真X-6断块长期注水引起储层物性变化实验研究

朱秋秋，徐建军

（江苏油田地质科学研究院，江苏扬州 225009）

真X-6断块长期注水引起储层物性变化实验研究

朱秋秋，徐建军

（江苏油田地质科学研究院，江苏扬州 225009）

油田的注入水会引起储层岩石特性的变化，从而导致油气水的渗流特征发生改变。以前的报道往往是通过检查井对应层位物性的变化来推断由注水引起的储层改变，其不足之处，一是岩石对应性差，二是把开发过程中所有措施的影响混杂在一起。本次研究以真X-6断块天然岩心为研究对象，通过室内实验研究了解该储层长期注水开发对储层物性变化。

注水；体积流量；渗透率；储层伤害；实验

储层的物性是岩石性质和结构特征的综合反映。一般地，储层物性主要是指孔隙度、渗透率这两个表征油田勘探与开发最基本的岩石的宏观物理性质参数。孔隙度和渗透率是反映储层传导和储集能力的物理量，一般在开发过程中被视为不变的参数，有文献资料表明：这与油田实际的开发过程是不相符合的。因此，对高含水油田经长期水冲刷后其孔、渗的变化规律进行研究很有必要[1-4]。本次研究以真X-6断块天然岩心为研究对象，通过室内实验研究了解该储层长期注水开发对储层物性变化。为制定相应的开发技术对策提供理论依据和技术支持。

1 储层岩石基本特征

真X-6井戴二段取心段岩性主要为浅灰、褐色泥质粉砂岩、粉砂岩、褐色油斑油浸中细砂岩、褐色油斑油浸中细砾岩等，局部含泥砾。层理发育，具平行纹层、沙纹层理、波状交错层理、生物潜穴、虫孔构造等，局部见网状缝。储层非均质严重。

岩心物性分析表明，真X-6井储层灰质含量较高，孔隙度与渗透率在分布上表现出比较强的非均质特征。矿物种类主要有石英、其次为长石，再次为方解石，白云石含量最少；粘土矿物组合为伊蒙混层（I/S）—高岭石（K）—伊利石（Ⅰ）—绿泥石（C）型，其含量分别为41.3%～58.0%、19.8%～38.0%、15.0%～19.0%、5.3%～7.3%。伊蒙混层（I/S）含量较高，贫绿泥石（I/S）。伊盟混层引起储层的主要问题是：破裂分散成块状和桥状通过孔隙，引起渗透率下降。

2 储层敏感性特征

敏感性是指储层环境发生变化时储层渗透率相应发生变化的敏感程度。储层敏感性评价试验的目的在于认识储层渗透特性在一定环境条件下，与外来介质接触作用而可能发生改变的情况，研究改变的原因，进而寻求维持储层原始渗透率或改善储层渗滤性质的方法和途径。

本次实验研究主要进行了速敏、水敏，速敏是为了认识储层渗透率变化与储层流体流动速度的关系，并评价速敏程度；水敏是为了认识储层黏土矿物在外来流体侵入时水化膨胀、分散运移的过程及对储集层渗透率的影响程度。

在做速敏、水敏之前进行了盐敏实验，保证了实验时注入水不会发生盐敏，对注入水进行了过滤，防止机械杂质对储层造成伤害，并进行杀菌，保证了注入水的水质。

2.1 岩心速敏实验

按照《储层敏感性流动实验评价方法》行业标准（SY/T 5358—2002），进行实验[5]。由图 1 可知，敏感性表现为无-弱速敏。

2.2 岩心水敏实验

按照《储层敏感性流动实验评价方法》行业标准（SY/T 5358—2002），进行实验。由图2可知，表现为中等偏强到强水敏。

3 体积流量实验

体积流量实验的目的在于了解地层渗透率的变化与流过地层液体量之间的关系。它可在低于临界流速的条件下，用大量工作液流过岩心，考察岩心胶结的稳定性。

实验方法是选取真X-6取心井的若干样品，按照下列步骤进行：

（1）样品洗油，测定每一块岩样的空气渗透率；（2）根据历史资料以及研究的需要选择两种流速（2.5 mL/min、6.0 mL/min），用恒速法分别对每块渗透率相近的岩心进行注水冲刷试验，同时记录累积液量、测定水测渗透率，累积驱替孔隙体积倍数不小于300倍；（3）对上述冲刷实验后样品再分别进行空气渗透率测定。

所选目标区块的岩心经长期冲刷后，驱替孔隙体积倍数与水测渗透率比值有下列几种典型的曲线形态（见图 3、图 4）。

将真X-6井所选岩心长期冲刷实验前后测定的渗透率结果列于表1，同时计算出渗透率的相对变化，一同列于表1中。

4 实验结果分析

根据速敏、水敏和体积流量试验可知：

表1 水冲刷前后岩心渗透率变化数据表

（1）注入速度的大小对水测渗透率的变化趋势没有决定性的影响，即储层没有明显的速敏现象，这与该区块的敏感性分析资料是一致的。

（2）对于中渗储层（50×10-3μm2＜Ka＜500×10-3μm2），随着驱替孔隙体积倍数的增加，水测渗透率比值有一个明显的下降阶段，然后逐渐平衡（图3）。

（3）对于低渗储层（Ka＜50×10-3μm2），随着驱替孔隙体积倍数的增加，水测渗透率比值逐步下降，且很难平衡（图 4）。

（4）对于中渗储层，在驱替70倍孔隙体积之前，渗透率下降较快；继续驱替，渗透率下降幅度明显减小。造成这种现象的主要原因是注入水与岩心发生水敏，引起伊蒙混层、伊利石、绿泥石水化膨胀和岩石胶结程度差，加上储层物性差，注入水很快就使胶结不实的非粘土颗粒发生运移，堵塞喉道。

（5）驱替后对岩样进行烘干，重测空气渗透率，发现储层渗透率变大，说明粘土水化膨胀时影响渗透率下降的主要因素，岩样随着本分粘土矿物的排出，渗透率提高。

4 结论与建议

注入水与地层发生水敏后，在经大体积流量冲刷一般会出现颗粒运移现象，在较小的喉道处形成堵塞，导致渗透率下降。对于中低渗储层，体积流量与渗透率变化的曲线不同，造成这种差异的主要是岩石胶结程度和储层物性的差异，导致注入水过程中微粒运移和排出量不同。

为了进一步了解储层颗粒运移和储层喉道变化情况建议在做冲刷实验的同时做：（1）正、反向流动实验；（2）扫描电镜和 X 衍射；（3）铸体薄片孔隙结构；（4）压力敏感实验。以比较全面的认识储层的物性变化。

油田在注水开发末期由于水驱效率降低，经济效益差，可以采用化学驱，注气等三次采油技术提高原油采收率。

[1] 夏位荣，张占峰，程时清，等.油气田开发地质学[M] .北京:石油工业出版社，1999.

[2] 邓瑞健.蹼城油田注入水体积流量实验特征[J] .江汉石油学院学报，2003，25（3）:111-112.

[3] 朱健.孤南131注水伤害因素研究[J] .中国科技信息，2008，（9）:26-27.

[4] 张绍槐，罗平亚.保护储集层技术[M] .北京:石油工业出版社，1996:21-48.

[5] SY/T5358-2002中华人民共和国石油天然气行业标准.储层敏感性流动实验评价方法[S] .北京:石油工业出版社，2002.

Experiment research on nature change of reservoir caused by long-term water flooding in Zhen X-6 Oilfield

ZHU Qiuqiu，XU Jianjun
（Geological Scientific Research Institute of Jiangsu Oilfield，Yangzhou Jiangsu 225009 ，China）

Water flooding can cause changes of rock characteristics in reservoir，and then make oil、gas and water seepage characteristics change.In previously report,it often by checking the physical changes of the well's corresponding layer to infer changes in reservoir properties caused by the water flooding.It has two inadequacies,one is the rock's correspondence difference,another is it mix all the impacts of the development process.This study we use natural rock core of Zhen35-6 as the research object,through indoor experimental we study and understand reservoir nature change caused by long-term water flooding in Zhen X-6 Oilfield.

water flooding；volume flow；permeability；reservoir damage；experiment

TE357.6

A

1673-5285（2012）04-0041-04

2012－02-08

朱秋秋，女（1984-），助理工程师，2008年毕业于西安石油大学石油工程专业，现主要从事石油地质实验方面的研究工作，邮箱：zhuqq.jsyt@sinopec.com。