LH油田WZ区块储层敏感性评价

杨 雪 ， 曾 勇

(1.荆州学院(原长江大学 工程技术学院) ， 湖北 荆州 434023 ; 2.川庆钻探长庆固井公司 ， 陕西 西安 710000)

0 前言

LH油田WZ区块是惠州凹陷内发育的一个披覆背斜构造，其储层岩性较致密，平均孔隙度为10.3%～13.9%，渗透率0.4～50.2 mD，属于低孔、低渗砂岩储集层，该区块的WZ19井为第一口生产井，在开采初期产油量比较稳定，随着开采时间的延长发现该井的产油量大幅度降低[1]。通过此生产井进行产液剖面测试，结果表明，产油主要来自该井M28层以及M31上层、M31下和M32层产油量较低。结合WZ19井的生产情况，分析认为WZ区块低产的原因是M31下和M32层渗透率在1～5 mD，物性极差，导致这两个层位基本未启动。为了对该井采取正确合理的增产措施来提高原油的采收率，需要对M31下和M32层岩心进行敏感性评价实验。吕道平等[2]通过岩心流动实验对渗透率特别低的新疆吉木萨尔储层进行敏感性实验，确定该致密储层属于中等偏弱水敏性、弱速敏性、中等偏弱盐敏性以及弱酸敏性。李旭等[3]在储层岩石学、孔隙结构、储层物性特征等基础上，结合储层的敏感性实验数据解释了鄂尔多斯盆地姬嫄地区长6段油层超低渗储层敏感性及敏感性机制。陈建宏等[4]通过储层敏感性实验，并结合渤中34-9油田储层的岩性以及孔渗特征，有针对性地提出了预防和减少储层侵害的合理化建议。综上所述，本文拟采用高精密驱替泵、敏感性流动实验仪等装置，对LH油田WZ区块M31下和M32层的12块天然岩心进行敏感性测试，并结合实验结果有针对性地提出建议，为LH油田WZ区块合理、高效的开发提供一定的帮助。

1 实验部分

1.1 样品

①岩样。选用LH油田WZ区块M31下和M32层WZ19井天然岩心12块，直径为2.5 cm，长度均为6.5 cm左右。②水样。盐敏实验使用模拟地层水即与地层水矿化度相同的标准盐水，其余实验所用水样均来自现场地层水。③酸液。用地层水配置质量分数为15%HCl和12%HCl+3%HF。④碱液。选用NaOH溶液改变地层水的pH值。

1.2 实验原理

根据达西定律，在实验设定的条件下注入各种流体，测定当渗流条件改变时，岩样的渗透率及其变化规律并判断临界参数以及渗流条件的改变对渗透率的损害程度[5]。

1.3 实验方法

参考中华人民共和国石油天然气行业标准SY/T5358—2010，具体如下：①将完全饱和的岩样装入岩心夹持器中时，应使流体在岩样中的流动方向与测定空气渗透率时气体的流动方向一致，并保证在整个实验过程中不会有空气遗留在系统中，保持围压比流压大1.5～2 MPa[5]。②按照从低到高的流速进行驱替，并记录不同流速下的压力值。③通过达西公式计算不同流速下的渗透率，确定临界流速及速敏损害程度。④通过保持恒定流速，改变注入流体的矿化度、注入酸的浓度和pH值，分别测定样品的水敏、盐敏、酸敏以及碱敏敏感性损害程度。

1.4 损害率计算方法

敏感性的损害程度用渗透率损害率来表示：

式中：D为渗透率损害率；Kn为不同实验条件所对应的岩样渗透率；Ki为初始渗透率[2]。

2 结果与讨论

敏感性是指在油田开发的过程中由于地层条件改变或者外来流体的注入，造成储层中黏土矿物分散、膨胀、运移或产生沉淀并堵塞喉道导致地层渗透率降低现象[6]。因此，实验分别考察了常规的5种敏感性对储层渗透率的影响以及损害的程度。

2.1 速敏性评价

速敏性是指入井各类流体在油气层中流动时，引起油气层中微粒运移并堵塞喉道造成油气层岩石渗透率下降的现象[7]。速敏实验作为敏感性实验中首先进行的一项内容，其实验结果为后续的水敏、盐敏、酸敏和碱敏实验确定一个合理的实验流速。本实验分别使用M31下、M32层的2块天然岩心进行流速敏感性实验，实验数据结果见表1。

表1 M31下、M32层岩心速敏性实验数据

速敏实验曲线见图1。

图1 M31下、M32层岩心速敏实验曲线

从图1可以看出，随着流速的不断增加，M-1号岩心和M-2号岩心的渗透率变化趋势不明显，但当流速超过0.9 mL/min后，曲线开始急剧下降，存在明显的拐点。说明在该流速下敏感性矿物发生了明显的微粒运移；且该流速所对应的下一个流速的损害率>20%，故0.9 mL/min即为临界流速(Vc)。为了减少流速对后续实验结果的影响，确定后续实验的流速为0.7 mL/min(0.8 Vc)。由表1可以看出，M-1号岩心的最大渗透率损害率为22.65%，M-2号岩心的最大渗透率损害率为25.17%，两块岩心的损害程度存在着一定的差异，这与岩心的初始渗透率有着密切的关系，岩样初始渗透率的大小决定它的损害程度[8]。

2.2 水敏性评价

水敏性是指较低矿化度的流体进入储层后，某些黏土矿物会发生膨胀、分散、运移，使得渗流通道发生变化，造成渗透率降低的现象[7]。对选取的M31下、M32层位的两块岩心进行水敏性实验，实验所用地层水的矿化度为11 346 mg/L，中间流体需根据实验要求对地层水进行逐级稀释，数据见表2。

表2 M31下、M32层岩心水敏性实验数据

从表2可以看出，随着地层水矿化度的逐级稀释，M-3、M-4号岩心的渗透率有所下降，但变化趋势不明显，且M-3、M-4号岩心的最大渗透率损害率分别为8.97%和9.55%，且均<20%，水敏损害程度评价均为极弱水敏。

2.3 盐敏性评价

盐敏性是指一系列矿化度的注入水进入储层后引起黏土膨胀、分散或失稳、脱落，引起储层岩石渗透率下降的现象[7]。盐敏实验分为矿化度降低和矿化度升高两个部分，水敏性实验最终无离子水下岩样渗透率的损害率<20%，故无需进行矿化度降低实验，对选取的M31下、M32层位的2块岩心进行矿化度升高实验测试，该实验的流体分别矿化度为11 346 mg/L(模拟地层水)、17 019 mg/L(1.5倍的模拟地层水)、22 692 mg/L(2.0倍的模拟地层水)、28 365 mg/L(2.5倍的模拟地层水)、34 038 mg/L(3.0倍的模拟地层水)的标准盐水，结果见表3，实验曲线见图2。

表3 M31下、M32层岩心盐敏性实验数据

图2 M31下、M32层盐敏实验曲线

从图2可知，M-5、M-6号岩心渗透率随着矿化度的逐级升高不断地下降，且M-5号岩心的渗透率在2.5倍模拟地层水处存在拐点，M-6号岩心渗透率在2.0倍模拟地层水处存在拐点，且分别所对应的下一个矿化度的损害率均大于20%，因此可以确定M31下层的临界矿化度为28 365 mg/L，M32层的临界矿化度为22 692 mg/L。从表3可知，M-5、M-6号岩心的最大渗透率损害率分别为20.26%、28.20%，盐敏损害程度均为弱盐敏。

2.4 酸敏性评价

酸敏性是指油气层与酸液作用后引起渗透率降低的现象[7]。对于低孔低渗储层，酸化是油气田广泛采用的增产措施，酸敏实验的目的是研究酸液与油气层的配伍性，为油气酸化提供设计依据。对选取的M31下、M32层位的4块岩心进行酸敏性实验测试，结果见表4。

从表4可以看出，盐酸酸化后，M-7、M-8号岩心渗透率损害率均<20%，敏感性程度为中等偏弱，M-9、M-10号岩心经过土酸酸化后渗透率损害率>20%且敏感性程度为中等偏强，结合M31下、M32层的物性资料，得知绿泥石绝对含量0～8%，绿泥石为酸敏性黏土矿物。因此在进一步对HZ19-2-7井进行酸化措施时不可选用土酸类体系，即使选用盐酸体系也应对储层进行相应的预处理。

表4 M31下、M32层岩心盐敏性实验数据

2.5 碱敏性评价

碱敏性是指当高pH值流体进入油气层后，将造成油气层中黏土矿物和硅质胶结结构的破坏，从而造成油气层堵塞引起渗透率下降的现象[7]。对选取的M31下、M32层位的M-11、M-12号岩心进行碱敏性(pH值分别选取7、8.5、10、11.5、13)实验测试，结果如图3所示。

图3 M31下、M32层碱敏实验曲线

从图3可以看出，随着pH值的升高，M-11、M-12号岩心的渗透率变化趋势不明显，2块岩心的最大渗透率损害率均<5%，根据标准划分类型属于无碱敏性，不存在临界pH值。

3 结论

LH油田WZ区块属于低孔低渗储层，由于M31下和M32层的储层物性极差导致该区块的WZ19井的产油量低，在进行增产措施前需进行相应的敏感性实验。测试结果表明：M31下和M32层速敏损害程度为弱速敏，临界流速为0.9 mL/min；水敏损害程度为极弱水敏；盐敏渗透率损害率>20%，损害程度为弱盐敏，临界矿化度为22 692 mg/L；盐酸酸敏损害程度为中等偏弱，土酸(12%HCH+3%HF)酸敏损害程度为中等偏强；M31下和M32层不存在碱敏性损害。建议在后期增产措施中应注意：若采用低矿化注水需要添加粘土抑制剂来控制水敏的发生；在满足油田配注要求时需要控制注水速率<0.8 Vc(约0.7 mL/min)，以防止敏感性矿物微粒运移堵塞储层；在进行酸化增注措施前应避免土酸体系以免对储层造成二次伤害。