陕北某油田长2储层敏感性评价

2017-03-19郭向龙郭子龙

辽宁化工 2017年2期

郭向龙，郭子龙

（长庆油田分公司第四采油厂，陕西榆林 718500）

油气层敏感性评价是诊断油气层损害的重要手段之一，通常包括速敏、水敏、盐敏、碱敏、酸敏等五敏实验[1]。其目的在于明确油气层渗透率对外界环境变化的敏感性程度和发生条件，为各类工作液的设计、油气层损害机理分析和制订系统的油气层保护技术方案提供科学依据。

陕北某油田位于鄂尔多斯盆地中东部的陕北斜坡带上，区内构造为西倾的单斜，倾角一般小于1°，局部因差异压实作用发育小型鼻状构造。研究区南北长20 km左右，东西宽10 km左右，总面积约150 km。本文通过分析储层岩石性质、储层流体性质，然后再进行储层敏感性评价，为该区域后期开发提供依据。

1 储层岩石组成性质

1.1 矿物成分及岩石类型

长2储层主要为一套浅灰色、灰绿色块状细砂岩，其次为少量的粉细砂岩、中细砂岩及粉砂岩。储层岩石主要为以长石为主，次为石英和云母。长石含量平均为 45.13%，石英平均为 19.94%，黑云母平均为3.63%，岩屑平均为16.84%，重矿物含量微或小于1%，成分成熟度低。

图1 长2储层组岩石分类

表1 长2储层组岩石成分统计表

1.2 填隙物成分及含量

对25个样品进行填隙物组成分析，结果见表2。长2储层填隙物中杂基含量较少，主要为胶结物，胶结物含量平均13.54%，主要为绿泥石、方解石、自生石英和长石等，其中方解石含量变化较大，局部含量高达 30%。粘土矿物绝对含量 4.39%～13.43%，以绿泥石为主，相对含量达67.96%，次为高岭土，相对含量20.44%，伊利石8.96%，伊／蒙混层相对含量2.64%～4%，混层比为5%。

表2 粘土矿物相对含量

2 储层流体性质

2.1 地层原油性质

长2储层饱和压力0.83 MPa，地层原油密度平均为0.824 g/m3，地层原油体积系数平均为1.031，地层原油粘度平均为6.368 mPa·s，原始气油比平均为7.473 m3/ t。

2.2 地层水性质

长2储层地层水水型为CaCl2型，K++Na+和Cl-含量较高，分别平均 18 100.8 mg/L和 28 018.62 mg/L；阳离子Mg2+和Ca2+含量较低，平均分别为5.04 mg/L和39.26 mg/L，阴离子SO42-含量平均为233.0 mg/L，HCO3

-含量平均为189.00 mg/L，地层水矿化度在44 660～49 550 mg/L。

3 储层敏感性评价

实验过程按照《SY/T 5358－2002 储层敏感性流动实验评价方法》执行，实验仪器见图2。

图2 岩心流动实验流程图

3.1 速敏评价

储层速敏损害机理是流体的流速超过粘土矿物微结构的稳定场，导致粘土矿物及其它地层微粒从孔隙表面和裂缝壁面脱落，微粒运移并在粒间和裂缝宽度狭窄处沉积，最终使渗透率降低。实验用岩心的孔隙度均为12%，渗透率分别为1.43×10-3μm2和0.76×10-3μm2。速敏评价结果见图3。

图3 速敏实验结果

由图 3可得：该储层平均临界流量为 0.60 mL/min，平均临界流速为2.8 m/d，平均速敏伤害率为27%，为弱速敏储层。当外来工作液进入储层后，由于该储层填隙物含量低，且无大量的高岭石、伊利石、伊/蒙间层矿物等速敏性矿物，不易发生分散、运移而堵塞孔喉，导致储层渗透率降低少[2]。

3.2 水敏评价

储层的水敏是指与地层流体不配伍的外来流体进入地层后引起粘土膨胀、分散、运移，从而导致岩心渗透率或有效渗透率下降的现象[3]。实验用岩心孔隙度分别为11.9%和12.4%，渗透率分别为0.78×10-3μm2和 1.46×10-3μm2。实验结果见图 4。

图4 水敏实验结果

由图4可得：储层发生水敏而造成的损害程度与储层的物性特征好坏有着极大的相关性。长2储层临界矿化度为3 352.6 mg/L，水敏指数为0.47，淡水平均水敏伤害率为47%，为中等偏弱水敏储层。在注水开发时，在注入水中加入粘土稳定剂，防止储层由于发生水敏伤害而影响开发效果。

3.3 酸敏评价

岩心酸敏性就是指酸性液体与储层矿物或流体接触发生反应，产生沉淀或释放出颗粒，导致岩石渗透率或有效渗透率下降的现象。实验用酸液为15% HCl，注入体积为1 PV，实验结果见表3。

表3 酸敏评价结果

由表3可得：长2储层遇盐酸后，渗透率有升有降，3块岩心盐酸酸敏指数是-0.09～0.02，酸敏伤害率为 -8.7%～2.17%，为无到中等偏弱酸敏储层。当酸液进入该储层后，会与绿泥石、铁方解石、铁白云石等酸敏性矿物发生反应，生成Fe(OH)3、硅胶沉淀或酸蚀后形成颗粒运移等堵塞储层孔隙喉道，最终导致储层渗透率降低[4]。因此，在采取酸化措施时，一定要考虑注酸类型和酸化方式等。

3.4 碱敏评价

碱敏性是指碱性液体与储层矿物或流体接触发生反应，产生沉淀或释放出颗粒，导致岩石渗透率下降的现象。碱敏实验结果见图5。

图5 碱敏实验结果

由图5可得：长2储层随着pH增加，岩心渗透率均变化不大，3块岩心的碱敏伤害率最大为22.9%，碱敏指数为 0.051～0.23, 平均碱敏指数为0.16，为弱碱敏伤害储层。主要原因为该储层的填隙物成分中的粘土矿物、微晶长石、微晶石英等碱敏性矿物含量极少，即使当高pH值的工作液进入储层时，也并不会引起其各种粘土矿物产生分散、运移，或产生新的硅酸盐沉淀和硅凝胶体而堵塞地层渗流通道。因此，不会造成储层渗透率的下降。