安塞油田王家湾东南区长6储层敏感性评价

郭艳琴，邱雅洁，李百强，曹红霞

(1.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西 西安710065;2.延长石油集团研究院，陕西 西安710069)

安塞油田王家湾东南区长6储层敏感性评价

郭艳琴1，邱雅洁1，李百强1，曹红霞2

(1.西安石油大学地球科学与工程学院，陕西 西安710065;2.延长石油集团研究院，陕西 西安710069)

通过对王家湾东南区长6油层组碎屑组成、胶结物组分和储层物性分析，尤其是粘土矿物种类和含量的分析，进行储层敏感性综合评价。研究表明，储层敏感性特征与成岩作用密切相关，尤其与储层敏感性矿物的种类、含量和分布特征有关，其次还与储层物性特征有关。酸敏性主要为中等偏强;碱敏性为弱敏感性;由于储层胶结物和物性的强非均质性，速敏性、水敏性和盐敏性由弱敏感性到强敏感性均有，对储层有一定的潜在损害，但以弱敏感性为主。总体上，王家湾东南区长6储层敏感性较弱，除酸敏性表现为中等偏强敏感性外，其它敏感性主要表现为中等－以下的敏感性程度，外界流体注入速度和矿化度得到恰当地控制则不会对油藏生产造成很大的影响。

储层敏感性;长6油层组;王家湾东南区;安塞油田;鄂尔多斯盆地

1 碎屑组分及胶结物特征

碎屑组分主要为石英、长石、岩屑、云母，杂基含量极低，一般小于1%，主要长石砂岩和少量岩屑长石砂岩。胶结物含量较高，一般大于10%。长6岩石骨架颗粒中石英、长石和岩屑端元的平均值分别为22%、52%和13.1%。岩屑中云母含量最高，其次是岩浆岩岩屑、变质岩岩屑和少量沉积岩岩屑。填隙物组分总体含量高，变化大，最高20%，最低6%，平均为12.9%，主要为胶结物，分布不均匀，其中方解石、绿泥石和水云母含量最高，其次是石英、长石次生加大及浊沸石等，此外，还有少量泥铁质、沥青质、黄铁矿和少量菱铁矿等胶结物。方解石1% ～20%，平均2.6%;绿泥石1%～6%，平均2.8%，多呈垂直于碎屑表面的薄膜;浊沸石2%～12%，平均6.6%;硅质胶结物含量为 1% ～5%，平均2.4%，主要表现为石英的次生加大边和孔隙内的自生石英晶体;长石质1% ～5%，平均1.7%，主要表现为长石的自生加大和充填孔喉;伊利石胶结物含量为1% ～6%，平均1.7%。粘土矿物中绿泥石和伊利石和伊/蒙间层含量相近，绿泥石平均相对含量为55.9%，粘土矿物的赋存方式包括孔隙衬里、颗粒包膜、孔隙充填或作为连接颗粒的粘土桥等。

2 储层物性特征

砂岩储层的孔隙度和渗透率是反映储层性能和渗滤条件的两个最基本参数。王家湾东南区48个样品常规物性分析结果表明，孔隙度最大为14.5%，最小为5.5%，平均孔隙度为10.5%，91.7%的样品孔隙度集中在8% ～13%之间;渗透率最小值 0.032 ×10－3μm2，最大值 2.562 ×10－3μm2，平均值 0.5 ×10－3μm2，渗透率值低，多数值小于 1.5 ×10－3μm2，占样品数的95.8%;总体物性属低孔、低渗储集层。孔隙度、渗透率在每个油层组内部纵向上变化大，而且各个油层组孔隙度、渗透率的平均值变化也明显，说明储层具有较强的非均质性，且长64到长61非均质性有逐渐增强的趋势。

3 砂岩储层敏感性评价

3.1 储层敏感性的影响因素分析

胶结物中粘土矿物含量高，各种粘土矿物在流体剪切力作用下，有可能发生晶体集合体的冲散或碎断从而形成微小颗粒，也可因为水化而分散产生细粒迁移现象，储层中还存在一定数量的层状膨胀粘土矿物，同时由于储层岩石的主要流动孔喉半径小，因而存在潜在的堵塞孔隙从而使储层物性受到损害，岩石渗透率降低。

砂岩骨架颗粒及胶结物中的次生长石、碳酸盐、浊沸石以及粘土矿物中的绿泥石都为酸敏性矿物。在酸处理过程中，可能产生次生沉淀或释放微粒而堵塞孔喉，造成渗透率降低。由此可见，研究区储层潜在损害可能有速敏性、水敏性、盐敏性、酸敏性和减敏性。

3.2 储层敏感性评价

3.2.1 流速敏感性

流速敏感性指因流体流动速度发生变化从而导致地层微粒运移堵塞喉道，导致渗透率下降的现象。储层孔道中存在的非胶结或胶结差的矿物微粒，如粘土颗粒、微晶石英和长石及碳酸盐等，在高流速液流的冲刷下发生脱落、运移而堵塞渗流通道是导致速敏性的内因。一般说来，储层中未被胶结或胶结不牢的地层微粒越多，储层物性越差，潜在的速敏性越强;反之越弱。其研究的目的在于了解储层的临界流速及渗透虑的变化与储层中流体流动的关系，为其他敏感性流动实验提供临界流速，为确定合理的注采速度提供可靠依据。

实验条件:①实验温度为室温;②实验用水为室内配制标准盐水;③样品流速范围为0.1～6.0 ml/min。

实验结果表明，储层初始渗透率越低，临界流速越小，流速敏感性越强。总体来看，王家湾东南区砂岩大部分压实、压溶及重结晶作用较强，矿物碎屑颗粒之间镶嵌得比较紧密，多呈点－线或线－凹凸状接触，其相应的喉道半径及孔隙连通性降低，增加了发生桥堵的机会，临界流速较小，但储集层中可运移的微粒含量减少，因而储集层特征表现为随注入速度增加，渗透率变化范围大，储层速敏性由弱速敏到强速敏均有，对储层有一定的潜在损害(表1)。鄂尔多斯盆地中南部延长组的研究也表明，砂岩的速敏性较弱，但流速对岩石渗透率的影响是存在的，其渗透率开始明显下降的流动速度(临界流速)在 0.5 ～0.75 ml/min 之间［7］。所以，开发时注意控制流体注入速度，则不会对生产造成太大的影响。

3.2.2 水敏感性评价

外来流体的盐度过低或盐度的急剧变化引起油气储层中粘土矿物的水化、膨胀和分散，导致粘土微粒及由粘土胶结的碎屑微粒的释放，使储层渗透率下降的现象即为储层的水敏性。产生水敏性和盐敏性的根本原

参考船舶直流母线电压为580 V，计算出电池所需要的总容量为PAh = 689.4 A·h，满足电池容量要求，按照700 A·h容量来配置电池，采用中航锂电公司的CA100型动力电池。磷酸铁锂单体的标称电压为3.2 V，需要串联的单体个数为N：

表1 王家湾东南区储层砂岩速敏实验结果统计及评价

因是储层中含有膨胀性的粘土矿物。含膨胀层的粘土矿物(蒙皂石、伊利石/蒙皂石混层和绿泥石/蒙皂石混层等)对外来流体的盐度变化较敏感，是因为这类粘土矿物层间存在可交换性阳离子和其它极性分子，当遇到淡水时，易发生水化膨胀，甚至分散。

由于储层非均质性的影响，研究区不同地区、不同深度之间粘土矿物的种类和含量有所差异，所以其水敏程度不尽相同。总体看来，因伊/蒙混层普遍存在，所以研究区普遍有水敏现象;但因伊/蒙混层含量的变化，水敏性变化大，多为弱水敏，个别样品为中等偏弱水敏，个别样品为强水敏(表2)。

表2 王家湾东南区储层砂岩水敏实验结果统计及评价

3.2.3 酸敏感性评价

酸敏性是指酸液进入储层后与储层中的酸敏性矿物发生反应，产生凝胶或沉淀，也可能释放出微粒，致使储层渗透率下降的现象。影响酸敏的因素很多，储集层的结构特征和流体性质、酸敏感性矿物的含量、酸的种类、注入量等都直接影响酸敏结果。酸液进入油气层后，一方面可以改善油气层的渗透率，另一方面又与油气层中的矿物及地层流体反应产生沉淀并堵塞油气层的孔喉。所以，砂岩储层盐酸酸化既有一定增产增注的效果，也存在一定的酸敏性。由于砂岩中粘土矿物的酸溶性小于碳酸盐矿物，而碳酸盐的酸敏性比粘土弱，故在砂岩地层盐酸处理中的酸敏性较易控制。

研究区普遍含有绿泥石，而且含量较高，其与酸反应可部分或完全溶解，并释放出铁，形成凝胶状的Fe(OH)3沉淀。所以绿泥石是研究区最为重要的酸敏性矿物。除绿泥石以外，研究区还有长石、碳酸盐矿物及浊沸石等酸敏性矿物也可在一定程度上造成渗透率的降低。

岩石中普遍产出的长石与氢氟酸反应也可生成氟硅酸盐沉淀或硅胶体沉淀;碳酸盐矿物在遇到氢氟酸时可能有氟化钙沉淀生成;浊沸石与酸反应可生成凝胶状的偏硅酸沉淀。

从酸敏性矿物组合与损害程度的关系来看，研究区的绿泥石仍然是最为主要的酸敏性矿物。

实验结果表明，本研究区储层总体对盐酸敏感性较强，为中等偏强的酸敏性，个别样品为弱酸敏性(见表3)。

3.2.4 盐度敏感性评价

盐敏是指当含盐度不同于地层水矿化度的流体进入储层时，引起粘土矿物的物理和化学变化，堵塞孔喉而造成渗透率下降的现象。储层盐敏性是储层耐受低盐度流体能力的量度。盐敏与水敏的损害机理相似，都是因为储层中含有膨胀性的粘土矿物。一般情况下，当高于地层水矿化度的工作液进入油气层后，可能引起粘土的收缩、失稳、脱落;当低于地层水矿化度的工作液进入油气层后，则可能引起粘土的膨胀和分散。因此，通过盐敏评价实验可以找出盐敏发生的临界矿化度，以确保施工液及注入水矿化度高于临界矿化度，保护油层不受伤害。

表3 王家湾东南区储层砂岩酸敏实验结果统计及评价

由于膨胀性粘土矿物含量较低，研究区盐度敏感性也不强，与水敏性基本相似。盐敏特征总体表现为弱—中等偏弱盐敏性(表4)。陕北地区大多数油田地层水矿化度在7×104ppm以上［8］，由于地层水矿化度的降低可能造成一定程度的地层损害，因而在大量注水时，应注意防止低矿化度水对地层的损害，这实际上也是水敏性的问题。

表4 王家湾东南区储层砂岩盐敏实验结果统计及评价

3.2.5 碱敏性评价

碱敏性是在钻井或完井过程中，所使用的碱性钻井、完井液会对地层造成损害，导致渗透率降低的现象。碱性钻井、完井液使渗透率降低一般表现为随着pH值的增加，损害程度增加。主要原因与部分硅质矿物在碱性条件下的溶解和粘土矿物在碱性条件下破坏释放的微粒有关。这些微粒运移、堵塞喉道，从而导致渗透率下降。

实验结果表明，实验结果表明，研究区延长组砂岩随着pH值的增加，渗透率均有不同程度的降低，以中等偏弱为主，个别样品为弱碱敏(见表5)。

表5 王家湾东南区储层砂岩碱敏实验结果统计及评价

4 结语

对安塞油田王家湾东南区延长组长6油层组储层敏感性综合评价表明，储层敏感性特征与成岩作用密切相关，尤其与储层敏感性矿物的种类、含量和分布特征有关，其次还与储层物性特征有关。

油田开采现阶段，酸敏性主要为中等偏强;碱敏性为弱敏感性;由于储层胶结物和物性的强非均质性，速敏性、水敏性和盐敏性由弱敏感性到强敏感性均有，对储层有一定的潜在损害，但以弱敏感性为主。总体上，王家湾东南区长6储层敏感性较弱，除酸敏性表现为中等偏强敏感性外，其它敏感性主要表现为中等－以下的敏感性程度，外界流体注入速度和矿化度得到恰当地控制则不会对油藏生产造成很大的影响。

从储层敏感性评价的结果来看，在钻井或油藏开发注水工程中，采用略高于地层水矿化度的流体，并保持储层中流体略低于临界流速，可较为有效地减轻外来流体对砂岩储层造成的渗透率损害。

开发生产是一个动态过程，随着储层结构和油气水分布的不断变化，地层损害的规律将不断改变，因此，在油田开发全过程，应针对不同阶段地层损害情况，不断对储层敏感性进行再评价，从而不断调整保护油层的研究方向。

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TE122.2+3

B

1004－1184(2013)06－0168－03

2013－10－08

陕西省教育厅自然科学专项科研计划项目(11Jk0746)，国家自然科学基金项目(40902042)，和国家科技重大专项专题(2011ZX05005－004－008HZ)联合资助

郭艳琴(1972－)，女，陕西佳县人，副教授，主要从事沉积学及储层地质学研究。