鄂爾多斯盆地東部上古生界儲(chǔ)層水鎖傷害情況及影響因素分析

董文武，屈紅軍 （西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安710069）

魏新善，劉新社 （中石油長慶油田分公司勘探開發(fā)研究院，陜西 西安710021）

楊歡，田夏荷，陳雅暉 （西北大學(xué)地質(zhì)學(xué)系，陜西 西安710069）

鄂爾多斯盆地上古生界自20世紀(jì)50年代勘探以來，相繼在榆林、烏審旗、蘇里格等地區(qū)發(fā)現(xiàn)天然氣［1－6］。隨著勘探開發(fā)的不斷深入，開發(fā)難度也日益增大。在開發(fā)過程中，由于鉆井液、完井液、固井液及酸化壓裂液等外來流體侵入儲(chǔ)層，難以完全排出，使儲(chǔ)層的含水飽和度增加，油、氣相滲透率降低，這種現(xiàn)象稱為水鎖效應(yīng)［7］。鄂爾多斯盆地東部上古生界是典型的低孔低滲儲(chǔ)層［8－9］，水鎖效應(yīng)已經(jīng)成為該研究區(qū)儲(chǔ)層的主要傷害形式之一［10－11］。為此，筆者對鄂爾多斯盆地東部上古生界儲(chǔ)層水鎖傷害情況及影響因素進(jìn)行了分析，以便為提高該研究區(qū)氣井產(chǎn)能及采收率提供幫助。

1 水鎖傷害程度分析

依據(jù)石油與天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY／T5336－2006中的巖心常規(guī)分析方法進(jìn)行試驗(yàn)，首先建立巖心原始含水飽和度，并通過巖心驅(qū)替裝置氣驅(qū)到無水產(chǎn)出，由此測量巖心氣體滲透率。驅(qū)替至氣體滲透率保持不變時(shí)的巖心含水飽和度即為束縛水飽和度，滲透率即為束縛水條件下滲透率，可按如下公式計(jì)算儲(chǔ)層水鎖傷害程度［7］：

式中，fw表示為水鎖傷害程度，%；Kf表示無束縛水條件下測定的巖心滲透率，mD；Kw表示束縛水條件下測定的巖心滲透率，mD。

表1 儲(chǔ)層水鎖傷害程度試驗(yàn)數(shù)據(jù)表

測試結(jié)果統(tǒng)計(jì)表明（見表1），該研究區(qū)儲(chǔ)層平均水鎖傷害率為66.12%，水鎖傷害程度總體表現(xiàn)為中等偏強(qiáng)；縱向上4個(gè)層位的平均水鎖傷害率分別是本溪組53%、太原組55.93%、山2段65%、山1段81.35%，因而各層位傷害程度順序?yàn)樯?段＞山2段＞太原組＞本溪組。

2 水鎖傷害程度影響因素分析

2.1 滲透率

滲透率與儲(chǔ)層水鎖傷害程度關(guān)系如圖1所示。從圖1中可以看出，滲透率與水鎖傷害程度呈負(fù)相關(guān)性，即滲透率越小傷害程度越大。研究區(qū)儲(chǔ)層為典型的低孔低滲儲(chǔ)層，滲透率小，毛管力大，水相流動(dòng)的阻力大，導(dǎo)致水鎖傷害程度強(qiáng)。

2.2 中值半徑

中值半徑與儲(chǔ)層水鎖傷害程度呈負(fù)相關(guān)性（見圖2），其原因是該研究區(qū)儲(chǔ)層孔喉細(xì)小，地層毛管阻力大，返排外來流體所需時(shí)間長，因而水鎖傷害程度大。

圖1 滲透率與儲(chǔ)層水鎖傷害程度關(guān)系圖

圖2 中值半徑與儲(chǔ)層水鎖傷害程度關(guān)系圖

2.3 巖屑含量

按照巖屑含量的不同，砂巖可分為石英砂巖、巖屑石英砂巖和巖屑砂巖。巖屑含量與水鎖傷害程度呈正相關(guān)性，且石英砂巖、巖屑石英砂巖、巖屑砂巖的水鎖傷害程度依次增強(qiáng)（見圖3）。

2.4 膠結(jié)物含量

膠結(jié)物含量與水鎖傷害程度呈正相關(guān)性（見圖4）。以伊利石為例，其含量越高，對儲(chǔ)層水鎖傷害程度越大（見圖5），因?yàn)橐晾哂屑?xì)小的晶間微孔而導(dǎo)致儲(chǔ)層高含水飽和度，且絲狀、毛發(fā)狀伊利石易脫落后堵塞喉道，從而降低儲(chǔ)層滲透率，最終造成儲(chǔ)層水鎖傷害。

圖3 巖屑含量與儲(chǔ)層水鎖傷害程度關(guān)系圖

3 結(jié)論

1）該研究區(qū)儲(chǔ)層水鎖傷害程度總體表現(xiàn)為中等偏強(qiáng)，其縱向上4個(gè)層位的傷害程度大小順序依次為山1段、山2段、太原組、本溪組。

2）中值半徑、滲透率與該研究區(qū)儲(chǔ)層水鎖傷害程度呈負(fù)相關(guān)性，而巖屑、膠結(jié)物和伊利石含量與研究區(qū)儲(chǔ)層水鎖傷害程度呈正相關(guān)性，上述成分含量越高的儲(chǔ)層水鎖傷害程度越大。

圖4 膠結(jié)物含量與儲(chǔ)層水鎖傷害程度關(guān)系圖

圖5 伊利石含量與儲(chǔ)層水鎖傷害程度關(guān)系圖

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