梨树断陷致密砂岩储层敏感性分析

梨树断陷致密砂岩储层敏感性分析

辛悦

中国石化东北油气分公司石油工程环保技术研究院 吉林 长春 130062

摘要：为有效开发梨树断陷含油气储层提供理论依据及指导油藏挖潜,进行储层敏感性的室内实验,分析了该地区储集层的速敏性、水敏性、酸敏性、碱敏性和盐敏性。实验结果表明, 梨树断陷储层敏感性总体为中等,储层速敏程度较弱;水敏程度偏强;盐敏程度中等偏强；酸敏程度中等偏强;碱敏程度中等偏强碱敏。

关键词：梨树断陷；致密砂岩储层；敏感性分析

1敏感性矿物特征

造成储层敏感性的矿物主要为充填于骨架颗粒之间的粘土矿物及非粘土成岩自生矿物。

1.1致密储层粘土矿物与潜在损害

致密砂岩储层粘土矿物类型丰富，且对储层开发过程中岩石物理性质变化具有较大的影响。钻井液或其它工作液进入储层时粘土矿物的产状及微结构会遭受破坏，使得粘土微粒发生分散运移等堵塞孔喉降低气层的渗透能力。

（1）粘土矿物类型和产状

选取L602井沙二段岩心进行岩石矿物分析，分析可知粘土矿物占10.3%，砂岩成份成熟度较低，石英46%，长石20.3%，方解石11.9%，白云石11.5%。粘土矿物 X-衍射分析可知，伊/蒙间层23%，伊利石30%，高岭石含量19.8%，绿泥石含量23.1%。

致密砂岩储层非常容易受到伤害，这种伤害难以消除，因此，深入了解粘土性质并有效控制其性质是降低储层伤害的有效手段。条状带状的伊利石在储层流体的作用下，很容易运移堵塞孔道；绿泥石能够形成栉壳构，这种结构相对稳定，但在酸作用下，也会发生溶蚀和运移。

（2）粘土矿物微结构

粘土矿物微结构是针对粘土矿物晶粒之间的相互关系提出的。粘土微结构的定义是，粘土矿物晶粒本身的形态、大小和特征，粘粒在空间的排列方式，孔隙状况以及粘粒接触和连接特征的总和。粘土矿物在致密砂岩油气层损害中的核心地位重要，粘土矿物在储层中稳定程度不但取决于其类型和含量，与粘土微结构特征有关。

伊利石中的结构很多，形成的孔道大小不一，造成储层含水饱和度过高，引发液相伤害；伊利石的运移、堆积也会进一步降低储层渗透率，伊利石可能引发速敏、碱敏等伤害。绿泥石含有大量的晶间孔，可能会产生较大的毛管力，这种类型粘土是液相伤害的原动力。

（3）粘土矿物润湿性

致密含气砂岩多为水湿性，岩石中粘土矿物含量和种类也较丰富，粘土矿物具有吸引极性分子水的能力，并形成水化膜，虽然膜的厚度很小，但如果岩石中比面很大，其影响还是很大的。粘土矿物增加了基块岩石比表面和束缚水的能力，只有附加一个压力梯度，才能引起水化膜的破坏而开始流动。钻井、完井和增产等作业过程中侵入的工作液滤液及其中的聚合物与粘土矿物接触，可能使粘土矿物膨胀、脱落、分散运移，堵塞喉道，进一步增加液相滞留的能力。水湿性储层钻井完井液滤液侵入要比油湿性储层严重，这是由于均质强水湿性系统中，水作为润湿相在毛管力或正压差作用下优先占据岩石较小孔隙并以薄膜形式覆盖岩石孔隙表面，而作为非润湿相的油气只能位于一些较大孔隙中心，随着滤液的进一步侵入，孔隙表面水膜增厚，逐渐开始流动，同时将非润湿相的油气推向离井筒较远的地方。

2致密砂岩储层敏感性分析

2.1岩心原始渗透率的测定

利用空气渗透率测定仪和孔隙度仪进行岩心原始气测渗透率和孔隙度的测定，由实验数据可知，属于典型的低孔低渗特低渗储层。

2.2速敏评价

速敏性是指在钻井、采油（气）、增产和注水等作业或生产过程中，当流体在油层中流动时，引起油层中微粒运移并堵塞孔隙喉道造成油层渗透率下降的现象。速敏评价实验是整个敏感性及工作液损害评价的起始点和基础。

速敏评价实验的目的主要在于：①找出由于流速作用导致微粒运移从而发生损害的临界流速，以及由速敏引起的油层损害程度；②为水敏、盐敏、碱敏和酸敏等各种损害评价实验确定合理的实验流速提供依据。一般来说，由速敏实验求出临界流速后，可将其它各类评价实验的实验流速定为0.8倍临界流速，因此必须先做速敏实验；③为确定合理的工作液返排速度提供科学依据。

为了为后面的损害评价实验确定合理的实验流速，分别对不同渗透率级别的岩样进行了速敏实验。速敏评价实验结果所示，岩心总体表现为弱速敏。

2.3水敏评价实验

水敏感性是指较低矿化度的注入水进入储层后引起黏土膨胀、分散、运移，使得渗流通道发生变化，导致储层岩石渗透率发生变化的现象。产生水敏感性的根本原因主要与储层中黏土矿物的特性有关，如蒙皂石、伊/蒙混层矿物在接触到淡水时发生膨胀后体积比正常体积要大许多倍，并且高岭石在接触到淡水时由于离子强度突变会扩散运移。水敏感性实验目的在于评价产生黏土膨胀或微粒运移时引起储层岩石渗透率变化的最大程度。结合水敏损害程度评价指标开展水敏评价实验，结果表明岩心总体表现为强水敏。

2.4 盐敏评价实验

盐度敏感性是指一系列矿化度的注入水进入储层后引起黏土膨胀或分散、运移，使得储层岩石渗透率发生变化的现象。大量的研究结果表明对于中、强水敏地层在选择入井液时应避免低矿化度流体，但在室内研究和现场实践中，也存在高于地层水矿化度的入井液引起渗透率降低的现象。所以入井液矿化度的选择应针对具体情况进行评价并合理选择。

盐度敏感性评价实验目的在于了解储层岩石在接触不同矿化度流体时渗透率发生变化的规律。由盐敏评价实验结果可知，岩心总体表现为中等偏强盐敏。

2.5酸敏评价实验

酸敏感性是指酸液进入储层后与储层的酸敏性矿物及储层流体发生反应。酸敏感性导致储层损害的形式主要有两种，一是产生化学沉淀或凝胶，二是破坏岩石原有结构，产生或加剧流速敏感性。酸敏与酸化不同，酸敏实验一般反映的是酸化过程中的残酸自身变化及与储层岩可矿物发生反应对储层岩石渗透率造成的影响。

酸敏感性评价实验的目的在于了解酸液是否会对地层产生伤害及伤害的程度，以便优选酸液配方。寻求更为合理有效的酸化处理方法，为油田开发中的方案设计、油气层损害机理分析提供科学依据。结合酸敏感性损害程度评价指标，进行酸敏评价实验结果可知，岩心总体表现为中等偏强酸敏。

2.6碱敏评价实验

碱敏感性是指外来的碱性液体与储层中的矿物反应使其分散、脱落或生成新的沉淀或胶状物质，堵塞孔隙喉道，造成储层渗透率变化的现象。地层流体pH值一般分布在4~9范围，如果进入储层 的外来流体pH值过高或过低，都会引起外来流体与储层的不配伍问题。常见的碱敏感性矿物主要有隐晶质类石英、礙酸盐、黏土组分中的高岭石、蒙脱石等。

碱敏感性评价实验的目的在于了解各种入井的碱液对储层是否造成伤害及伤害程度的大小。如钻井过程中的钻井液、水泥浆，油层压裂改造使用的压裂液等碱性工作液进入储层，与岩石矿物反应，造成微粒运移形成对储层的伤害；碱驱及复合驱过程中，高矿化度碱性工作液与储层长时间接触，不仅与储层中岩石矿物反应，还造成岩石矿物的溶解，形成对储层的伤害。通过碱敏评价实验结果可知岩心总体表现为中等偏强碱敏。

3结论

梨树断陷储层敏感性总体为中等。储层速敏程度较弱;水敏程度偏强;盐敏程度中等偏强；酸敏程度中等偏强;碱敏程度中等偏强。因此，在对该区域油气藏进行施工作业时，应把防止水敏损害放在第一位，并兼顾其他敏感因素。

参考文献：

[1]康毅力．储层伤害源——定义、作用机理和描述体系[J]．西南石油学院学报，1997 ，19 (3)：8-13.