腰滩油田银集区块阜三段储层敏感性评价实验

2014-04-27刘玉霞叶建国

石油地质与工程 2014年3期

陈佳，聂军，刘玉霞，李珊，叶建国

（中国石化华东分公司石油勘探开发研究院，江苏扬州225007）

腰滩油田银集区块位于苏北盆地东台坳陷金湖凹陷和龙港、三河、汜水次凹之间的隆起带上，是油气运移、聚集的有利部位。该区块由多套含油层系组成，主要含油层位为阜三段。2010年以来，一批勘探井均在该区块见到良好油气显示。

由于储层中存在着某些敏感性矿物，在油气田开发过程中，储层与外来流体的不配伍或储层原始条件的改变可能会造成储层伤害，从而导致储层渗透率降低［1］。因此，对银集区块储层岩样进行了敏感性评价实验，以掌握该储层敏感性特征，以便在今后的石油开采过程中，及时采取相应措施，减小外来流体对储层可能造成的伤害，实现该区块石油的高效开采。

1 储层特征

1.1 岩石学特征

储层以细粒长石砂岩为主。陆源碎屑矿物中，石英占65%～74%，长石占10%～28%，岩屑仅占2%～20%，成分成熟度中等。填隙物占全岩18%，以泥质为主，其次为碳酸盐矿物，其中，泥质含量0～25%，局部较高；碳酸盐矿物以方解石、白云石为主，方解石含量为0～18%，白云石含量为0～2%。砂岩分选性好～中等，磨圆度呈次棱～次圆状。颗粒支撑，以点和点－线接触为主。胶结类型以孔隙式胶结为主，结构成熟度中等。

X－衍射矿物组成测试结果显示，该区块储层粘土矿物占全岩含量较高，在9.0%～14.6%，平均12.2%，主要由伊／蒙混层、伊利石、高岭石、绿泥石构成，但Y1井与Y1－1井粘土矿物相对含量差异较大（表1）。Y1井以伊－蒙混层为主，其次为高岭石、绿泥石和伊利石。Y1－1井则以高岭石为主，其次为绿泥石、伊／蒙混层，伊利石最低。

表1 Y1井、Y1－1井粘土矿物相对含量 %

1.2 孔喉结构特征

银集区块阜三段为中高孔中低渗储层，孔隙度在16%～28%，主要分布在18%～26%。渗透率在（0.34～373）×10－3μm2，主要分布区间（1～100）×10－3μm2。

孔隙类型以粒间溶孔为主，溶蚀加大孔、长石溶孔次之，少量剩余粒间孔、岩屑溶孔及晶间微孔。孔隙大小以小孔－中孔为主，平均孔径在37.94～95.55μm不等，均值为54.62μm。喉道以缩颈型喉和孔隙缩小型喉为主，填充物主要为粘土矿物，少量碳酸盐矿物，连通性为好－中。

毛细管压力曲线分析显示：主要流通喉道半径均值为0.08～2.56μm，喉道中值半径为0.02～0.66μm，主要为细喉类；排驱压力为0.07～2.0 MPa，饱和中值毛管压力1.12～12.55 MPa。进汞曲线较倾斜，反映该储层的非均质性较强。

1.3 地层水性质

阜三段地层水的pH值是7.82，水型为NaHCO3型，20℃时，密度为1.012 g／cm3，总矿化度为19 246 mg／L。

2 储层敏感性评价

2.1 速敏性评价

实验驱替介质为模拟地层水，实验结果表明，该区块的速敏损害率均大于70%，损害程度为强速敏，临界流速为1.212～1.325 m／d（图1）。

图1 银集区块阜三段速敏曲线

随着注入速度的增大，渗透率呈增大趋势。这说明随着流速的增加，地层中的微粒发生明显运移，但未造成喉道堵塞。造成该现象的主要原因是易引起速敏的高岭石、伊／蒙混层粘土矿物相对含量大于70%，它们会随流速的增加脱落、分散、运移。在实验过程中，由于岩心长度有限，颗粒运移时不易发生桥堵，但在实际生产中，移动的颗粒可能会被运移到地层深处，造成堵塞或在生产井中造成出砂伤害问题。另外由于该储层非均质性较强，从较粗喉道冲出的移动颗粒会堵塞在孔喉狭小处，使水驱油过程变的更为复杂。

2.2 水敏性评价［2－4］

水敏实验所用的驱替介质依次为模拟地层水（矿化度19 246 mg／L）、模拟次地层水（矿化度9 623 mg／L）和蒸馏水。

实验结果表明，Y1井与Y1－1井的水敏损害结果差异较大，其结果见图2。Y1井的水敏损害率达到76%，属强水敏型；而Y1－1井水敏损害率小于10%，属弱水敏型。影响储层水敏的重要原因是粘土矿物的类型、含量和产状。比较粘土矿物水化膨胀的能力大小，蒙脱石膨胀能力最强，可膨胀至原体积的6～10倍，其次为伊／蒙和绿／蒙混层矿物，伊利石较弱，高岭石则无膨胀性。水敏矿物在接触较低矿化度流体时，经水化膨胀，体积要扩大许多倍，占据孔隙空间、堵塞喉道，最终导致渗透率降低。从X－衍射分析结果可知，Y1井伊／蒙混层相对含量接近50%，伊利石平均占10%左右，而Y1－1井的伊／蒙混层、伊利石含量均不足10%。所以，Y1井的水敏要明显强于Y1－1井。

图2 银集区块阜三段水敏曲线

2.3 盐敏性评价

通常，高于地层水矿化度的外来流体进入储层后引起粘土矿物收缩、脱落，而低于地层水矿化度的流体进入储层后易引起粘土矿物膨胀、分散和运移。因此，通过盐敏性评价实验，可以确定导致储层渗透率明显变化的临界矿化度，以确保施工液及注入水矿化度高于临界矿化度，以保护油层不受伤害。

选择模拟地层水、3／4模拟地层水、1／2模拟地层水、1／4模拟地层水和蒸馏水依次进行盐敏驱替实验（图3）。从中可看出，当注入3／4地层水（矿化度14 434 mg／L）时，渗透率就开始下降，虽损害率没有达到20%，但随着注入水矿化度的不断降低，盐敏损害率不断增大，最终，当注入蒸馏水的损害率达到了90%以上时，属于极强盐敏型。