陜北某油田長(zhǎng)2儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)

郭向龍，郭子龍

（長(zhǎng)慶油田分公司第四采油廠， 陜西 榆林 718500）

油氣層敏感性評(píng)價(jià)是診斷油氣層損害的重要手段之一，通常包括速敏、水敏、鹽敏、堿敏、酸敏等五敏實(shí)驗(yàn)[1]。其目的在于明確油氣層滲透率對(duì)外界環(huán)境變化的敏感性程度和發(fā)生條件，為各類工作液的設(shè)計(jì)、油氣層損害機(jī)理分析和制訂系統(tǒng)的油氣層保護(hù)技術(shù)方案提供科學(xué)依據(jù)。

陜北某油田位于鄂爾多斯盆地中東部的陜北斜坡帶上，區(qū)內(nèi)構(gòu)造為西傾的單斜，傾角一般小于1°，局部因差異壓實(shí)作用發(fā)育小型鼻狀構(gòu)造。研究區(qū)南北長(zhǎng)20 km左右，東西寬10 km左右，總面積約150 km。本文通過分析儲(chǔ)層巖石性質(zhì)、儲(chǔ)層流體性質(zhì)，然后再進(jìn)行儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)，為該區(qū)域后期開發(fā)提供依據(jù)。

1 儲(chǔ)層巖石組成性質(zhì)

1.1 礦物成分及巖石類型

長(zhǎng)2儲(chǔ)層主要為一套淺灰色、灰綠色塊狀細(xì)砂巖，其次為少量的粉細(xì)砂巖、中細(xì)砂巖及粉砂巖。儲(chǔ)層巖石主要為以長(zhǎng)石為主，次為石英和云母。長(zhǎng)石含量平均為 45.13%，石英平均為 19.94%，黑云母平均為3.63%，巖屑平均為16.84%，重礦物含量微或小于1%，成分成熟度低。

圖1 長(zhǎng)2儲(chǔ)層組巖石分類

表1 長(zhǎng)2儲(chǔ)層組巖石成分統(tǒng)計(jì)表

1.2 填隙物成分及含量

對(duì)25個(gè)樣品進(jìn)行填隙物組成分析，結(jié)果見表2。長(zhǎng)2儲(chǔ)層填隙物中雜基含量較少，主要為膠結(jié)物，膠結(jié)物含量平均13.54%，主要為綠泥石、方解石、自生石英和長(zhǎng)石等，其中方解石含量變化較大，局部含量高達(dá) 30%。粘土礦物絕對(duì)含量 4.39%～13.43%，以綠泥石為主，相對(duì)含量達(dá)67.96%，次為高嶺土，相對(duì)含量20.44%，伊利石8.96%，伊／蒙混層相對(duì)含量2.64%～4%，混層比為5%。

表2 粘土礦物相對(duì)含量

2 儲(chǔ)層流體性質(zhì)

2.1 地層原油性質(zhì)

長(zhǎng)2儲(chǔ)層飽和壓力0.83 MPa，地層原油密度平均為0.824 g/m3，地層原油體積系數(shù)平均為1.031，地層原油粘度平均為6.368 mPa·s，原始?xì)庥捅绕骄鶠?.473 m3/ t。

2.2 地層水性質(zhì)

長(zhǎng)2儲(chǔ)層地層水水型為CaCl2型，K++Na+和Cl-含量較高，分別平均 18 100.8 mg/L和 28 018.62 mg/L；陽(yáng)離子Mg2+和Ca2+含量較低，平均分別為5.04 mg/L和39.26 mg/L，陰離子SO42-含量平均為233.0 mg/L，HCO3

-含量平均為189.00 mg/L，地層水礦化度在44 660～49 550 mg/L。

3 儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)過程按照《SY/T 5358－2002 儲(chǔ)層敏感性流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法》執(zhí)行，實(shí)驗(yàn)儀器見圖2。

圖2 巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)流程圖

3.1 速敏評(píng)價(jià)

儲(chǔ)層速敏損害機(jī)理是流體的流速超過粘土礦物微結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定場(chǎng)，導(dǎo)致粘土礦物及其它地層微粒從孔隙表面和裂縫壁面脫落，微粒運(yùn)移并在粒間和裂縫寬度狹窄處沉積，最終使?jié)B透率降低。實(shí)驗(yàn)用巖心的孔隙度均為12%，滲透率分別為1.43×10-3μm2和0.76×10-3μm2。速敏評(píng)價(jià)結(jié)果見圖3。

圖3 速敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖 3可得：該儲(chǔ)層平均臨界流量為 0.60 mL/min，平均臨界流速為2.8 m/d，平均速敏傷害率為27%，為弱速敏儲(chǔ)層。當(dāng)外來工作液進(jìn)入儲(chǔ)層后，由于該儲(chǔ)層填隙物含量低，且無大量的高嶺石、伊利石、伊/蒙間層礦物等速敏性礦物，不易發(fā)生分散、運(yùn)移而堵塞孔喉，導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率降低少[2]。

3.2 水敏評(píng)價(jià)

儲(chǔ)層的水敏是指與地層流體不配伍的外來流體進(jìn)入地層后引起粘土膨脹、分散、運(yùn)移，從而導(dǎo)致巖心滲透率或有效滲透率下降的現(xiàn)象[3]。實(shí)驗(yàn)用巖心孔隙度分別為11.9%和12.4%，滲透率分別為0.78×10-3μm2和 1.46×10-3μm2。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖 4。

圖4 水敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖4可得：儲(chǔ)層發(fā)生水敏而造成的損害程度與儲(chǔ)層的物性特征好壞有著極大的相關(guān)性。長(zhǎng)2儲(chǔ)層臨界礦化度為3 352.6 mg/L，水敏指數(shù)為0.47，淡水平均水敏傷害率為47%，為中等偏弱水敏儲(chǔ)層。在注水開發(fā)時(shí)，在注入水中加入粘土穩(wěn)定劑，防止儲(chǔ)層由于發(fā)生水敏傷害而影響開發(fā)效果。

3.3 酸敏評(píng)價(jià)

巖心酸敏性就是指酸性液體與儲(chǔ)層礦物或流體接觸發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀或釋放出顆粒，導(dǎo)致巖石滲透率或有效滲透率下降的現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)用酸液為15% HCl，注入體積為1 PV，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3。

表3 酸敏評(píng)價(jià)結(jié)果

由表3可得：長(zhǎng)2儲(chǔ)層遇鹽酸后，滲透率有升有降，3塊巖心鹽酸酸敏指數(shù)是-0.09～0.02，酸敏傷害率為 -8.7%～2.17%，為無到中等偏弱酸敏儲(chǔ)層。當(dāng)酸液進(jìn)入該儲(chǔ)層后，會(huì)與綠泥石、鐵方解石、鐵白云石等酸敏性礦物發(fā)生反應(yīng)，生成Fe(OH)3、硅膠沉淀或酸蝕后形成顆粒運(yùn)移等堵塞儲(chǔ)層孔隙喉道，最終導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率降低[4]。因此，在采取酸化措施時(shí)，一定要考慮注酸類型和酸化方式等。

3.4 堿敏評(píng)價(jià)

堿敏性是指堿性液體與儲(chǔ)層礦物或流體接觸發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀或釋放出顆粒，導(dǎo)致巖石滲透率下降的現(xiàn)象。堿敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5。

圖5 堿敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果

由圖5可得：長(zhǎng)2儲(chǔ)層隨著pH增加，巖心滲透率均變化不大，3塊巖心的堿敏傷害率最大為22.9%，堿敏指數(shù)為 0.051～0.23, 平均堿敏指數(shù)為0.16，為弱堿敏傷害儲(chǔ)層。主要原因?yàn)樵搩?chǔ)層的填隙物成分中的粘土礦物、微晶長(zhǎng)石、微晶石英等堿敏性礦物含量極少，即使當(dāng)高pH值的工作液進(jìn)入儲(chǔ)層時(shí)，也并不會(huì)引起其各種粘土礦物產(chǎn)生分散、運(yùn)移，或產(chǎn)生新的硅酸鹽沉淀和硅凝膠體而堵塞地層滲流通道。因此，不會(huì)造成儲(chǔ)層滲透率的下降。

4 結(jié) 論

（1）陜北某油田長(zhǎng)2儲(chǔ)層巖石中黏土礦物含量降低，注入水礦化度在44 660～49 550 mg/L。

（2）該區(qū)域長(zhǎng)2儲(chǔ)層表現(xiàn)為弱速敏性、中等偏弱水敏性、無酸敏到中等偏弱酸敏和弱堿敏性。

［1］王昌軍, 羅覺生, 陳武,等. 油田儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)研究[J]. 化學(xué)與生物工程, 2006, 23(6):44-46.

［2］張旭東, 陳科, 何偉,等. 渤海西部海域某區(qū)塊油田注水過程儲(chǔ)層傷害機(jī)理[J]. 中國(guó)石油勘探, 2016, 21(4):121-126.

［3］何永宏. 鄂爾多斯盆地姬塬油田長(zhǎng)8儲(chǔ)層敏感性研究[J]. 斷塊油氣田, 2014, 21(1):87-91.

［4］徐會(huì)林, 王新海, 魏少波, 等. 四川盆地高石梯—磨溪區(qū)塊震旦系儲(chǔ)層敏感性實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)[J]. 巖性油氣藏, 2015, 27 (2):13-17.