，加入NaOH逐级提高KCl溶液的pH值，再测定不同pH值下岩石的渗透率，以确定pH值升高引起的油气层损害程度。表3所示为袁101井阜三段上储层岩样碱敏性试验结果。

计算得袁101井阜三段上储层碱敏指数为0.05，无碱敏损害。

表3 碱敏性试验结果

2.4酸敏性评价

表4 酸敏感性试验结果

通过酸敏性试验来测定酸化前后的岩心渗透率，以了解酸液是否会对地层产生损害。表4所示为袁101井阜三段上储层岩样盐酸酸敏性试验结果。

计算得袁101井阜三段上储层在用15%盐酸酸化后，岩样酸敏指数为0.14，该储层岩石对盐酸为中等偏弱酸敏。含铁高的矿物(如绿泥石)一般含Fe2+，在氧化条件下变为Fe3+，pH值为2.2时会沉淀出Fe(OH)3堵塞储层孔喉。X-衍射分析表明，袁101井储层粘土矿物中绿泥石相对含量为24%。

2.5应力敏感性评价

表5 应力敏感性测试结果

随着油气藏开发过程的进行，储集层压力下降使储层有效压力(上覆岩层压力与岩层内孔隙压力之差)增加。有效压力增大时，对储层岩石产生一种压实作用，迫使储层中的一些微孔隙被压缩，这些变化会使岩心的渗透率产生明显下降。这种渗透率随压力不同而发生变化的现象称渗透率的压力敏感性，因渗透率的压力敏感而影响到油气藏的开发称为压敏效应。试验过程中，用围压来模拟上覆岩层压力。改变围压测定每一围压下对应的试验岩心的渗透率。表5所示为袁101井阜三段上储层岩样应力敏感性试验结果。

结果可见，在围压≤18MPa下，袁101井阜三段上储层岩样应力敏感性引起的渗透率损害率为55.35%，为中等偏强应力敏。应力敏感性引起的不可逆渗透率损害率为13.78%。

3 结论和建议

1) 岩样驱替临界流速1.46m/d，速敏指数为0.46，为中等偏弱速敏。因此，为防止储层流体速度过大引起微粒运移而造成渗透率降低，建议油田注水或采油速度控制在1.46m/d以下。

2) 水敏指数为0.53，为中等偏强水敏，临界矿化度22950mg/L(即地层水的矿化度)。因此，为防止外来流体矿化度低引起储层渗透率降低，建议采用经处理的地层水或工作液中加入防膨剂作为油田作业液。

3)碱敏指数为0.05，该储层无碱敏损害。

4)酸敏指数为0.14，该储层对盐酸为中等偏弱酸敏。在进行酸化作业时，必须对酸液配方进行优选，以免酸化造成储层的二次伤害。

5)在围压≤18MPa下，袁101井阜三段上储层岩样应力敏感性引起的渗透率损害率为55.35%，为中等偏强应力敏地层；应力敏感性引起的不可逆渗透率损害率为13.78%。

[1]SY/T 5358-2002，储层敏感性流动试验评价方法[S].

[1]李克向. 保护油气层钻井完井技术[M]. 北京:石油工业出版社, 1993.

[2]张绍槐，罗平亚. 保护储集层技术[M]. 北京:石油工业出版社, 1993.

[编辑] 李启栋

10.3969/j.issn.1673-1409.2011.08.0014

TE258

A

1673-1409(2011)08-0045-03