聶桂萍， 徐銅浩， 敬 敏

(1.中海油能源發(fā)展股份有限公司 工程技術(shù)湛江分公司， 廣東 湛江 524000；2. 成都理工大學 能源學院, 成都 610059)

碳酸鹽巖油藏資源量巨大，世界上有40%的油田為碳酸鹽巖油藏，碳酸鹽巖油藏的原油產(chǎn)量占世界原油產(chǎn)量的65%[1]，是世界上主要的油藏類型之一。但是由于碳酸鹽巖油藏具有孔隙中的滲流條件差異較大、縱向上儲層物性變化范圍較大且儲層非均質(zhì)較強的特點，因此在開發(fā)過程中需要采用酸化酸壓的措施對碳酸鹽巖儲層開展儲層改造。

為進一步提高油田的開發(fā)效果，為后續(xù)的產(chǎn)能預測模型的參數(shù)選取及輸入提供依據(jù)，進一步提高酸化酸壓措施產(chǎn)能預測的準確性，本次研究通過X光衍射技術(shù)，觀察巖心在不同時間酸蝕后礦物成分的變化情況，系統(tǒng)分析米桑油田碳酸鹽巖油藏儲層的微觀特征。

1 X光衍射實驗設備和巖心樣品介紹

1.1 樣品來源

米桑(Missan)油田群位于伊拉克東南部米桑省，毗鄰伊朗邊界，西北距巴格達約350 km，南距巴士拉約175 km。油田群共包括3個油田，分別是AbuGhirab、Buzurgan和Fauqi油田[2]。受區(qū)域構(gòu)造控制，米桑構(gòu)造區(qū)總體表現(xiàn)為北西-南東向的背斜構(gòu)造，共發(fā)育東、西2個背斜構(gòu)造帶。其中AbuGhirab油田、Fauqi油田位于東背斜構(gòu)造帶，Buzurgan油田位于西背斜構(gòu)造帶[3]。米桑油田群開發(fā)目標共包括2套油藏，分別為第三系的Asmari油藏(發(fā)育在AbuGhirab油田和Fauqi油田)和白堊系的Mishrif油藏(發(fā)育在Buzurgan油田和Fauqi油田)。樣品基礎數(shù)據(jù)見表1。

表1 樣品基礎數(shù)據(jù)

1.2 實驗儀器

X射線衍射分析(X-ray diffraction)，是利用晶體形成的X射線衍射，對物質(zhì)進行內(nèi)部空間分布狀況的結(jié)構(gòu)分析方法[4]。將具有一定波長的X射線照射到結(jié)晶體物質(zhì)上時，X射線因在結(jié)晶內(nèi)遇到規(guī)則排列的原子或離子發(fā)生散射，散射的X射線在某些方向上相位得到加強，從而顯示與結(jié)晶結(jié)構(gòu)相對應的特有衍射現(xiàn)象。其具有不傷害樣品、無污染、快捷、測量精度高等優(yōu)點[5]。

全巖X射線粉晶衍射就是依據(jù)上述理論基礎，運用圖1所示的理學DMAX-3C衍射儀(Cu、Ka、Ni濾光)嚴格按照行業(yè)標準對米桑油田不同層位巖心的粉晶進行分析[6]。

圖1 理學DMAX-3C衍射儀

2 不同反應時間巖心礦物種類和含量分析

巖心C9T82位于MB21層樣品深度在4 025.87 m取樣點很淺只有0.29 m，可以清晰地達到方解石含量從開始的69.5%到酸蝕10 min后的48.2%，其中石英占比基本不變，不含鉀長石，斜長石含量增加，方解石含量損失很大，黃鐵礦和菱鎂礦含量非常少，黏土礦物含量也很少；巖心C9T52也在MB21層位上深度4 023.03 m，取樣點深度0.25 m，其中不含硬石膏、方沸石、鉀長石黃鐵礦和菱鎂礦，石英、斜長石含量基本不變，方解石含量明顯減少；巖心C1T11位于A1上層，其深度在2 994.56 m，同樣通過鹽酸處理后，明顯看出石英占比有所增加，這是由于方解石在5%濃度鹽酸處理5 min后就完全溶蝕了，相對于其他巖心，C1T11黏土總量占比達到了開始的29.4%。巖心C6T62位于Asmari層，其深度為3 080.81 m，取樣點深度為0.42 m，在5%的鹽酸反應10 min后，石英、斜長石占比基本不變，鉀長石消失，方解石完全溶蝕，黏土礦物總量占比下降。不同反應時間下的礦物含量見表2。

表2 不同反應時間下的礦物含量

3 不同反應時間巖心X光衍射圖譜分析

圖2～圖5是巖心C9T82在5%鹽酸酸蝕不同時間的X譜圖及含量柱狀圖。

圖2 巖心C9T82原始X譜圖

圖3 巖心C9T82-0.05hcl-5 min X譜圖

圖4 巖心C9T82-0.05hcl-10 min X譜圖

圖5 巖心C9T82礦物含量圖

從上面4組巖心C9T82的圖譜同樣可以看出，石英含量占比在10 min后基本不變，沒有鉀長石，在溶蝕5 min時出現(xiàn)了少量黃鐵礦，但隨著溶蝕時間的增加，黃鐵礦被全部溶解，斜長石的占比略微升高，方解石含量占比減少20%。

圖6～圖9是巖心C9T52在5%鹽酸酸蝕不同時間的X譜圖及含量柱狀圖。

圖6 巖心C9T52原始X譜圖

圖7 巖心C9T52-0.05hcl-5 min X譜圖

圖8 巖心C9T52-0.05hcl-10 min X譜圖

圖9 巖心C9T52礦物含量圖

從圖6～圖9可以看出，巖心C9T52在5%鹽酸處理后，方解石的占比減少20%左右，白云石占比上升，其他礦物含量基本不變。

圖10～圖13是巖心C1T11在5%鹽酸酸蝕不同時間的X譜圖及含量柱狀圖。

圖10 巖心C1T11原始X譜圖

圖11 巖心C1T11-0.05hcl-5 min X譜圖

圖12 巖心C1T11-0.05hcl-10 min X譜圖

圖13 巖心C1T11礦物含量圖

從圖10～圖13可以看出，巖心C1T11石英占比增加，在5 min時最高，10 min時占比減少，這是溶蝕時間過久，少量石英被溶蝕；而對于方解石，在溶蝕5 min時就完全消失，白云石在開始時沒有測出，但是在溶解5 min后出現(xiàn)，這是表面的方解石被溶蝕致使白云石出現(xiàn)。

圖14～圖17是巖心C6T62在5%鹽酸酸蝕不同時間的X譜圖及含量柱狀圖。

圖14 巖心C6T62原始X譜圖

圖15 巖心C6T62-0.05hcl-5 min X譜圖

圖16 巖心C6T62-0.05hcl-10 min X譜圖

圖17 巖心C6T62礦物含量圖

從圖14～圖17可以看出，巖心C6T62石英占比在5 min的時候升高，這是因為在5 min的時候，方解石被溶蝕完全；同樣，白云石的也在5 min時占比上升，同時也出現(xiàn)了少量的鉀長石，黏土礦物含量也有所下降。在處理10 min后，石英占比減少，鉀長石消失，斜長石占比略微增加，白云石占比略微增加，黏土礦物總量略微增加，這是因為石英在10 min時被溶蝕，含量小于5 min。

4 結(jié)論

不同巖心酸蝕后方解石及白云石的溶解情況不同。巖心C9T82在5%鹽酸處理后，方解石溶解較多，白云石溶解較少。巖心C9T52在5%鹽酸處理后方解石明顯減少。巖心C3T93硬石膏的含量隨反應時間的增加逐漸減少，白云石的含量逐漸增加。巖心C1T11的石英占比增加，白云石占比降低。巖心C6T62的白云石占比增加，石英占比先增后減。