黃慧娟，黃 鋼

(1.西安石油大學，陜西 西安 710064;2.長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西 西安 710018)

鄂爾多斯盆地是一個經(jīng)過多期構(gòu)造運動疊合形成的殘余內(nèi)陸克拉通盆地，是我國大中型多層系含油氣盆地之一。盆地內(nèi)沉積有自古生代以來的多套沉積體系，其中延長組(T3y)是一套在內(nèi)陸湖泊三角洲沉積體系上發(fā)育的重要油氣儲集層。長9油層組屬于延長組第三段(T3y5)，主要發(fā)育一套處于三角洲前緣亞相的砂巖儲層[1]。研究區(qū)為姬塬地區(qū)東部，西起王盤山，東到新安邊，北起磚井，南止鐵邊城，面積約3 837 km2，屬黃土塬地貌，構(gòu)造處于鄂爾多斯沉積盆地陜北斜坡中西部，總體呈一平緩的西傾單斜，傾角不足1°，局部發(fā)育差異壓實作用形成的起伏較小軸向近東西或北東向的鼻狀隆起。本次研究利用多種巖心分析資料及測井資料，對長9儲層的巖石學、儲集物性、孔隙結(jié)構(gòu)和敏感性等特征進行綜合分析研究。

1 儲層基本特征

1.1 巖石學特征

據(jù)67口井117塊薄片鑒定資料統(tǒng)計分析表明，姬塬油田長9儲層主要以長石砂巖為主，巖屑長石砂巖次之(見圖1);碎屑成分主要以長石類和石英類為主，其次為巖屑，其中石英占29.17%、長石占38.27%、巖屑為15.31%，長石含量略高于石英;填隙物平均體積為17.25%，主要成份有高嶺石、水云母、綠泥石、方解石、鐵方解石、硅質(zhì)及濁沸石等。

圖1 姬塬地區(qū)長9儲層砂巖三角分類圖

1.2 儲層物性特征

對研究區(qū)長9儲層117口井2997塊巖樣進行物性物性數(shù)據(jù)統(tǒng)計，分析得出長9孔隙度集中分布在8.5% ～16.0%之間，平均為 12.31%;滲透率集中分布在(0.1～0.5)×10-3um2之間，平均為 2.75×10-3um2，儲層物性較差，屬于油層低孔隙度、特低-超低滲透率儲層?？紫抖群蜐B透率具有較好的正相關(guān)關(guān)系(見圖2)。儲層滲透性不但受孔隙和喉道大小的制約，還受孔隙結(jié)構(gòu)的控制，這也是具有相同孔隙度巖樣間卻存在滲透性差異的主要原因。

圖2 姬塬地區(qū)長9儲層孔隙度與滲透率交會圖

1.3 孔隙類型

對67口井116個薄片鑒定觀察發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)長9儲層的孔隙類型包括原生孔隙和次生孔隙:其中原生孔隙以粒間孔為主，占72.5%;次生孔隙以長石溶孔為主，占24.7%，巖屑溶孔和晶間孔隙所占比較較小，僅占2.8%。所以，研究區(qū)長9儲層的主要儲集空間為原生粒間孔和次生長石溶孔，這些溶孔受后期的成巖作用影響較大，是改善儲層物性并形成有效儲集空間的關(guān)鍵。剩余粒間孔多數(shù)被綠泥石膜環(huán)包著，所以在綠泥石膜發(fā)育的地方，剩余粒間孔也比較發(fā)育，成巖作用相對較弱。而溶蝕粒間孔則受較強的成巖作用，主要是比較容易溶蝕的長石溶蝕形成的，也是一些巖屑和粘土填隙物經(jīng)后期改造溶蝕形成(見圖3)。

圖3 姬塬地區(qū)長9儲層顯微結(jié)構(gòu)特征圖

1.4 孔隙結(jié)構(gòu)特征

對42口井45個壓汞資料分析表明，研究區(qū)長9儲層排驅(qū)壓力較大，平均為0.37 Mpa;反映儲層連通喉道的集中程度不高，中值壓力為2.58 Mpa;中值喉道半徑較小，為0.34 μm，;最大進汞飽和度較高，為 70.48%;退汞效率較低，為23.80%。通過以上分析結(jié)合壓汞曲線可以得知:長9曲線斜度大，沒有明顯的曲線平臺(見圖4)，研究區(qū)長9儲層孔隙中微小孔隙發(fā)育，孔隙分選較差，孔隙結(jié)構(gòu)復雜，儲層滲透能力變差。

圖4 姬塬地區(qū)長9儲層壓汞曲線特征圖

2 儲層敏感性分析

儲層敏感性評價包括兩部分內(nèi)容:1)從巖相學分析的角度，評價儲層的敏感性礦物特征，研究儲層潛在的傷害因素;2)在巖相學分析的基礎(chǔ)上，選擇代表性的樣品，進行敏感性實驗，通過測定巖石與各種外來工作液接觸前后滲透率的變化，來評價工作液對儲層的傷害程度。下面對研究區(qū)儲層的敏感性進行具體闡述。

2.1 速敏性

砂巖儲層的孔隙空間中分布著分散狀、襯層狀和搭橋狀的粘土礦物(也包括少量的膠結(jié)不緊的碎屑顆粒)，如高嶺石、毛發(fā)狀伊利石，微晶石英、長石等，它們在外來液的作用下發(fā)生水化、膨脹和分散，然后以一定的流速進行流動運移，使得儲層的儲集物性變差，即所謂的“速敏”[2，3]。進行速敏試驗的目的就是要通過流體流動試驗，確定最佳的注入水流動速度(臨界流速)，以保證儲層內(nèi)部顆粒不發(fā)生移動。它是整個敏感性及工作液損害評價的基礎(chǔ)和起始點。姬塬地區(qū)長9速敏實驗結(jié)果見表1，儲層的速敏指數(shù)范圍在21%～35%，平均速敏指數(shù)為25.9%，總體表現(xiàn)為弱速敏。

表1 姬塬油田長9儲層巖心速敏實驗評價結(jié)果

2.2 水敏性

儲層水敏性是指當與地層不配伍的外來流體進入地層后，引起粘土礦物水化、膨脹、分散、遷移，從而導致滲透率不同程度下降的現(xiàn)象[2，3]。儲層水敏程度一方面取決于儲層內(nèi)粘土礦物的類型及含量;另一方面取決于外來流體的礦化度。水敏性試驗的主要目的是研究水敏性礦物(蒙脫石等)的水敏特征，必須使驅(qū)替速度低于臨界流速，以保證沒有"橋堵"發(fā)生，從而認為，這樣產(chǎn)生滲透率變化是由于粘土礦物水化膨脹所引起的，以便確定注入水的最佳水介質(zhì)性質(zhì)[4]。姬塬地區(qū)長9水敏實驗結(jié)果見表2，儲層水敏指數(shù)范圍在18%～%19，平均水敏指數(shù)為18.5%，屬于弱水敏。

表2 姬塬油田長9儲層巖心水敏實驗評價結(jié)果

2.3 酸敏性

砂巖儲層的壓裂、酸化改造是一項很有效益的增產(chǎn)措施，尤其對低滲儲層，通過注入酸液溶解巖石的某些基質(zhì)，可以使地層滲透率提高。但是，如果酸處理不當，粘土礦物(包括部分碎屑顆粒)又會與酸發(fā)生反應(yīng)進而產(chǎn)生大量沉淀物質(zhì)，如 Fe(OH)3，非晶質(zhì) SiO2、CaF2等，這些物質(zhì)在孔隙、喉道處分布以后，將會導致儲層滲透率下降，即產(chǎn)生"酸敏"現(xiàn)象[2，3]。因此，通過酸敏試驗，可以掌握注入酸對地層的改造程度，有效地改善儲層。對于砂巖儲層，酸化處理一般是土酸，即鹽酸(HCL)和氫氟酸(HF)的混合物，酸敏程度主要與巖石中含鐵礦物的多少有關(guān)(包括鐵白云石、鐵方解石、黃鐵礦、菱鐵礦、磁鐵礦、綠泥石等)，含鐵礦物含量越高，則儲層酸敏性越強，反之，則酸敏性越弱。姬塬地區(qū)長9酸敏實驗結(jié)果見表3，儲層酸敏指數(shù)在13% ～39%之間，平均酸敏指數(shù)為24%，總體呈現(xiàn)為弱酸敏。

表3 姬塬油田長9儲層巖心酸敏實驗評價結(jié)果

表4 姬塬油田長9儲層巖心酸敏實驗評價結(jié)果

2.4 堿敏性

堿度敏感性是指堿性(pH ＞7)工作液進人儲層后與儲層巖石或儲層液體接觸，使儲層滲透率下降的現(xiàn)象[2，3]。巖石中的礦物與注人的堿液反應(yīng)，一方面是氫氧根離子減少;另一方面產(chǎn)生新生礦物，造成地層結(jié)垢，使?jié)B透率降低。通過堿敏感性評價實驗可以了解油層巖石與不同pH值鹽水接觸作用下巖石滲透率的變化過程，找出堿敏感性損害發(fā)生的條件(臨界pH值)以及由堿敏感性引起的油層損害程度，為各種入井工作液pH值的確定提供依據(jù)。姬塬地區(qū)長9堿敏實驗結(jié)果見表4，儲層堿敏指數(shù)在48% ～379%之間，平均堿敏指數(shù)為61%，總體呈現(xiàn)為中等堿敏。

表5 姬塬油田長9儲層巖心鹽敏實驗評價結(jié)果

2.5 鹽敏性

當砂巖儲層與外來流體接觸時，巖石中粘土礦物原來的離子環(huán)境被破壞，尤其是當它與礦化度低的外來流體接觸時，粘土礦物發(fā)生水化和陽離子交換，使粘土礦物的層間距離加大并開始分散，隨著外來液體礦化度的逐漸下降，粘土礦物會在某一礦化度下發(fā)生明顯的膨脹分散，出現(xiàn)滲透率急劇下降的現(xiàn)象稱為鹽敏性，而這個礦化度稱為臨界礦化度[2，3]。臨界礦化度越小，地層與外來流體接觸時適應(yīng)低礦化度流體的能力越強(即鹽敏性越弱);而臨界礦化度越大，則地層的鹽敏性越強。鹽敏性試驗的目的是評價膨脹性粘土礦物承受低鹽流體的能力，找出臨界礦化度，為現(xiàn)場施工，選擇注入液和調(diào)整礦化度提供依據(jù)。姬塬地區(qū)長9鹽敏實驗結(jié)果見表5，鹽敏程度總體呈現(xiàn)中等偏弱鹽敏。

3 結(jié)語

(1)姬塬地區(qū)長9儲層特征分析結(jié)果表明:儲層物性整體較差，孔隙細微，孔隙結(jié)構(gòu)復雜，儲層滲透能力變差，為低孔隙度低滲透率儲層。

(2)姬塬地區(qū)長9儲層敏感性以弱傷害為主，少量樣品呈中等偏弱傷害程度。由于長8儲層非均質(zhì)性較強，孔隙細微，敏感性對儲層傷害有一定影響。

[1]歐陽健，等.渤海灣地區(qū)低電阻油氣層測井技術(shù)與解釋方法[M].北京:石油工業(yè)出版社.2000.

[2]唐洪俊，崔凱華.油層物理.北京:石油工業(yè)出版社.2009.

[3]王小琳.注水開發(fā)中儲層保護技術(shù).[工程碩士論文].西安:西安石油大學.2007.

[4]楊秋蓮，李愛琴，孫燕妮，等.超低滲儲層分類方法探討.巖性油氣藏.2007;19(4):51～56.