赵凹油田泌304井区浅层系储层敏感性评价

2013-12-23司玉梅刘洪涛张艳丽文梦琼

石油地质与工程 2013年1期

司玉梅，刘洪涛，张艳丽，先花，查旋，文梦琼

（中国石化河南油田分公司石油工程技术研究院，河南南阳473132）

泌阳凹陷是我国东部的一个中新生代富含油气的小型断陷。根据区域构造和沉积的差异，将该凹陷划分为三个构造单元，即北部斜坡带、中部深凹带和南部陡坡带。赵凹油田泌304区块位于泌阳凹陷南部陡坡带中段，处在由南东向北西倾没的小型栗园断鼻构造上，东北紧邻凹陷生油中心［1-2］，构造面积4.0km2。

1 储层特征

泌304区储层属近源水下扇沉积，具近源快速堆积特征，岩性粗，结构成熟度低，分选差，一般以中粗砂岩、含砾砂岩、砂砾岩和细砂岩为主，储层非均质性较强［2］。粘土矿物种类较为简单，含量平均为4.86%。主要矿物成分是蒙脱石，相对含量为60%～74%，其次为绿泥石，相对含量为10%～20%。中孔中渗储层，油层孔隙度4.21%～28.50%，平均18.62%；油层渗透率（0.08～1420）×10-3μm2，平均202.94×10-3μm2。

泌304区地层水属碳酸氢钠水型，Cl-含量一般为211.8～3 025.1 mg／L，平均1 154 mg／L；总矿化度为2 828.0～16 904.0mg／L，平均6 158 mg／L；pH 值为8.65。原油物性较差，原油粘度（50℃）为793.8～4730.3 mPa·s，属普通稠油。

2 储层敏感性评价

油层保护是油田开发最基础的工作。在长期油田开发实践中发现，油田开采过程中均存在各种不同潜在的损害因素，而且油层的伤害是不可逆的，补救非常困难，需付出昂贵的代价［3］。因此，只有开展储层敏感性评价研究，才能在各个施工环节上防止储层损害，使储层伤害尽量降低，达到科学经济开发油田的目的［4］。敏感性评价试验参照标准“储层敏感性流动实验评价方法”（SY／T5358-2002）中的实验程序进行。

2.1 速敏实验［5］

在地层中，总是不同程度的存在着非常细小的微粒，这些微粒有时未被岩石中的天然胶结物牢固胶结在固定位置，有时甚至是以松散的颗粒形式处于孔壁或基岩颗粒的内表面上，它们可随着流体在孔隙中运移并在孔隙窄处堆集，从而造成堵塞，使地层渗透率降低。颗粒运移程度随岩石中流体流动速度的增加而增加。但不同岩石中的微粒，对速度增加的反应不同。速敏实验的目的就是评价地层速敏性损害的大小，找出速敏临界点，为下一步的实验及今后的生产提供速度依据，其评价指标见表1，实验结果见表2。

表1 速敏损害程度评价指标

速敏性程度主要用渗透损害率Dk1来表示，即： Dk1＝（Kmax-Kmin）／Kmax

式中：Dk1——速敏性导致的渗透率损害率；

Kmax——临界流速前渗透率的最大值，10-3μm2；

Kmin——渗透率的最小值，10-3μm2。

表2 储层岩心速敏实验结果

从表2可看出，岩心的渗透伤害率在12.0%～20.5%之间，损害程度属弱速敏，速度对储层渗透率的影响较小，在临界流量为5 cm3／min的条件下，不会发生微粒运移情况。

2.2 水敏实验

粘土矿物在原始的地层条件下，处在含有一定矿化度的地层水环境中，当淡水进入地层后，某些粘土矿物就会发生膨胀、分散及运移，导致减小或堵塞地层的孔隙喉道，造成渗透率的降低。水敏实验的目的就是分析盐水矿化度变化对储层渗透率的影响程度，找出储层临界矿化度。其评价指标见表3，实验结果见表4。

表3 水敏性评价指标

表4 储层岩心水敏实验结果

水敏程度主要用水敏指数Iw来评价：

Iw＝（Ki-Kw）／Ki

式中：Iw——水敏指数；Ki——用地层水测定的岩样渗透率，10-3μm2；Kw——用蒸馏水测定的岩样渗透率，10-3μm2。

从表4及图2中可以看出，岩心的临界矿化度是6 000mg／L，总体上岩样的渗透率随盐水矿化度下降而下降，在临界矿化度以上，渗透率变化不大，几乎没有什么水敏性，其水敏主要发生在临界矿化度以下。淡水对岩心的损害率为38.6%～49.9%，因此，在注蒸汽前应对地层进行防膨预处理，注入高温粘土稳定剂，防止储层水敏伤害。

2.3 碱敏实验

地层水的pH 值一般是中性或弱碱性，当高pH值的流体进入地层后，会造成地层中粘土矿物和硅质胶结破坏（粘土矿物解理、胶结物溶解后释放的微粒）从而造成地层的堵塞损害。此外，高pH 值的流体进入储层后，大量的OH-与某些二价阳离子结合生成不溶解的物质，也会造成地层的堵塞。碱敏实验的主要目的是评价钻井完井液等高pH 值流体进入储层后，造成地层渗透率伤害的程度，为钻井完井过程选择适当的保护油气层技术提供科学依据，其损害评价指标见表5，实验结果见表6。

表5 碱敏损害评价指标

表6 储层岩心碱敏实验结果

碱敏指数按下式计算：

Ib＝（Kwo-Kmin）／Ks

式中：Ib——碱敏指数；Kwo——KCl盐水测定的渗透率，10-3μm2；Kmin——系列碱液测定的渗透率最小值，10-3μm2。

从表6的实验结果可看出，岩心的渗透伤害率在37.1%～45.2%之间，损害程度属于中等偏弱，储层的临界pH 值是10.0，pH 值的升高对岩心渗透率伤害很大。因此，在注蒸汽时应随蒸汽注入碱敏抑制剂，降低蒸汽冷凝水的pH 值，防止注蒸汽对地层造成的碱敏伤害。

2.4 酸敏实验

所谓酸敏性，是指酸化液进入地层后与地层中的酸敏矿物发生反应，产生沉淀或释放出微粒，使地层渗透率下降的现象。酸敏性评价实验的目的在于了解准备用于酸化的酸液是否会对地层产生伤害及伤害的程度，以便优选酸液配方，寻求更为有效的酸化处理方法。实验所用介质是15%HCl，注入倍数1.5 PV，其损害评价指标见表7，实验结果见表8，酸敏性评价指标按下式计算：

Ia＝（Kf-Kad）／Kf

式中：Ia——酸敏指数；Kf，Kad——酸处理前后用KCl盐水测定的岩样渗透率，10-3μm2。