四川盆地高石梯—磨溪区块震旦系储层敏感性实验评价

徐会林，王新海，魏少波，陈岩，陈鹏

（1.长江大学地球科学学院，武汉430100；2.中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室，北京102249；3.长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室，武汉430100；4.西部钻探工程有限公司试油公司，新疆克拉玛依834000）

四川盆地高石梯—磨溪区块震旦系储层敏感性实验评价

徐会林1，王新海2，3，魏少波4，陈岩3，陈鹏3

（1.长江大学地球科学学院，武汉430100；2.中国石油大学（北京）石油工程教育部重点实验室，北京102249；3.长江大学油气资源与勘探技术教育部重点实验室，武汉430100；4.西部钻探工程有限公司试油公司，新疆克拉玛依834000）

储层敏感性是指对储层造成伤害的各种因素的敏感程度。储层敏感性分析的主要目的是研究各种敏感因素对储层的伤害程度，并提出预防措施，从而提高原油的最终采收率。为了研究四川盆地高石梯—磨溪区块震旦系在开采过程中对储层的伤害，对其岩心做了大量的室内实验研究，并利用储层敏感性实验评价方法，参照储层评价标准对该区敏感程度进行了评价。结果表明：研究区速敏程度中等偏强，水敏程度弱，盐敏程度中等；当pH值小于10时，碱敏程度弱；当pH值大于10时，碱敏程度强；酸化对储集层渗透率有明显的改善作用。

储层敏感性；评价方法；评价标准；高石梯—磨溪区块；四川盆地

0　引言

自从Weaver［1］在AAPG上发表关于储层敏感性的文章以来，储层敏感性研究越来越受到人们的重视。国内外许多学者对储层敏感性的机理都进行了深入研究，并取得了一定认识［2-9］。我国学者根据不同区域、不同油藏类型的储层做了大量岩心流动实验，总结分析其敏感性特征［10-16］。笔者针对四川盆地高石梯—磨溪区块震旦系储层岩心进行速敏、水敏、盐敏、碱敏和酸敏等敏感性实验，试图通过实验方法开展探索性的研究，进而对该区的储层敏感性研究提供依据。

1　区域概况

高石梯—磨溪区块位于四川盆地川中平缓构造带中部、乐山—龙女寺古隆起轴部的东部（图1）。高石梯—磨溪潜伏构造带经历了同沉积和剥蚀隆起等多旋回构造运动，受川中及龙门山基底隆起的控制，具有一定继承性的古隆起［17］特征。四川盆地高石梯—磨溪区块具有储层埋藏深，地层高温、高压、含硫，纵向上多产层、多压力系统，岩石硬度高、研磨性强、可钻性差等复杂地质条件，并且容易发生坍塌与渗漏现象，严重影响了该区储层的准确评价和高效开发［18-19］。对于高石梯—磨溪区块震旦系岩心的敏感性流动实验，从不同构造部位的井中取样17块，分别做速敏、水敏、盐敏、酸敏和碱敏流动实验，基本反映了高石梯—磨溪区块震旦系储层的敏感性特征。

图1　四川盆地高石梯—磨溪区块构造及位置①川北低缓构造带；②川西低陡构造带；③川中平缓构造带；④川西南低陡构造带；⑤川南低陡构造带；⑥川东高陡构造带Fig.1 Structure and location of Gaoshiti-M oxi block in Sichuan Basin

2　储层敏感性实验

笔者采用石油天然气行业标准［20］的实验方法及其评价标准对高石梯—磨溪区块岩心进行了储层敏感性流动实验。

2.1速敏评价实验

储层的速敏性是指当与岩石矿物相配伍的流体（如地层水）流速过大时，会引起储层中微粒运移阻塞喉道，导致岩石渗透率降低［21］。衡量岩石速敏性的主要参数为临界流速、渗透率的伤害率和速敏指数。

由流速变化引起的岩样渗透率的伤害率可表示为

式中：Dvn为速敏伤害率，无因次；Kn为实验中不同流速下所对应的岩样渗透率，mD；Ki为实验中最小流速下所对应的岩样渗透率，mD。

表1　速敏实验数据Table 1 The data of velocity sensitivity experiment

图2　速敏实验曲线Fig.2 The curve of velocity sensitivity experiment

实验数据如表1所列。根据表1可绘制渗透率随流速变化曲线（图2）。从图2可以看出：当流速为1.4mL/min时，岩样渗透率的伤害率大于20%，因此确定该点临界流速为1.4mL/min。岩样速敏指数为51.8%，参照储层敏感性流动实验评价方法及行业标准，根据速敏损害评价指标，确定其速敏程度为中等偏强。

2.2水敏评价实验

水敏性是指当与地层不匹配的外来流体进入地层后，引起岩石中黏土矿物的变化，并最终导致岩石的渗透率下降［21］。其目的是了解淡水侵入岩心后其渗透率的变化情况，探讨水化膨胀和分散及运移对储层造成的伤害。

由水敏变化引起的岩样渗透率的伤害率可表示为

式中：Dw为水敏性伤害率，无因次；Ki水为水敏实验中蒸馏水所对应岩样的渗透率，mD；Kw为水敏实验中初始测试流体对应的岩样渗透率，mD。

实验数据如表2所列。根据表2可以绘制水敏实验曲线（图3）。从实验数据（表2）及实验曲线（图3）分析可知，岩样水敏指数为20%。参照储层敏感性流动实验评价方法及行业标准，根据水敏伤害程度指标，确定其水敏程度为弱。

表2　水敏实验数据Table 2 The data ofwater sensitivity experiment

图3　水敏实验曲线Fig.3 The curveofwater sensitivity experiment

2.3盐敏评价实验

盐敏性是指当外来流体矿化度发生变化，引起黏土矿物水化、膨胀而导致的渗透率发生变化［21］。其目的是找出盐敏发生的条件及由盐敏引起的对油气层伤害的程度，为钻井完井液设计提供依据［22］。

由盐度变化引起的岩样渗透率的伤害率可表示为

式中：Dsn为盐敏伤害率，无因次；Ki盐为不同矿化度盐水对应的岩样渗透率，mD；Ko为初始流体所对应的岩样渗透率，mD。

实验数据如表3所列。根据表3可绘制盐敏实验曲线（图4）。从图4可以看出：当质量浓度从100 kg/m3降至90 kg/m3时，渗透率的伤害已大于5%；当质量浓度为30 kg/m3左右，岩心渗透率达到最大，质量浓度应控制在20～30 kg/m3。参照储层敏感性流动实验评价方法及行业标准，根据盐敏损害程度评价指标，确定其盐敏程度为中等。

图4　盐敏实验曲线Fig.4 The curveof saltsensitivity experiment

2.4酸敏评价实验

酸敏性是指用于基质酸化的酸液（盐酸或土酸）与储层中的某些矿物及地层流体发生反应产生沉淀，或释放出微粒，引起的渗透率的降低［23］。其目的是通过模拟酸液注入地层的过程，测定酸化前后储层岩样渗透率的变化，从而判断储层是否存在酸敏及其所引起伤害的程度。

由酸敏变化引起的岩样渗透率的伤害率可表示为

式中：Dac为酸敏伤害率，无因次；Kacd为岩样酸液处理后实验流体对应的渗透率，mD；Ki酸为岩样酸液处理前实验流体对应的初始渗透率，mD。

如表4所列，岩心酸化前渗透率为0.006mD，酸化后渗透率提高到0.008mD。因此酸化后的渗透率比酸化前的渗透率提高了1.33倍，这在一定程度上改善了储集层的渗透性，酸化对储层的渗透性具有一定的改善作用。参照储层敏感性流动实验评价方法及行业标准，并根据酸敏伤害程度评价指标，确定其酸敏程度为中等偏弱。

表4　酸敏实验数据Table 4 The data of acid sensitivity experiment

2.5碱敏评价实验

碱敏性是指碱性流体进入地层后造成的孔隙度、渗透率的降低。其目的是探索高pH值工作液对砂岩储层的伤害程度，从而确定在储层中使用工作液的临界pH值［24］。

由碱敏变化引起的岩样渗透率的伤害率可表示为

式中：Daln为碱敏伤害率，无因次；Ki碱为不同pH值碱液所对应的岩样液体渗透率，mD；Ko碱为初始pH值碱液所对应的岩样液体渗透率，mD。

图5　碱敏实验曲线Fig.5 The curve ofalkalisensitivity experiment

表5　碱敏实验数据Table 5 The data of alkalisensitivity experiment

实验数据如表5所列。根据表5可绘制碱敏实验曲线（图5）。从图5可以看出：当pH值小于10时，渗透率伤害率小于25%，碱敏程度弱；当pH值大于10时，渗透率伤害率明显增大，碱敏程度强。

3　结束语

（1）四川盆地高石梯—磨溪区块的临界流速为1.4mL/min，速敏指数为0.18，速敏程度中等偏强；水敏指数为0.2，水敏程度弱；盐敏程度中等，质量浓度从100 kg/m3降至90 kg/m3时，渗透率伤害已大于5%，但当质量浓度为30 kg/m3左右时岩心渗透率达到最大，质量浓度应控制在20～30 kg/m3；酸敏中等偏弱，酸化对研究区储集层渗透性有一定的改善作用；研究区的pH值小于10时，渗透率伤害率小于25%，碱敏程度弱，但当pH值大于10时，渗透率伤害率明显增大，碱敏程度强。

（2）针对四川盆地高石梯—磨溪区块储层速敏中等偏强的特点，在施工过程中应该控制施工液的流速，减小对储层的伤害。由于研究区水敏程度弱，在钻井开发过程中，可以选择水基泥浆加屏蔽式暂堵技术，这样可以避免水敏对储层的伤害。在钻井施工过程中应该使泥浆的矿化度大于5 000mg/L。为了降低渗透率的伤害程度，在钻井开发过程中使泥浆的pH值小于10，一般最好使泥浆的pH值控制在7.5～9.5。在钻井施工的过程中，添加酸化剂有利于提高储集层的渗透率。

（References）：

［1］Weaver C E.Possible uses of clay minerals in search foroil［J］. AAPGBulletin，1960，44（9）：1505-1508.

［2］Dobrynin VM．Effectofoverburden pressure on some propertiesof sandstones［J］.SPE Journal，1962，2（4）：360-366．

［3］王秀娟，赵永胜，文武，等．低渗透储层应力敏感性与产能物性下限［J］.石油与天然气地质，2003，24（2）：162-166．Wang Xiujuan，Zhao Yongsheng，Wen Wu，et al.Stress sensitivity and poroperm lower limit of deliverability in the low permeability reservoir［J］.Oil&Gasgeology，2003，24（2）：162-166．

［4］田宇，郭庆，李燕，等．西峰油田长8储层的酸敏性评价［J］.断块油气田，2009，16（4）：108-110．Tian Yu，Guo Qing，Li Yan，et al.Acid sensitivity evaluation at Chang 8 reservoir in Xifeng Oilfield［J］.Fault-Block Oil＆Gas Field，2009，16（4）：108-110．

［5］王海军，邓媛，段春节，等.大牛地气田储层伤害研究［J］.岩性油气藏，2010，22（4）：125-129． Wang Haijun，Deng Yuan，Duan Chunjie，et al.Study on reservoir damage in DaniudiGasfield［J］.Lithologic Reservoirs，2010，22（4）：125-129.

［6］李嘉瑞，张炜，沈妍斐，等．富黏土低渗透砂岩应力敏感性实验和微观变形机理［J］.断块油气田，2011，18（5）：645-648． Li Jiarui，Zhang Wei，Shen Yanfei，et al.Stress sensitivity laboratory andmicrocosmic distortionalmechanism of clay-rich and low permeability sandstone［J］.Fault-Block Oil＆Gas Field，2011，18（5）：645-648．

［7］侯瑞云，柳林旺．镇泾油田长8油层组特低渗岩性油藏成藏机制研究［J］．石油实验地质，2011，33（4）：378-383．Hou Ruiyun，Liu Linwang.Accumulationmechanism of lithologic reservoir with ultra-low permeability in Chang 8 oil formation，Zhenjing Oil Field［J］．Petroleum Geology＆Experiment，2011，33（4）：378-383．

［8］李晓琴．下寺湾油田北沟北部长2储层敏感性分析［J］．石油地质与工程，2012，26（6）：83-84．LiXiaoqin.Theanalysisof reservoir sensitivity on Chang2 in northern part of Beigou in Xiasiwan Oilfield［J］．Petroleum Geology and Engineering，2012，26（6）：83-84．

［9］徐豪飞，马宏伟，尹相荣，等.新疆油田超低渗透油藏注水开发储层损害研究［J］．岩性油气藏，2013，25（2）：100-106．Xu Haofei，Ma Hongwei，Yin Xiangrong，etal.Study on formation damagewith water flooding for ultra-low permeability reservoir in XinjiangOilfield［J］．Lithologic Reservoirs，2013，25（2）：100-106．

［10］常学军，尹志军．高尚堡沙三段油藏储层敏感性实验研究及其形成机理［J］．石油实验地质，2004，26（1）：84-87．Chang Xuejun，Yin Zhijun.Sensitivity experimental study and its mechanism analysisof reservoir in the thirdmemberof the Shahejie Formation，Gaoshanpu ofield［J］．Petroleum Geology＆Experiment，2004，26（1）：84-87．

［11］肖曾利，蒲春生，秦文龙．低渗砂岩油藏压力敏感性实验［J］．断块油气田，2008，15（2）：47-48．Xiao Zengli，Pu Chunsheng，Qin Wenlong.Experiment on stress sensitivity in low permeability sandstone reservoir［J］．Fault-Block Oil＆Gas Field，2008，15（2）：47-48．

［12］李明军，杜建芬，卞小强．低渗透油藏应力敏感性实验研究［J］．断块油气田，2008，15（3）：97-98．Li Mingjun，Du Jianfen，Bian Xiaoqiang.Experimental study on stress sensitivity for low permeability reservoir［J］．Fault-Block Oil＆Gas Field，2008，15（3）：97-98．

［13］罗鑫林，崔海花，李小刚，等．裂缝-孔洞型油藏储层敏感性评价［J］．断块油气田，2009，16（3）：73-75．Luo Xinlin，CuiHaihua，LiXiaogang，etal.Evaluation on reservoir sensitivityof fractured and vuggy type reservoir［J］．Fault-Block Oil＆Gas Field，2009，16（3）：73-75．

［14］欧阳传湘，邓志颖，张伟.轮古7井区三叠系砂岩储层黏土矿物特征及敏感性损害研究［J］．岩性油气藏，2010，23（5）：111-114．Ouyang Chuanxiang，DengZhiying，ZhangWei.Research on clay mineral featuresand sensitivity damage in Triassic sandstone reservoir in Lungu 7 well field［J］．Lithologic Reservoirs，2010，23（5）：111-114．

［15］宫清顺，寿建峰，姜忠朋，等．准噶尔盆地乌尔禾油田三叠系百口泉组储层敏感性评价［J］．石油与天然气地质，2012，33（2）：307-313．Gong Qingshun，Shou Jianfeng，Jiang Zhongpeng，et al.Reservoir sensitivity evaluation of the Triassic Baikouquan Formation in Wuerheoilfield，JunggarBasin［J］．Oil&Gasgeology，2012，33（2）：307-313．

［16］李云，祁利祺，胡作维，等．准噶尔盆地阜东斜坡中侏罗统头屯河组储层敏感性特征［J］．岩性油气藏，2014，26（1）：52-57．Li Yun，Qi Liqi，Hu Zuowei，et al.Reservoir sensitivity ofMiddle Jurassic Toutunhe Formation in Fudong slope，Junggar Basin［J］．Lithologic Reservoirs，2014，26（1）：52-57．

［17］魏国齐，王东良，王晓波，等．四川盆地高石梯—磨溪大气田稀有气体特征［J］．石油勘探与开发，2014，41（5）：533-538. WeiGuoqi，Wang Dongliang，Wang Xiaobo，et al.Characteristics of noble gases in the large Gaoshiti-Moxi gas field in Sichuan Basin［J］．Petroleum Exploration and Development，2014，41（5）：533-538.

［18］岳砚华，冉启华，张帆.磨溪—高石梯区块深井优快钻井技术［J］．钻采工艺，2014，37（15）：13－16. Yue Yanhua，Ran Qihua，Zhang Fan.Fast speed drilling technology ofdeep well in Moxi-GaoshitiBlock［J］．Drilling&Production Technology，2014，37（15）：13－16.

［19］邓传光，张军，常洪渠，等．高石梯—磨溪区块探井钻井提速配套技术及其应用效果［J］．天然气工业，2014，34（3）：115-120. Deng Chuanguang，Zhang Jun，Chang Hongqu，etal.ROP enhancement techniquesand their application in deep exploratorywells in theGaoshiti-Moxiblock Sichuan Basin［J］．NaturalGas Industry，2014，34（3）：115-120.

［20］朱斌，罗蔓莉，张建国，等.SY/T 5358—2002储层敏感性流动实验评价方法［S］.北京：石油工业出版社，2002：5-14. Zhu Bing，Luo Manli，Zhang Jiangguo，et al.SY/T 5358—2002 Experimental evaluationmethod of reservoir sensitivity flow［S］. Beijing：Petroleum Industry Press，2002：5-14.

［21］裘衣楠，薛叔浩.油气层储层评价技术［M］.北京：石油工业出版社，1997：287-342. Qiu Yinan，Xue Shuhao.Reservoir assessment technology［M］. Beijing：Petroleum Industry Press，1997：287-342.

［22］高波，康毅力，何健，等.特低渗透砂岩储层盐敏实验及应用［J］.钻井液与完井液，2005，22（4）：49-51. Gao Bo，Kang Yili，He Jian，etal.Salinity sensitivity evaluation in ultra-low permeability sandstone reservoir and itsapplication［J］. Drilling Fluid&Completion Fluid，2005，22（4）：49-51.

［23］曹维政，杨清彦，石京平，等.葡西油田储层敏感性实验分析［J］.大庆石油地质与开发，2002，21（2）：52-55. CaoWeizheng，YangQingyan，Shi Jingping，etal.Theexperimental analysis of reservoir sensitivity in Puxi Oil Field［J］.Petroleum Geology&Oilfield Developmentin Daqing，2002，21（2）：52-55.

［24］沈明道，唐洪明，康毅力，等.塔里木盆地东河塘构造石炭系东河砂岩储层碱敏损害机理［J］.西南石油学院学报，1998，20（1）：1-5. Shen Mingdao，Tang Hongming，Kang Yili，et al.Themechanism of alkali sensitivity in Carboniferous Donghe sandstone reservoir of Donghetang structure in Tarim Basin［J］.Journal of Southwest Petroleum Institute，1998，20（1）：1-5.

（本文编辑：杨琦）

Evaluation of reservoir sensitivity of Sinian in Gaoshiti-M oxiblock，Sichuan Basin

XU Huilin1，WANG Xinhai2，3，WEIShaobo4，CHEN Yan3，CHEN Peng3
（1.SchoolofGeoscience，Yangtze University，Wuhan 430100，China；2.Key Laboratory ofOilEngineering，Ministry ofEducation，China University ofPetroleum，Beijing 102249，China；3.Key Laboratory ofOiland GasResourcesExploration Technology，Ministry of Education，Yangtze University，Wuhan 430100，China；4.TestingOilCompany，Western Drilling Engineering Company Limited，Karamay 834000，Xinjiang，China）

Reservoir sensitivity refers to the sensitivity ofvarious factorswhichmay cause damage to reservoir.Themain purpose to analysis the reservoir sensitivity is to identify the extent of formation damage caused by sensitive and put forward the preventive measures of the extend of sensitive damage.In order to study the damage factors in the exploitation process in Gaoshiti-Moxiblock，this paper carried outa lotof core experimentalstudies，and used sensitivity experimentevaluationmethod to evaluate the sensitive degree referring to the reservoir evaluation standard.The results show that the degree ofvelocity sensitivity ismedium to strong，the degree ofwater sensitivity isweak and the degree of salt sensitivity ismedium.When pH value is less than 10，the degree of alkali sensitivity isweak.When pH value is more than 10，the degree ofalkalisensitivity isstrong.Acidification proved the reservoir permeability of the study area.

reservoirsensitivity；evaluationmethod；evaluation criteria；Gaoshiti-Moxiblock；Sichuan Basin

TE311

A

1673-8926（2015）02-0013-05

2014-09-06；

2014-11-20

国家重大科技专项“新疆大庆建设项目：试油及储层改造关键技术研究”（编号：2012E-34-14）资助

徐会林（1991-），男，长江大学在读硕士研究生，研究方向为油藏数值模拟。地址：（430100）湖北省武汉市长江大学地球科学学院。E-mail：573413768@qq.com。