胡友林 （長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北荊州434023）

岳前升 （長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北荊州434023）

劉書杰，朱 磊，王 珊 （中海油研究總院，北京100027）

恩平24－2油田珠江組儲層敏感性研究

胡友林 （長江大學(xué)石油工程學(xué)院，湖北荊州434023）

岳前升 （長江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北荊州434023）

劉書杰，朱 磊，王 珊 （中海油研究總院，北京100027）

珠江組儲層是恩平24－2油田主力油層之一。根據(jù)SY／T5358－2010《儲層敏感性實驗評價方法》，試驗研究了儲層流速敏感性、水敏感性、鹽度敏感性、酸敏感性、堿敏感性和應(yīng)力敏感性。研究結(jié)果表明，儲層速敏程度中等偏強、水敏程度中等偏強、堿敏程度中等偏強、應(yīng)力敏程度中等偏強，對鹽酸和土酸均沒有表現(xiàn)酸敏性，儲層臨界流速為0．75ml／min，臨界礦化度為31725～52875mg／L，臨界pH值為9，臨界應(yīng)力為3．5MPa。并從儲集層中粘土礦物類型、產(chǎn)狀、相對含量以及儲集層孔喉的發(fā)育特征等方面進行了敏感性傷害機理分析，為現(xiàn)場制定開發(fā)方案提供了相關(guān)理論依據(jù)。

恩平24－2油田；珠江組；儲層；敏感性評價；損害程度

當儲層與外來流體接觸時，儲層與外來流體發(fā)生各種物化作用，造成儲層中的粘土礦物水化膨脹、微粒遷移或產(chǎn)生沉淀并堵塞孔道從而使儲層孔隙結(jié)構(gòu)和滲透性發(fā)生變化。珠江組儲層是恩平24－2油田主力油層之一，根據(jù)SY／T5358－2010《儲層敏感性實驗評價方法》對恩平24－2油田珠江組儲層巖心進行了敏感性評價試驗研究和敏感性損害機理分析［1］，研究了恩平24－2油田珠江組儲層潛在的損害因素和損害程度，為現(xiàn)場制定儲層保護措施提供了依據(jù)。

1 儲層基本特征

恩平24－2油田位于中國南海珠江口盆地北部坳陷帶，珠一坳陷西緣的恩平凹陷南部，南鄰番禺低隆起，所在海域水深92～94m。

1．1 儲層巖性

恩平24－2油田儲層巖性主要為細－中粒長石巖屑、長石石英砂巖。砂巖成分主要為石英，其次為巖屑、長石，少量云母。膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主，膠結(jié)物含量0．5%～25%，以泥質(zhì)膠結(jié)為主，泥晶結(jié)構(gòu)菱鐵礦其次，局部方解石、鐵方解石膠結(jié)嚴重，個別樣品有鐵白云石黃鐵礦和少量石英加大、自生粘土膠結(jié)物。粒徑0．13～0．7mm，風(fēng)化程度以中度為主，少量淺－中，分選中等，次棱－次圓狀，點接觸為主。

1．2 粘土礦物特征

根據(jù)X－衍射粘土礦物分析，恩平24－2油田珠江組儲層粘土礦物含量相對較低（一般小于5%）。粘土礦物成分主要為高嶺石，其次為伊／蒙混層、伊利石，同時見少量綠泥石。根據(jù)SEM分析，顆粒間或顆粒表面分布呈蠕蟲狀或書頁狀高嶺石，呈絲狀、不規(guī)則狀伊利石，呈粒狀、細粒狀黃鐵礦以及粒狀、泥晶結(jié)構(gòu)菱鐵礦。

1．3 孔隙結(jié)構(gòu)特征

恩平24－2油田儲集空間類型為孔隙型，孔隙類型主要為粒間孔，部分粒內(nèi)和粒間溶孔，少量微孔（自生粘土及少量顆粒內(nèi)溶蝕而成）、鑄模孔、生物體腔孔等；砂巖儲層一般面孔率10．3%～31%，平均面孔率17%；儲層孔隙發(fā)育，孔隙連通性較好；儲層孔隙基本上分選中等，粗－略粗歪度；排驅(qū)壓力（0．013～0．101MPa）和中值壓力（0．041～2．314MPa）較低；最大孔喉半徑7．31～55．72μm，樣品均為大于2．5μm的粗孔喉。

1．4 儲層物性

恩平24－2油田儲層屬于辮狀河三角洲平原－前三角洲沉積，儲層物性較好。珠江組上段發(fā)育14套油層，儲層厚度1．5～12．8m，油層有效厚度0．7～3．3m；孔隙度14．4%～23．8%，平均19．7%；滲透率（26．7～1296．9）×10－3μm2，平均447．2×10－3μm2，表現(xiàn)為低－中孔、低－高滲特點。珠江組下段發(fā)育12套油層，儲層厚度2．7～22．2m，油層有效厚度2．1～7．0m；孔隙度18．1%～26．3%，平均23．2%；滲透率（415．7～1762．6）×10－3μm2，平均1099．3×10－3μm2；多數(shù)油層表現(xiàn)為中－高孔、中－特高滲特點。

2 儲層敏感性試驗研究

選取恩平24－2油田珠江組儲層巖心進行系統(tǒng)的儲層敏感性試驗。試驗方法和敏感性損害程度根據(jù)SY／T5358－2010《儲層敏感性實驗評價方法》進行。

2．1 流速敏感性分析

流速敏感性試驗是研究儲層的流速敏感性程度以及引起滲透率明顯下降時的流體流動速度（即臨界流速），同時為其他流動試驗選擇合理的注入速度，為油田實際開發(fā)中確定合理的采出和注入速度提供依據(jù)。恩平24－2油田珠江組儲層速敏試驗結(jié)果見表1。由表1可知，恩平24－2油田珠江組儲層臨界流速為0．75ml／min，速度敏感程度為中等偏強。主要是因為儲層中含有高嶺石、伊利石等易產(chǎn)生速敏的粘土礦物和易產(chǎn)生速敏的各種非粘土礦物如石英、長石等，而且結(jié)構(gòu)不緊密，易發(fā)生微粒運移而堵塞孔喉。在試驗過程中巖心的滲透率隨流速增大而增大主要是因為巖心孔喉粗大，當發(fā)生運移的微粒不足以堵塞孔喉時隨流體一起被排出。在實際生產(chǎn)中，適當?shù)乜刂飘a(chǎn)量和注水速度有利于保護油層。

表1 恩平24－2油田珠江組儲層巖心速敏評價試驗結(jié)果

2．2 水敏感性分析

在鉆井、完井及其他作業(yè)中，由于各種工作液與地層水的不配伍性，有可能造成儲層損害［2］。水敏性試驗是測定模擬地層水、1／2模擬地層水和蒸餾水通過巖樣的滲透率。在流速敏感性分析結(jié)果的基礎(chǔ)上，水敏（鹽敏、酸敏、堿敏、應(yīng)力敏感性）試驗流體的流速均為0．50ml／min。恩平24－2油田珠江組儲層水敏試驗結(jié)果見表2。由表2可知，恩平24－2油田珠江組儲層水敏程度為中等偏強。主要是因為儲層中的粘土礦物含有一定量的伊／蒙混層，外來流體進入儲層后引起儲層中粘土礦物水化膨脹、分散、運移堵塞喉道，對儲層造成一定的損害。

表2 恩平24－2油田珠江組儲層巖心水敏評價試驗結(jié)果

2．3 鹽度敏感性分析

鹽度敏感性是指不同礦化度的工作液進入儲層后引起粘土膨脹或分散、運移，儲層巖石滲透率發(fā)生變化的現(xiàn)象［1］。高于地層水礦化度的工作液濾液進入儲層后，可能造成粘土礦物收縮、失穩(wěn)、脫落，堵塞孔隙喉道；低于地層水礦化度的工作液濾液進入儲層后，可能引起油層中粘土礦物的膨脹和分散，縮小或堵塞儲層孔隙空間和喉道，降低滲透率［3］。鹽度敏感性試驗是研究儲層巖石在接觸不同礦化度流體時滲透率的變化規(guī)律，為各類工作液的設(shè)計提供依據(jù)。恩平24－2油田珠江組儲層鹽度升高和降低時的鹽敏試驗結(jié)果分別見表3和表4。鹽度升高時恩平24－2油田珠江組儲層損害率為16．67%～50．00%，臨界礦化度為52875mg／L，高于地層水礦化度的入井液降低滲透率，主要是因為高礦化度的流體壓縮粘土顆粒擴散雙電層厚度，造成顆粒失穩(wěn)、脫落，堵塞孔隙喉道；鹽度降低時恩平24－2油田珠江組儲層損害率為6．25%～55．00%，臨界礦化度為31725mg／L，低于地層水礦化度的入井液降低滲透率，主要是因為低于地層水礦化度的流體與儲層中粘土礦物接觸后，造成儲層中粘土礦物水化膨脹、分散、運移堵塞喉道。因此恩平24－2油田珠江組儲層外來流體合理的礦化度范圍為31725～52875mg／L。

表3 恩平24－2油田珠江組儲層7＃巖心鹽敏評價試驗結(jié)果（鹽度升高）

表4 恩平24－2油田珠江組儲層8＃巖心鹽敏評價試驗結(jié)果（鹽度降低）

2．4 酸敏感性分析

酸液進入油層后，一方面改善油層的滲透率，另一方面會與油層中的礦物及地層流體反應(yīng)產(chǎn)生化學(xué)沉淀或凝膠和破壞巖石原有結(jié)構(gòu)，產(chǎn)生或加劇流速敏感性。酸敏感性試驗是研究酸液是否會對儲層造成傷害以及傷害的程度，尋求更為合理、有效的酸液配方和酸化處理方法。恩平24－2油田珠江組儲層鹽酸酸敏和土酸酸敏試驗結(jié)果見表5。恩平24－2油田珠江組儲層酸敏為無，恩平24－2油田珠江組儲層屬于可酸化地層。造成酸敏損害的主要原因是恩平24－2油田珠江組儲層含有少量綠泥石、呈粒狀、細粒狀黃鐵礦以及粒狀、泥晶結(jié)構(gòu)菱鐵礦等酸敏礦物，易形成鐵的氫氧化物沉淀，堵塞孔隙喉道，降低酸化效果。

2．5 堿敏感性分析

高pH值流體進入儲層后，一方面破壞儲層中粘土礦物和硅質(zhì)膠結(jié)的結(jié)構(gòu)，主要表現(xiàn)為粘土礦物解離和膠結(jié)物溶解后釋放微粒，從而造成堵塞孔隙喉道；另一方面大量的氫氧根與某些二價陽離子形成氫氧化物沉淀，堵塞孔隙喉道［2］。堿敏試驗是研究堿敏發(fā)生的條件（主要是臨界pH值）以及損害程度，為各類工作液的設(shè)計提供依據(jù)。恩平24－2油田珠江組儲層堿敏試驗結(jié)果見表6。恩平24－2油田珠江組儲層堿敏為中等偏強，臨界pH值為9。恩平24－2油田珠江組儲層巖性主要為細－中粒長石巖屑、長石石英砂巖，易與堿液發(fā)生堿敏反應(yīng)；恩平24－2油田珠江組儲層粘土礦物成分主要為高嶺石，高嶺石易與堿發(fā)生反應(yīng)，堿對高嶺石的溶蝕產(chǎn)生新的礦物堵塞孔隙喉道［3］；恩平24－2油田珠江組儲層粘土礦物在堿液的作用下，發(fā)生離子交換，Ca蒙脫石轉(zhuǎn)換為Na蒙脫石，粘土水敏性增強［4］。

表5 恩平24－2油田珠江組儲層酸敏評價試驗結(jié)果

表6 恩平24－2油田珠江組儲層堿敏評價試驗結(jié)果

2．6 應(yīng)力敏感性分析

在油氣藏的開采過程中，隨著儲層內(nèi)部流體的產(chǎn)出，儲層孔隙壓力降低，儲層巖石原有的受力平衡狀態(tài)發(fā)生改變。應(yīng)力敏感性評價試驗是在施加一定的有效應(yīng)力時，研究巖樣的物性參數(shù)隨應(yīng)力變化而改變的性質(zhì)和應(yīng)力敏感產(chǎn)生的損害程度。反映了巖石孔隙幾何學(xué)及裂縫壁面形態(tài)對應(yīng)力變化的響應(yīng)，從而為確定合理的生產(chǎn)壓差和油層保護技術(shù)措施提供依據(jù)［5］。恩平24－2油田珠江組儲層應(yīng)力敏感試驗結(jié)果見圖1。恩平24－2油田珠江組儲層應(yīng)力敏感性程度為中等偏強，臨界應(yīng)力3．5MPa，發(fā)生應(yīng)力敏感損害后，釋放應(yīng)力滲透率不能恢復(fù)，應(yīng)力敏感損害是不可逆的。主要是因為恩平24－2油田珠江組儲層巖性較為疏松，孔隙發(fā)育，承受的圍壓增大到一定程度后，壓縮孔隙吼道，降低滲透率。在鉆、完井過程中應(yīng)盡量降低壓差和壓力激動，降低應(yīng)力敏感性造成的儲層傷害；在采油作業(yè)中，應(yīng)確定合理的開采速度和生產(chǎn)壓差。

圖1 巖心應(yīng)力敏感性試驗結(jié)果

3 結(jié)論及建議

1）恩平24－2油田珠江組儲層物性較好，粘土礦物含量相對較低，粘土礦物成分主要為高嶺石，其次為伊／蒙混層、伊利石，同時見少量綠泥石。

2）儲層速敏程度中等偏強、水敏程度中等偏強、堿敏程度中等偏強、應(yīng)力敏感程度中等偏強，對鹽酸和土酸均沒有表現(xiàn)出酸敏性。儲層臨界流速為0．75ml／min，臨界礦化度為31725～52875mg／L，臨界pH值為9，臨界應(yīng)力為3．5MPa。

3）實際生產(chǎn)中，應(yīng)確定合理的開采速度和生產(chǎn)壓差，入井流體應(yīng)注意防膨性和控制pH值。

［1］SY／T5358－2010，儲層敏感性實驗評價方法［S］．

［2］王尤富．渤中25－油田儲層敏感性試驗研究［J］．石油天然氣學(xué)報，2009，31（2）：104～106．

［3］熊生春，劉衛(wèi)東，楊燁，等．高嶺石與堿性驅(qū)替劑反應(yīng)實驗研究［J］．西南石油大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2009，31（3）：130～133．

［4］歐陽傳湘，鄧志穎，張偉．輪古7井區(qū)三疊系砂巖儲層黏土礦物特征及敏感性損害研究［J］．巖性油氣藏，2011，23（5）：111～114．

［5］羅東紅，唐海雄，熊友明，等．南海流花11－礁灰?guī)r油田儲層敏感性評價［J］．中國海上油氣，2007，19（5）：315～318．

［編輯］ 蕭 雨

TE311

A

1000－9752（2012）06－0119－04

2012－02－05

胡友林（1978－），男，2002年江漢石油學(xué)院畢業(yè)，碩士，講師，現(xiàn)主要從事鉆井液與完井液的教學(xué)與科研工作。