海安油區袁101井區儲層敏感性試驗研究

羅覺生，尹先清，肖遠牲

(長江大學化學與環境工程學院，湖北 荊州 434023)

王玉燕，于寶石

(中石油浙江油田分公司，浙江 杭州 310023)

曲乾生，龍 霄

(北京中油石油技術有限公司，北京 100083)

海安油區袁101井區儲層敏感性試驗研究

羅覺生，尹先清，肖遠牲

(長江大學化學與環境工程學院，湖北 荊州 434023)

王玉燕，于寶石

(中石油浙江油田分公司，浙江 杭州 310023)

曲乾生，龍 霄

(北京中油石油技術有限公司，北京 100083)

試驗研究了海安油區袁101井的油層取心巖樣的敏感性。結果表明，臨界流速1.46m/d，速敏指數為0.46，速敏損害程度中等偏弱；水敏指數為0.53，水敏損害程度中等偏強，臨界礦化度22950mg/L；堿敏指數為0.05，無堿敏損害。酸敏指數為0.14，酸敏損害程度中等偏弱；圍壓≤18MPa下，應力敏感性引起的滲透率損害率為55.35%，損害程度中等偏強；應力敏感性引起的不可逆滲透率損害率為13.78%。

海安油區；儲層敏感性；儲層保護

儲層巖石中存在的各種敏感性礦物在外來流體的作用下容易造成油層損害[1-2]。注水開發是我國油田二次采油的主要開發措施。注水開發前期，應對注水開發過程中可能引起的儲層傷害及相應的儲層保護技術開展研究。袁101井區位于蘇北盆地海安凹陷曲塘次凹東部斜坡帶袁家斷塊構造較低部位，筆者通過巖心敏感性試驗研究了該區儲層潛在損害因素，以便為該井區注水開發提供參考。

1 試驗部分

試驗所用的主要儀器有LB-10C型平流泵(北京星達儀器廠)和CH-2高溫高壓巖心流動試驗儀。試驗用巖樣為袁101井巖心，油層井深2722.66～2728.13m，巖心為灰褐色油浸含礫巖，含夾層巖石致密，巖樣直徑2.5cm，長度4～8.0cm。試驗用水樣為袁1-27井地層水；試驗溫度為75℃。評價方法依據文獻[1]處理，并根據敏感性判斷指標判斷損害程度[2]。

2 試驗結果及分析

2.1流速敏感性評價

表1 袁101井阜三段上巖樣速敏性試驗結果

通過流速敏感(簡稱速敏)性試驗，找出由于流速影響導致微粒運移從而發生油氣層損害的臨界流速以及流速敏感性引起的油氣層損害程度。表1所示為袁101井阜三段上巖樣速敏性試驗結果。

計算得到袁101井阜三段上儲層的速敏指數為0.46，臨界流速1.46ml/min，為中等偏弱速敏。地層中最容易產生速敏的粘土礦物是高嶺石。X-衍射分析表明，袁101井儲層粘土含量高達14.47%，高嶺石相對含量為22%，伊利石相對含量15%。

2.2水敏性評價

通過水敏性試驗來測定地層水(或模擬地層水)、50%地層水和蒸餾水通過巖樣的滲透率，根據試驗

表2 水敏性試驗結果

結果確定粘土膨脹、分散、運移使油氣層損害的程度。表2所示為袁101井阜三段上儲層巖樣水敏性試驗結果。

計算得到袁101井阜三段上儲層巖樣水敏損害指數為0.53，為中等偏強水敏，臨界礦化度為22950mg/L。粘土礦物水化膨脹強度順序為蒙脫石>伊/蒙混層>伊利石>綠泥石>高嶺石。X-衍射分析表明，袁101井儲層粘土礦物中伊/蒙混層相對含量為39%。

2.3堿敏性評價

高pH值液體的進入會造成油氣層中粘土礦物和硅質膠結物結構破壞而釋放出微粒，從而造成孔道堵塞。按地層水的總礦化度配制KCl溶液，加入NaOH逐級提高KCl溶液的pH值，再測定不同pH值下巖石的滲透率，以確定pH值升高引起的油氣層損害程度。表3所示為袁101井阜三段上儲層巖樣堿敏性試驗結果。

計算得袁101井阜三段上儲層堿敏指數為0.05，無堿敏損害。

表3 堿敏性試驗結果

2.4酸敏性評價

表4 酸敏感性試驗結果

通過酸敏性試驗來測定酸化前后的巖心滲透率，以了解酸液是否會對地層產生損害。表4所示為袁101井阜三段上儲層巖樣鹽酸酸敏性試驗結果。

計算得袁101井阜三段上儲層在用15%鹽酸酸化后，巖樣酸敏指數為0.14，該儲層巖石對鹽酸為中等偏弱酸敏。含鐵高的礦物(如綠泥石)一般含Fe2+，在氧化條件下變為Fe3+，pH值為2.2時會沉淀出Fe(OH)3堵塞儲層孔喉。X-衍射分析表明，袁101井儲層粘土礦物中綠泥石相對含量為24%。

2.5應力敏感性評價

表5 應力敏感性測試結果

隨著油氣藏開發過程的進行，儲集層壓力下降使儲層有效壓力(上覆巖層壓力與巖層內孔隙壓力之差)增加。有效壓力增大時，對儲層巖石產生一種壓實作用，迫使儲層中的一些微孔隙被壓縮，這些變化會使巖心的滲透率產生明顯下降。這種滲透率隨壓力不同而發生變化的現象稱滲透率的壓力敏感性，因滲透率的壓力敏感而影響到油氣藏的開發稱為壓敏效應。試驗過程中，用圍壓來模擬上覆巖層壓力。改變圍壓測定每一圍壓下對應的試驗巖心的滲透率。表5所示為袁101井阜三段上儲層巖樣應力敏感性試驗結果。

結果可見，在圍壓≤18MPa下，袁101井阜三段上儲層巖樣應力敏感性引起的滲透率損害率為55.35%，為中等偏強應力敏。應力敏感性引起的不可逆滲透率損害率為13.78%。

3 結論和建議

1) 巖樣驅替臨界流速1.46m/d，速敏指數為0.46，為中等偏弱速敏。因此，為防止儲層流體速度過大引起微粒運移而造成滲透率降低，建議油田注水或采油速度控制在1.46m/d以下。

2) 水敏指數為0.53，為中等偏強水敏，臨界礦化度22950mg/L(即地層水的礦化度)。因此，為防止外來流體礦化度低引起儲層滲透率降低，建議采用經處理的地層水或工作液中加入防膨劑作為油田作業液。

3)堿敏指數為0.05，該儲層無堿敏損害。

4)酸敏指數為0.14，該儲層對鹽酸為中等偏弱酸敏。在進行酸化作業時，必須對酸液配方進行優選，以免酸化造成儲層的二次傷害。

5)在圍壓≤18MPa下，袁101井阜三段上儲層巖樣應力敏感性引起的滲透率損害率為55.35%，為中等偏強應力敏地層；應力敏感性引起的不可逆滲透率損害率為13.78%。

[1]SY/T 5358-2002，儲層敏感性流動試驗評價方法[S].

[1]李克向. 保護油氣層鉆井完井技術[M]. 北京:石油工業出版社, 1993.

[2]張紹槐，羅平亞. 保護儲集層技術[M]. 北京:石油工業出版社, 1993.

[編輯] 李啟棟

10.3969/j.issn.1673-1409.2011.08.0014

TE258

A

1673-1409(2011)08-0045-03