安塞油田王家灣東南區(qū)長6儲層敏感性評價

郭艷琴，邱雅潔，李百強，曹紅霞

(1.西安石油大學地球科學與工程學院，陜西 西安710065;2.延長石油集團研究院，陜西 西安710069)

安塞油田王家灣東南區(qū)長6儲層敏感性評價

郭艷琴1，邱雅潔1，李百強1，曹紅霞2

(1.西安石油大學地球科學與工程學院，陜西 西安710065;2.延長石油集團研究院，陜西 西安710069)

通過對王家灣東南區(qū)長6油層組碎屑組成、膠結物組分和儲層物性分析，尤其是粘土礦物種類和含量的分析，進行儲層敏感性綜合評價。研究表明，儲層敏感性特征與成巖作用密切相關，尤其與儲層敏感性礦物的種類、含量和分布特征有關，其次還與儲層物性特征有關。酸敏性主要為中等偏強;堿敏性為弱敏感性;由于儲層膠結物和物性的強非均質性，速敏性、水敏性和鹽敏性由弱敏感性到強敏感性均有，對儲層有一定的潛在損害，但以弱敏感性為主?？傮w上，王家灣東南區(qū)長6儲層敏感性較弱，除酸敏性表現(xiàn)為中等偏強敏感性外，其它敏感性主要表現(xiàn)為中等－以下的敏感性程度，外界流體注入速度和礦化度得到恰當?shù)乜刂苿t不會對油藏生產造成很大的影響。

儲層敏感性;長6油層組;王家灣東南區(qū);安塞油田;鄂爾多斯盆地

1 碎屑組分及膠結物特征

碎屑組分主要為石英、長石、巖屑、云母，雜基含量極低，一般小于1%，主要長石砂巖和少量巖屑長石砂巖。膠結物含量較高，一般大于10%。長6巖石骨架顆粒中石英、長石和巖屑端元的平均值分別為22%、52%和13.1%。巖屑中云母含量最高，其次是巖漿巖巖屑、變質巖巖屑和少量沉積巖巖屑。填隙物組分總體含量高，變化大，最高20%，最低6%，平均為12.9%，主要為膠結物，分布不均勻，其中方解石、綠泥石和水云母含量最高，其次是石英、長石次生加大及濁沸石等，此外，還有少量泥鐵質、瀝青質、黃鐵礦和少量菱鐵礦等膠結物。方解石1% ～20%，平均2.6%;綠泥石1%～6%，平均2.8%，多呈垂直于碎屑表面的薄膜;濁沸石2%～12%，平均6.6%;硅質膠結物含量為 1% ～5%，平均2.4%，主要表現(xiàn)為石英的次生加大邊和孔隙內的自生石英晶體;長石質1% ～5%，平均1.7%，主要表現(xiàn)為長石的自生加大和充填孔喉;伊利石膠結物含量為1% ～6%，平均1.7%。粘土礦物中綠泥石和伊利石和伊/蒙間層含量相近，綠泥石平均相對含量為55.9%，粘土礦物的賦存方式包括孔隙襯里、顆粒包膜、孔隙充填或作為連接顆粒的粘土橋等。

2 儲層物性特征

砂巖儲層的孔隙度和滲透率是反映儲層性能和滲濾條件的兩個最基本參數(shù)。王家灣東南區(qū)48個樣品常規(guī)物性分析結果表明，孔隙度最大為14.5%，最小為5.5%，平均孔隙度為10.5%，91.7%的樣品孔隙度集中在8% ～13%之間;滲透率最小值 0.032 ×10－3μm2，最大值 2.562 ×10－3μm2，平均值 0.5 ×10－3μm2，滲透率值低，多數(shù)值小于 1.5 ×10－3μm2，占樣品數(shù)的95.8%;總體物性屬低孔、低滲儲集層?？紫抖?、滲透率在每個油層組內部縱向上變化大，而且各個油層組孔隙度、滲透率的平均值變化也明顯，說明儲層具有較強的非均質性，且長64到長61非均質性有逐漸增強的趨勢。

3 砂巖儲層敏感性評價

3.1 儲層敏感性的影響因素分析

膠結物中粘土礦物含量高，各種粘土礦物在流體剪切力作用下，有可能發(fā)生晶體集合體的沖散或碎斷從而形成微小顆粒，也可因為水化而分散產生細粒遷移現(xiàn)象，儲層中還存在一定數(shù)量的層狀膨脹粘土礦物，同時由于儲層巖石的主要流動孔喉半徑小，因而存在潛在的堵塞孔隙從而使儲層物性受到損害，巖石滲透率降低。

砂巖骨架顆粒及膠結物中的次生長石、碳酸鹽、濁沸石以及粘土礦物中的綠泥石都為酸敏性礦物。在酸處理過程中，可能產生次生沉淀或釋放微粒而堵塞孔喉，造成滲透率降低。由此可見，研究區(qū)儲層潛在損害可能有速敏性、水敏性、鹽敏性、酸敏性和減敏性。

3.2 儲層敏感性評價

3.2.1 流速敏感性

流速敏感性指因流體流動速度發(fā)生變化從而導致地層微粒運移堵塞喉道，導致滲透率下降的現(xiàn)象。儲層孔道中存在的非膠結或膠結差的礦物微粒，如粘土顆粒、微晶石英和長石及碳酸鹽等，在高流速液流的沖刷下發(fā)生脫落、運移而堵塞滲流通道是導致速敏性的內因。一般說來，儲層中未被膠結或膠結不牢的地層微粒越多，儲層物性越差，潛在的速敏性越強;反之越弱。其研究的目的在于了解儲層的臨界流速及滲透慮的變化與儲層中流體流動的關系，為其他敏感性流動實驗提供臨界流速，為確定合理的注采速度提供可靠依據(jù)。

實驗條件:①實驗溫度為室溫;②實驗用水為室內配制標準鹽水;③樣品流速范圍為0.1～6.0 ml/min。

實驗結果表明，儲層初始滲透率越低，臨界流速越小，流速敏感性越強?？傮w來看，王家灣東南區(qū)砂巖大部分壓實、壓溶及重結晶作用較強，礦物碎屑顆粒之間鑲嵌得比較緊密，多呈點－線或線－凹凸狀接觸，其相應的喉道半徑及孔隙連通性降低，增加了發(fā)生橋堵的機會，臨界流速較小，但儲集層中可運移的微粒含量減少，因而儲集層特征表現(xiàn)為隨注入速度增加，滲透率變化范圍大，儲層速敏性由弱速敏到強速敏均有，對儲層有一定的潛在損害(表1)。鄂爾多斯盆地中南部延長組的研究也表明，砂巖的速敏性較弱，但流速對巖石滲透率的影響是存在的，其滲透率開始明顯下降的流動速度(臨界流速)在 0.5 ～0.75 ml/min 之間［7］。所以，開發(fā)時注意控制流體注入速度，則不會對生產造成太大的影響。

3.2.2 水敏感性評價

外來流體的鹽度過低或鹽度的急劇變化引起油氣儲層中粘土礦物的水化、膨脹和分散，導致粘土微粒及由粘土膠結的碎屑微粒的釋放，使儲層滲透率下降的現(xiàn)象即為儲層的水敏性。產生水敏性和鹽敏性的根本原

參考船舶直流母線電壓為580 V，計算出電池所需要的總容量為PAh = 689.4 A·h，滿足電池容量要求，按照700 A·h容量來配置電池，采用中航鋰電公司的CA100型動力電池。磷酸鐵鋰單體的標稱電壓為3.2 V，需要串聯(lián)的單體個數(shù)為N：

表1 王家灣東南區(qū)儲層砂巖速敏實驗結果統(tǒng)計及評價

因是儲層中含有膨脹性的粘土礦物。含膨脹層的粘土礦物(蒙皂石、伊利石/蒙皂石混層和綠泥石/蒙皂石混層等)對外來流體的鹽度變化較敏感，是因為這類粘土礦物層間存在可交換性陽離子和其它極性分子，當遇到淡水時，易發(fā)生水化膨脹，甚至分散。

由于儲層非均質性的影響，研究區(qū)不同地區(qū)、不同深度之間粘土礦物的種類和含量有所差異，所以其水敏程度不盡相同。總體看來，因伊/蒙混層普遍存在，所以研究區(qū)普遍有水敏現(xiàn)象;但因伊/蒙混層含量的變化，水敏性變化大，多為弱水敏，個別樣品為中等偏弱水敏，個別樣品為強水敏(表2)。

表2 王家灣東南區(qū)儲層砂巖水敏實驗結果統(tǒng)計及評價

3.2.3 酸敏感性評價

酸敏性是指酸液進入儲層后與儲層中的酸敏性礦物發(fā)生反應，產生凝膠或沉淀，也可能釋放出微粒，致使儲層滲透率下降的現(xiàn)象。影響酸敏的因素很多，儲集層的結構特征和流體性質、酸敏感性礦物的含量、酸的種類、注入量等都直接影響酸敏結果。酸液進入油氣層后，一方面可以改善油氣層的滲透率，另一方面又與油氣層中的礦物及地層流體反應產生沉淀并堵塞油氣層的孔喉。所以，砂巖儲層鹽酸酸化既有一定增產增注的效果，也存在一定的酸敏性。由于砂巖中粘土礦物的酸溶性小于碳酸鹽礦物，而碳酸鹽的酸敏性比粘土弱，故在砂巖地層鹽酸處理中的酸敏性較易控制。

研究區(qū)普遍含有綠泥石，而且含量較高，其與酸反應可部分或完全溶解，并釋放出鐵，形成凝膠狀的Fe(OH)3沉淀。所以綠泥石是研究區(qū)最為重要的酸敏性礦物。除綠泥石以外，研究區(qū)還有長石、碳酸鹽礦物及濁沸石等酸敏性礦物也可在一定程度上造成滲透率的降低。

巖石中普遍產出的長石與氫氟酸反應也可生成氟硅酸鹽沉淀或硅膠體沉淀;碳酸鹽礦物在遇到氫氟酸時可能有氟化鈣沉淀生成;濁沸石與酸反應可生成凝膠狀的偏硅酸沉淀。

從酸敏性礦物組合與損害程度的關系來看，研究區(qū)的綠泥石仍然是最為主要的酸敏性礦物。

實驗結果表明，本研究區(qū)儲層總體對鹽酸敏感性較強，為中等偏強的酸敏性，個別樣品為弱酸敏性(見表3)。

3.2.4 鹽度敏感性評價

鹽敏是指當含鹽度不同于地層水礦化度的流體進入儲層時，引起粘土礦物的物理和化學變化，堵塞孔喉而造成滲透率下降的現(xiàn)象。儲層鹽敏性是儲層耐受低鹽度流體能力的量度。鹽敏與水敏的損害機理相似，都是因為儲層中含有膨脹性的粘土礦物。一般情況下，當高于地層水礦化度的工作液進入油氣層后，可能引起粘土的收縮、失穩(wěn)、脫落;當?shù)陀诘貙铀V化度的工作液進入油氣層后，則可能引起粘土的膨脹和分散。因此，通過鹽敏評價實驗可以找出鹽敏發(fā)生的臨界礦化度，以確保施工液及注入水礦化度高于臨界礦化度，保護油層不受傷害。

表3 王家灣東南區(qū)儲層砂巖酸敏實驗結果統(tǒng)計及評價

由于膨脹性粘土礦物含量較低，研究區(qū)鹽度敏感性也不強，與水敏性基本相似。鹽敏特征總體表現(xiàn)為弱—中等偏弱鹽敏性(表4)。陜北地區(qū)大多數(shù)油田地層水礦化度在7×104ppm以上［8］，由于地層水礦化度的降低可能造成一定程度的地層損害，因而在大量注水時，應注意防止低礦化度水對地層的損害，這實際上也是水敏性的問題。

表4 王家灣東南區(qū)儲層砂巖鹽敏實驗結果統(tǒng)計及評價

3.2.5 堿敏性評價

堿敏性是在鉆井或完井過程中，所使用的堿性鉆井、完井液會對地層造成損害，導致滲透率降低的現(xiàn)象。堿性鉆井、完井液使?jié)B透率降低一般表現(xiàn)為隨著pH值的增加，損害程度增加。主要原因與部分硅質礦物在堿性條件下的溶解和粘土礦物在堿性條件下破壞釋放的微粒有關。這些微粒運移、堵塞喉道，從而導致滲透率下降。

實驗結果表明，實驗結果表明，研究區(qū)延長組砂巖隨著pH值的增加，滲透率均有不同程度的降低，以中等偏弱為主，個別樣品為弱堿敏(見表5)。

表5 王家灣東南區(qū)儲層砂巖堿敏實驗結果統(tǒng)計及評價

4 結語

對安塞油田王家灣東南區(qū)延長組長6油層組儲層敏感性綜合評價表明，儲層敏感性特征與成巖作用密切相關，尤其與儲層敏感性礦物的種類、含量和分布特征有關，其次還與儲層物性特征有關。

油田開采現(xiàn)階段，酸敏性主要為中等偏強;堿敏性為弱敏感性;由于儲層膠結物和物性的強非均質性，速敏性、水敏性和鹽敏性由弱敏感性到強敏感性均有，對儲層有一定的潛在損害，但以弱敏感性為主?？傮w上，王家灣東南區(qū)長6儲層敏感性較弱，除酸敏性表現(xiàn)為中等偏強敏感性外，其它敏感性主要表現(xiàn)為中等－以下的敏感性程度，外界流體注入速度和礦化度得到恰當?shù)乜刂苿t不會對油藏生產造成很大的影響。

從儲層敏感性評價的結果來看，在鉆井或油藏開發(fā)注水工程中，采用略高于地層水礦化度的流體，并保持儲層中流體略低于臨界流速，可較為有效地減輕外來流體對砂巖儲層造成的滲透率損害。

開發(fā)生產是一個動態(tài)過程，隨著儲層結構和油氣水分布的不斷變化，地層損害的規(guī)律將不斷改變，因此，在油田開發(fā)全過程，應針對不同階段地層損害情況，不斷對儲層敏感性進行再評價，從而不斷調整保護油層的研究方向。

［1］謝正溫，劉勇謀，漆雕良，等.應用加密鉆井提高安塞油田采收率［J］.西北大學學報(自然科學版).1999，29(1):68 －70.

［2］柳益群，李文厚.陜甘寧盆地東部上三疊統(tǒng)含油長石砂巖的成巖特點及孔隙演化［J］.沉積學報.1996，14(3):87 －95.

［3］饒巧，李濤，何右安.安塞油田坪橋難采區(qū)油藏特征及開發(fā)對策［J］.西北地質.2008，41(1):107－114.

［4］羅靜蘭，S.Morad，閻世可，等.河流 －湖泊三角洲相砂巖成巖作用的重建及其對儲層物性演化的影響－以延長油區(qū)侏羅系－上三疊統(tǒng)砂巖為例.中國科學(D輯)［J］.2001，31(12):1006～1016.

［5］許永濤，朱玉雙，張洪軍等.安塞油田王窯區(qū)長6儲層特征及孔滲特性控制因素［J］.石油地質與工程.2011，25(4):25 －28.

［6］張金亮，林輝，司學強，等.鄂爾多斯盆地王窯地區(qū)上三疊統(tǒng)長6油層成巖作用研究［J］.中國海洋大學學報.2004，34(4):625－635.

［7］黃思靜，武文慧，劉潔，等.大氣水在碎屑巖次生孔隙形成中的作用－以鄂爾多斯盆地三疊系延長組為例［J］.地球科學－中國地質大學學報.2003，28(4:)419 －424.

［8］李克勤.中國石油地質志(卷十二)［M］.北京:石油工業(yè)出版社.1992.

TE122.2+3

B

1004－1184(2013)06－0168－03

2013－10－08

陜西省教育廳自然科學專項科研計劃項目(11Jk0746)，國家自然科學基金項目(40902042)，和國家科技重大專項專題(2011ZX05005－004－008HZ)聯(lián)合資助

郭艷琴(1972－)，女，陜西佳縣人，副教授，主要從事沉積學及儲層地質學研究。