新莊油區(qū)儲層敏感性評價與裂縫特征研究

董養(yǎng)林

（西安石油大學石油工程學院，陜西西安710065）

新莊油區(qū)儲層敏感性評價與裂縫特征研究

董養(yǎng)林

（西安石油大學石油工程學院，陜西西安710065）

新莊油區(qū)是典型的低孔、低滲、低壓油藏，天然能量不足，需注水開發(fā)，儲層孔隙中填充的黏土敏感性物質(zhì)會對儲層造成傷害；本文通過敏感性實驗對長4+5和長6儲層進行敏感性評價，研究表明，長4+5、長6儲層是速敏為中偏弱到中偏強、鹽敏為中偏強、水敏為中偏弱、弱應力敏感。在注水時為減小水敏傷害，可在注入水中加入黏土穩(wěn)定劑，考慮鹽敏的影響是在注入水和地層配伍不太好的條件下，并且要對注入水的含鹽量有著嚴格要求；同時，從相似露頭區(qū)裂縫特征和巖心裂縫觀測，綜合化學示蹤劑、水淹井、注水井水驅(qū)前緣等監(jiān)測資料，NE60°左右為研究區(qū)及其鄰區(qū)長6油層人工裂縫的主要方向，裂縫類型以水平縫和網(wǎng)狀縫為主，正是存在著微裂縫，增強了儲層的滲透能力，提高了油井產(chǎn)量。

注水開發(fā)；儲層；敏感性；評價；裂縫特征

新莊油區(qū)位于陜西省子長縣境內(nèi)，寺灣老莊灣村一帶，是典型的低壓、低孔、低滲三低油藏[1]。長4+5、長6儲層是該油田主力產(chǎn)層，儲層含油級別與含油帶厚度存在較大差異，且油層的橫向和縱向變化劇烈，油水關系復雜使油井試油投產(chǎn)后產(chǎn)量含水也存在較大差異。部分油井平均日產(chǎn)液下降幅度比較大，表明長4+5、長6油藏由于儲層物性比較差，天然能量不足，導致油井產(chǎn)能低。因此，應及時進行注水補充地層能量，提高油井產(chǎn)能。但是豐富的蒙脫石、綠泥石、伊利石等敏感性礦物存在于長4+5、長6儲層孔隙填充的黏土礦物中，可能會極大地降低地層滲透率，從而對儲層造成傷害。只有掌握這些敏感性規(guī)律，才能防止此現(xiàn)象的發(fā)生[2]。

因此，本文著重研究新莊油區(qū)儲層敏感性，研究中借用與研究區(qū)地質(zhì)背景相似的鄰區(qū)長4+5、長6油層裂縫研究資料，這將為下一步新莊油區(qū)合理注水開發(fā)提供重要的依據(jù)與技術支撐。

1 儲層敏感性評價

儲層巖石中存在著某些敏感性礦物，油氣田開發(fā)過程中引起某些地下條件變化時，可能導致地層滲透率降低，造成儲層傷害[3]。為了防止這樣的現(xiàn)象發(fā)生，必須掌握這些敏感性規(guī)律，來確定儲層與外來流體接觸時對儲層可能造成的傷害程度。本次研究過程中，通過敏感性實驗對長4+5和長6儲層分別進行敏感性評價。

1.1 速敏性評價

新莊油區(qū)長4+5、長6油層巖樣速敏性測試結(jié)果表明，長4+5儲層速敏指數(shù)在0.13～0.59，屬于中偏弱到中偏強；長6儲層速敏指數(shù)在0.41～0.58，敏感程度屬于中偏強（見表1）。

表1 新莊油區(qū)儲層速敏實驗分析結(jié)果

1.2 酸敏性評價

新莊油區(qū)長4+5、長6油層巖樣酸敏性測試表明，長4+5、長6油層大部分巖樣酸敏性中等偏弱，其中兩塊樣品無酸敏（見表2）。

1.3 水敏性評價

新莊油區(qū)長4+5、長6油層巖樣水敏性測試表明，長4+5儲層水敏指數(shù)在0.27～0.32，敏感程度屬于弱水敏性；長6儲層水敏指數(shù)在0.07～0.5，敏感程度屬于中等偏弱水敏性（見表3）。

1.4 壓力敏感性評價

長4+5、長6油層巖樣應力敏感性實驗結(jié)果表明，長4+5油層應力傷害率平均值高達21.4%，長6油層應力傷害率平均值達22.6%，敏感程度屬于弱應力敏感性（見表4）。

1.5 鹽敏性評價

長4+5、長6油層巖樣鹽敏性實驗結(jié)果表明，長4+5儲層鹽敏傷害率在49.4%～70.9%，敏感程度屬于中-中等偏強鹽敏性；長6儲層鹽敏傷害率在53%～62.5%，敏感程度屬于中等偏強堿敏性（見表5）。

1.6 儲層敏感性認識

通過以上敏感性實驗得出長4+5、長6儲層是速敏為弱到中偏強、鹽敏為中偏弱、水敏為中偏弱、弱應力敏感。在注水時可以不考慮酸敏、堿敏、速敏及應力敏感的影響，為了減小水敏傷害，可在注入水中加入黏土穩(wěn)定劑；注水速度的大小對儲層具有傷害，傷害率13%～59%，損害程度為中偏弱到中偏強。鹽敏傷害實驗表明，含鹽量的高低對油層的傷害非常嚴重。當注入水為“淡水”時，平均水敏指數(shù)為55.8%，水敏程度屬于“中偏強”。但當注入水為“次地層水”（礦化度為50 500 mg/L）時，平均水敏指數(shù)為20.7%，水敏程度屬于弱，故運用注水開發(fā)是可行的，但要考慮鹽敏的影響是在地層配伍與注入水不好的時候，且對注入水的含鹽量有著嚴格要求。

表2 新莊油區(qū)儲層酸敏實驗分析結(jié)果

表3 新莊油區(qū)長4+5、長6儲層水敏性分析

表4 新莊油區(qū)儲層壓力敏感性實驗分析結(jié)果

表5 新莊油區(qū)儲層鹽敏實驗分析結(jié)果

2 儲層裂縫特征

裂縫是指巖石在應力作用下失去結(jié)合力而未錯動的宏觀面狀不連續(xù)特征。低滲透油藏一般儲層物性差，成巖作用比較強烈；孔喉半徑小、毛管壓力高，孔隙結(jié)構(gòu)復雜，束縛水飽和度高；黏土礦物含量高，儲層非均質(zhì)性強；并且一般裂縫都比較發(fā)育。這些裂縫對流體運動規(guī)律、井網(wǎng)設計、壓裂設計以及制定合理注水方案等都具有重要的影響[4]。

2.1 相似露頭區(qū)裂縫特征

巖心裂縫觀察與相似露頭區(qū)裂縫調(diào)查是研究裂縫的最直接方法[4]。根據(jù)觀察鄰區(qū)坪橋剖面得出：SN與EW兩組是三疊系地層最為發(fā)育的裂縫，SN向沒有EW向發(fā)育，存在直立的裂縫面，2～3條/米的裂縫密度；在大于2 m的厚層塊狀砂巖中裂縫密度明顯減少，一般都不大于1條/米，在泥巖或薄層砂巖中，一般為5條/米的密度，10～20條/米為最高值，具有較低的裂縫充填度，一般為張裂縫（見圖1，圖2）。

圖1 延河姚店-延長野外露頭

圖2 秀延河楊家園子-折家坪鎮(zhèn)野外露頭

2.2 巖心裂縫觀測

新莊油區(qū)取心井長6油層組砂巖多存在裂縫，裂縫以高角度縫和垂直裂縫為主。裂縫切深一般只有幾厘米至幾十厘米，最長156 cm，縫面直立，多數(shù)縫面充填方解石膜，縫寬0.3 mm～1 mm。

鄰區(qū)坪橋區(qū)長6油層具有裂縫的60塊巖心樣品經(jīng)過古地磁測定與校正[5]，NE向最發(fā)育，總數(shù)的42%，平均方位為43.5°；子北毛家河長6油層裂縫樣品古地磁測定巖心裂縫由北東方向為主，約占58%；北西方向次之，約占33%；以上說明研究區(qū)天然裂縫以北東向為主（見表6）。

表6 長6油層巖心裂縫基本參數(shù)表

2.3 人工裂縫特征

通過新莊油區(qū)及相鄰區(qū)長6油層進行人工裂縫的各種檢測，綜合水淹井監(jiān)測、注水井水驅(qū)前緣監(jiān)測、化學示蹤劑監(jiān)測等資料，研究區(qū)及其鄰區(qū)長6油層人工裂縫主要為東北向，裂縫方位55°～65°。結(jié)合地應力場測試，水平最大主應力方向為NE-SW向，為NE60°，與構(gòu)造的沉積物源方向基本一致。最小主應力梯度分析為0.017 MPa/m。人工裂縫主要受現(xiàn)今應力場控制，故人工裂縫應在NE60°。

2.4 儲層裂縫認識

裂縫對儲層物性的影響主要表現(xiàn)在對滲透率的影響上，對孔隙度一般影響不大，根據(jù)本區(qū)及鄰區(qū)巖心及鏡下薄片觀測，裂縫及微裂縫雖然僅占砂巖總孔隙的2%～5%，但分布較廣泛，對滲透率具有較大影響，巖心測試凡具有垂向微裂縫的樣品，滲透率較相鄰層位高200%～300%，特別是長6油層，據(jù)微裂縫的巖樣，滲透率均大于2×10-3μm2，個別長6油層樣品，孔隙度小于10%，但滲透率大于10×10-3μm2～50×10-3μm2，孔隙度與滲透率相關性很差，可能是因為裂縫存在，區(qū)域資料研究證實，長6油層，近于北東-南西向的微裂縫較普遍，微裂縫的存在，改變了儲層滲透能力，使油井可能高產(chǎn)。

3 結(jié)論和建議

（1）新莊油區(qū)長4+5、長6儲層是速敏為中偏弱到中偏強、鹽敏為中偏強、水敏為中偏弱、酸敏為中偏弱、弱應力敏感。

（2）在注水時可以不考慮酸敏、堿敏、速敏及應力敏感的影響，為了減小水敏傷害，可在注入水中加入黏土穩(wěn)定劑；在注入水與地層配伍不太好時要考慮鹽敏的影響并且要對注入水的含鹽量有著嚴格要求。

（3）長6油層組砂巖多存在裂縫，裂縫以高角度縫和垂直裂縫為主。裂縫切深一般只有幾厘米至幾十厘米，最長156 cm，縫面直立，多數(shù)縫面充填方解石膜，縫寬0.3 mm～1 mm，微裂縫的存在，改變了儲層滲透能力，使油井可能高產(chǎn)。

（4）長6油藏人工裂縫主要為北東向及近東西向，裂縫方位67°～89°。結(jié)合鄰區(qū)坪橋區(qū)地應力場測試，水平最大主應力方向為NE-SW向，為NE60°，與沉積物源方向基本一致。最小主應力梯度分析為0.017 MPa/m。人工裂縫主要受現(xiàn)今應力場控制，故人工裂縫應在NE60°左右。

［1］姚涇利，鄧秀芹，等.鄂爾多斯盆地延長組致密油特征［J］.石油勘探與開發(fā)，2013，（2）：150-158.

［2］徐加放，李小迪，孫澤寧，馬英文，孫中富，顧甜甜，陳哲.疏松砂巖儲層敏感性評價方法［J］.中國石油大學學報（自然科學版），2014，（5）：130-134.

［3］厐雯，郭德運，趙靖舟，等.鄂爾多斯盆地甘谷驛油田東區(qū)長6油層儲層特征及儲層評價［J］.蘭州大學學報，2014，40（5）：96-99.

［4］楊業(yè)娟，張莉，趙陽，岳樂平，等.川口油田長6油層裂縫特征及對注水開發(fā)的影響［J］.西北地質(zhì)，2000，33（2）：21-26.

［5］鄧虎成，周文，姜文利，等.鄂爾多斯盆地麻黃山西區(qū)塊延長延安組裂縫成因及期次［J］.吉林大學學報，2009，9（2）：53-56.

Xinzhuang oilfield reservoir sensitivity evaluation and crack characteristic research

DONG Yanglin
（Xi'an Shiyou University，Xi＇an Shanxi 710065，China）

Xinzhuang region is a typical low porosity and low permeability,low pressure reservoir,insufficient natural energy,waterflood development.Reservoir pore filling clay in the sensitive material will cause harm to the reservoir.In this paper,sensitivity experiments of Chang 4+5 and Chang 6 reservoir sensitivity evaluation,studies have shown that Chang 4+5,and Chang 6 reservoir are the partial velocity sensitive to weak to strong for strong,weak water sensitivity,salt sensitivity for the strong and weak stress sensitivity.In order to reduce water sensitivity damage,can be in injection water in clay stabilizer,the discretion of the salinity of formation damage is very serious.From similar outcrop area at the same time,crack characteristics and the core fracture observation,comprehensive chemical tracer,water flooding wells and water injection well water drive front monitoring data,such as NE60°around Chang 6 reservoir as the research area and its adjacent district the main direction of fractures.Fracture type is given priority to with horizontal seam and mesh seam,there is themicrofracture,enhance the penetration ability of the reservoir,increase oil well production.

water injection development；reservoir；sensitivity；evaluation；crack characteristics

TE311

A

1673-5285（2017）06-0080-05

10.3969/j.issn.1673-5285.2017.06.017

2017－05-05