何永宏

（中國石油長慶油田公司超低滲透油藏研究中心，陜西 西安710018）

儲層敏感性評價是油氣儲層研究的重要內(nèi)容，儲層敏感性分析的目的是研究各類敏感性對儲層的傷害程度，以提出預防或治理措施［1-4］。超低滲透砂巖油藏儲層有別于常規(guī)低滲透儲層，研究其儲層敏感性對于高效開發(fā)該類油藏具有重要的理論和現(xiàn)實意義［5-10］。為此，筆者以鄂爾多斯盆地姬塬油田長8 油藏為研究對象，研究超低滲透砂巖油藏儲層敏感性。

1 儲層基本特征

姬塬油田位于鄂爾多斯盆地中西部，研究區(qū)北起張家山，南抵郝家澗，西自山城，東至高崾峴，區(qū)域構造橫跨伊陜斜坡與天環(huán)坳陷2 個構造單元。區(qū)內(nèi)構造簡單，為傾角小于1°的西傾單斜。近年來，姬塬油田延長組勘探開發(fā)不斷取得新突破，已在長8 油層組發(fā)現(xiàn)大型巖性油藏。

1.1 巖石學特征

薄片鑒定表明，姬塬油田長8 儲層主要為長石質(zhì)巖屑砂巖、巖屑質(zhì)長石砂巖及巖屑砂巖。砂巖組分中石英、長石、巖屑體積分數(shù)分別為8.5%～59.5%，3.0%～46.0%，7.0%～41.0%。巖屑主要為沉積巖巖屑、巖漿巖巖屑和變質(zhì)巖巖屑。碎屑顆粒為次棱—次棱角狀，以細砂和粉細砂為主，粒度中值0.25～0.40 mm，分選中—差，膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主。砂巖填隙物體積分數(shù)為13.40%，膠結(jié)物主要有黏土礦物（高嶺石、綠泥石），碳酸鹽礦物（方解石、鐵方解石、白云石、鐵白云石）以及沸石類礦物（以濁沸石為主）和部分鐵質(zhì)（褐鐵礦、赤鐵礦）。

1.2 敏感性礦物特征

X 衍射分析表明，研究區(qū)儲層黏土礦物體積分數(shù)為7%～23%，平均值為13.75%。其中，伊利石體積分數(shù)為10%～32%，且隨埋深增加有增大趨勢；綠泥石體積分數(shù)為15%～56%，表明成巖組分以富Fe2+為主；高嶺石體積分數(shù)10%～66%，高嶺石部分由交代伊利石或交代長石產(chǎn)出；伊/蒙混層體積分數(shù)為4%～28%，且隨埋深增加而減少，伊/蒙間層比為15%～30%。

1.3 儲層物性特征

由巖心物性分析，儲層孔隙度為4.80%～18.90%，平均值11.03%；儲層滲透率為（0.101～14.210）×10-3μm2，平均值為0.720×10-3μm2，為低孔、超—特低滲儲層。由孔隙度、滲透率關系可知（見圖1），隨孔隙度增加，滲透率也增大。

圖1 滲透率與孔隙度的關系

2 儲層敏感性

為了研究姬塬油田長8 超低滲透砂巖油藏儲層的敏感性，在長慶油田勘探開發(fā)研究院化驗分析中心，采用流體驅(qū)替方法，進行了52 塊樣品的敏感性實驗，并對實驗結(jié)果展開分析［11-19］。

2.1 水敏性

油氣層遇淡水后滲透率降低的現(xiàn)象，稱為水敏。研究中，水敏性實驗模擬儲層溫度49°C，地層壓力為20～25 MPa，流動介質(zhì)為地層水、次地層水和蒸餾水，水敏性流動試驗結(jié)果見表1。

表1 水敏實驗結(jié)果

表1中φ 為孔隙度，KL為臨界礦化度點前各點滲透率的算術平均值，K′為滲透率，Iw為水敏指數(shù)。由表1看出，姬塬油田長8 儲層水敏指數(shù)為0.12～0.34，平均值為0.22，根據(jù)儲層敏感性評價標準［19］，屬弱水敏。研究區(qū)儲層水敏性礦物中只有伊利石（19.78%）、伊/蒙混層（18.46%）發(fā)育且體積分數(shù)較低。另外，全巖分析表明，研究區(qū)儲層黏土礦物體積分數(shù)較低，黏土礦物分析結(jié)果與儲層弱水敏評價結(jié)果相符。

分析水敏指數(shù)與物性及孔喉參數(shù)的相關關系發(fā)現(xiàn)，影響儲層水敏性的因素除黏土礦物外，儲層物性及孔隙結(jié)構也是重要原因。隨著儲層物性向好，水敏性增強；隨著儲層孔隙結(jié)構變好，水敏性也增強。即物性差的儲層，其孔隙結(jié)構的均質(zhì)性也差，水敏性也弱，這一特征有利于研究區(qū)超低滲透油藏的注水開發(fā)，這也是超低滲儲層與常規(guī)儲層或一般低滲儲層特性差異的一個方面。

2.2 酸敏性

儲層酸敏性是指酸液進入地層后，與地層中的酸敏性礦物及流體發(fā)生反應，產(chǎn)生沉淀或者釋放出微粒，使地層滲透率下降的現(xiàn)象。本次實驗選用15%HCl 進行酸敏性評價，地層水礦化度為50 000 mg/L，實驗結(jié)果見表2。

表2 酸敏性實驗結(jié)果

表2中Kf，Ka分別為注酸前、后的滲透率，Is為酸敏指數(shù)。由表2看出，巖樣經(jīng)酸處理后，滲透率有升有降。分析其原因，儲層酸敏性礦物主要有綠泥石和碳酸鹽，綠泥石遇酸反應產(chǎn)生Fe（OH）3沉淀，導致儲層滲透率下降；碳酸鹽遇酸反應，將儲層碳酸鹽礦物溶蝕，導致儲層滲透率升高。儲層酸敏指數(shù)變化范圍大，也說明儲層中綠泥石和碳酸鹽分布不均一，即儲層成巖相分布的不均一性較強。

研究區(qū)儲層成巖相研究發(fā)現(xiàn)，酸敏性強樣品所處的成巖相普遍發(fā)育有綠泥石或綠蒙混層，而酸敏性弱—無或酸敏性有所改善的樣品，其所處的成巖相普遍發(fā)育方解石、白云石或鐵方解石、鐵白云石等碳酸鹽礦物（見表2）。

由表2可以看出，酸敏性實驗中巖心滲透率下降的原因是儲層發(fā)育綠泥石、綠/蒙混層黏土礦物；滲透率升高的樣品儲層發(fā)育方解石、白云石、鐵方解石、鐵白云石等碳酸鹽礦物，滲透率沒有下降的原因是儲層碳酸鹽膠結(jié)物的溶蝕量足以彌補Fe（OH）3沉淀對儲層產(chǎn)生的傷害。

2.3 堿敏性

通過注入不同pH 值的地層水并測定滲透率，根據(jù)滲透率的變化評價堿敏損害程度，找出堿敏發(fā)生的條件。本次實驗選用不同濃度的KOH 溶液進行實驗，地層水礦化度為50 000 mg/L，實驗結(jié)果如表3所示。

表3 堿敏性實驗結(jié)果

表3中Ib為堿敏指數(shù)。由表3可知，研究區(qū)以弱堿敏為主。由全巖分析結(jié)果，研究區(qū)長8 儲層堿敏性礦物中僅有鉀長石發(fā)育，且體積分數(shù)不高（12.06%）。

堿敏性評價結(jié)果與全巖礦物分析結(jié)果吻合性較好。同時，儲層物性與堿敏指數(shù)的相關性分析發(fā)現(xiàn)，儲層物性對堿敏指數(shù)影響不大。

2.4 鹽敏性

含鹽度不同于地層水礦化度的流體進入油藏儲層，引起黏土礦物的物理及化學變化，進而堵塞孔喉造成滲透率下降的現(xiàn)象，稱為鹽敏。鹽敏性評價的目的是確定鹽敏發(fā)生的條件，以及由鹽敏引起的油氣層損害程度（見表4）。

表4 鹽敏實驗結(jié)果

由表4可知，儲層鹽敏性為弱—中等鹽敏，以弱鹽敏為主。實驗分析發(fā)現(xiàn)，儲層存在明顯的臨界礦化度，隨著儲層物性變好，臨界礦化度有升高的趨勢。

2.5 速敏性

速敏性是指因流體流動速度變化引起儲層速敏性礦物微粒運移，堵塞孔喉造成儲層滲透率下降的現(xiàn)象。速敏性評價的主要目的是確定微粒運移導致儲層損害的臨界流速vc，以及由速敏引起的油氣層損害程度，為確定合理的驅(qū)替速度提供科學依據(jù)。在速敏性實驗中，地層水礦化度為50 000 mg/L，地層水黏度為0.752 mPa·s。

表5中的Kq為小于臨界流速時巖心的原始滲透率，KLA為大于臨界流速時流體滲透率的最小值，Iv為速敏指數(shù)。

由表5可知，滲透率損害率在1.45%～25.57%，為弱—無速敏。黏土礦物體積分數(shù)分析表明，研究區(qū)長8儲層速敏性礦物中只發(fā)育高嶺石，其體積分數(shù)為30%。因黏土礦物體積分數(shù)較低（13.75%），故速敏性礦物高嶺石的體積分數(shù)不高，儲層速敏性較弱。

表5 流速敏感性實驗結(jié)果

3 結(jié)論

1）鄂爾多斯盆地姬塬油田長8 超低滲透砂巖油藏儲層具有弱水敏、弱—中等偏弱堿敏、弱—中等鹽敏、弱—無速敏、酸敏性波動范圍大的特點。

2）成巖相帶的分布是控制儲層敏感性的最直接因素。另外，儲層物性及孔隙結(jié)構也影響儲層水敏性，儲層物性越差，孔隙結(jié)構非均質(zhì)性越強，儲層水敏性越弱。這一點有利于研究區(qū)超低滲透砂巖油藏的規(guī)模注水開發(fā)。

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