高家溝長(zhǎng)2儲(chǔ)層敏感性特征研究

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(延長(zhǎng)油田股份有限公司青平川采油廠，陜西 延安 717200)

隨著勘探的不斷深入，儲(chǔ)層特征趨于復(fù)雜化，難開(kāi)發(fā)的儲(chǔ)層所占比例不斷增大?？碧綄?shí)踐證明，由于礦物和物性的復(fù)雜性，導(dǎo)致儲(chǔ)層傷害中最強(qiáng)的是水敏，次之為速敏和酸敏，這些敏感性均可造成儲(chǔ)層傷害。分析儲(chǔ)層敏感性，對(duì)于高家溝長(zhǎng)2儲(chǔ)層的勘探開(kāi)發(fā)尤為重要。研究?jī)?chǔ)層巖石學(xué)，分析敏感性實(shí)驗(yàn)，得出敏感性對(duì)儲(chǔ)層傷害程度的影響。達(dá)到儲(chǔ)層保護(hù)的目的，進(jìn)而促進(jìn)穩(wěn)產(chǎn)開(kāi)發(fā)[1]。

1 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

1.1 砂巖類型

通過(guò)研究區(qū)長(zhǎng)2油層巖石成分統(tǒng)計(jì)表(表1)得出，砂巖中長(zhǎng)石含量占主要部分，平均56.95%；石英的含量為26.35%，巖屑含量為12.5%。從成分成熟度來(lái)看，整體上成分成熟度較低，長(zhǎng)22砂層組石英含量較長(zhǎng)21砂層組略高，表明長(zhǎng)22砂層組成分成熟度略高。

表1 高家溝區(qū)域長(zhǎng)2油層巖石成分統(tǒng)計(jì)表

巖石類型為長(zhǎng)石砂巖，個(gè)別為巖屑長(zhǎng)石砂巖(圖1)?；鸪蓭r巖屑的平均含量為6.85%，是其主要的巖屑類型，變質(zhì)巖巖屑平均含量3.9%，沉積巖巖屑平均含量1.75%。重礦物主要是綠簾石、淺紅色石榴石、鋯石。

長(zhǎng)2油層主要以細(xì)粒砂巖為主，占統(tǒng)計(jì)樣品的42.6%；其次為粉砂巖，占統(tǒng)計(jì)樣品的26.4%；粉細(xì)砂巖與細(xì)粉砂巖的含量相對(duì)較少，分別占統(tǒng)計(jì)樣品的16.9%與11.8%；中砂巖、中細(xì)砂巖所占比例最低，均小于5%(圖2)。

圖1 高家溝區(qū)域長(zhǎng)2層巖石成分類型三角圖

圖2 高家溝區(qū)域長(zhǎng)2油層巖石類型直方圖

1.2 砂巖中的膠結(jié)物

長(zhǎng)2油層組的膠結(jié)物平均含量低于1.9%。方解石膠結(jié)平均含量為1.68%，是主要膠結(jié)類型，在孔隙中以微晶結(jié)構(gòu)填充；高嶺石平均含量0.24%；石英含量最少，僅為0.06%[2]。研究可知方解石膠結(jié)物對(duì)儲(chǔ)層物性的影響最為嚴(yán)重。

1.3 砂巖中的雜基

充填在研究區(qū)砂巖孔隙中的雜基，有鱗片狀邊膜結(jié)構(gòu)特征，粘土和巖屑是其主要成分[2]?？傮w看，砂巖在成熟度方面具有成分較低和結(jié)構(gòu)較高的特征。

1.4 粘土礦物特征

研究區(qū)粘土礦物類型主要為四種，分別是綠泥石、伊利石、高嶺石與伊/蒙混層(表2)。粘土礦物主要為綠泥石，平均相對(duì)含量為53.4%。掃描電鏡照片顯示，針葉片狀或玫瑰花狀是研究區(qū)綠泥石的主要形態(tài)。伊/蒙混層粘土礦物是研究區(qū)的次要黏土礦物(平均13.1%)。在孔隙中，伊利石主要是以絲縷狀或片狀的形態(tài)存在，堵塞孔隙喉道。

表2 高家溝區(qū)域長(zhǎng)2油層粘土礦物含量統(tǒng)計(jì)表

2 儲(chǔ)層孔隙類型

通過(guò)鑄體薄片、掃描電鏡資料分析，長(zhǎng)2油層組儲(chǔ)層孔隙類型主要為原生粒間孔，其次為溶蝕孔隙，溶蝕孔隙主要為長(zhǎng)石溶孔和巖屑溶孔，另有少量的晶間孔和微裂隙。

粒間孔是砂巖儲(chǔ)層經(jīng)壓實(shí)和新生礦物充填后殘留的原生粒間空間，長(zhǎng)2油層組儲(chǔ)層儲(chǔ)集空間主要為此種類型，約占總空間的92%。溶蝕孔隙主要為長(zhǎng)石溶孔，約占總總空間的6%，巖屑溶孔不發(fā)育，約占總空間的2%。另外發(fā)育少量的晶間微孔和微裂隙，由于孔隙微小，對(duì)儲(chǔ)層的儲(chǔ)集和滲流能力沒(méi)有影響。

3 儲(chǔ)層敏感性特征

3.1 酸敏性特征

研究區(qū)主要為長(zhǎng)石砂巖，碳酸鹽巖和綠泥石是主要膠結(jié)物。酸液通常會(huì)在進(jìn)入地層之后，與酸進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，生成的新物質(zhì)對(duì)數(shù)為沉淀，導(dǎo)致孔隙的堵塞，最終造成了滲透率的下降。根據(jù)上述方法，研究區(qū)常2儲(chǔ)層的酸敏指數(shù)為0.40～0.47。研究表明，研究區(qū)油層屬于中等酸敏(表3、表4)。

表3 高家溝區(qū)域長(zhǎng)2油層巖心酸敏性評(píng)價(jià)指標(biāo)

3.2 水敏性特征

接觸例如淡水等的外來(lái)流體后，巖樣會(huì)造成一定程度的損害，因此要進(jìn)行評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。由于研究區(qū)中的層狀水敏性特征的黏土礦物，易造成水化膨脹。這些都會(huì)造成滲透能力的降低，形成水敏性傷害[3][4]。

長(zhǎng)2儲(chǔ)層水敏指數(shù)為0.63，表明儲(chǔ)層屬于中等偏強(qiáng)水敏(表5，表6)。應(yīng)對(duì)注水水質(zhì)嚴(yán)格要求。在注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)優(yōu)選防膨劑，降低注水開(kāi)發(fā)過(guò)程中粘土水化膨脹引起的儲(chǔ)層傷害。

表4 高家溝區(qū)域長(zhǎng)2油層巖心酸敏性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

表5 高家溝區(qū)域長(zhǎng)2油層巖心水敏性評(píng)價(jià)指標(biāo)

表6 高家溝區(qū)域長(zhǎng)2油層巖心水敏性實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3.3 速敏性特征

油層的速敏性是指在鉆井、測(cè)試、試油、采油、增產(chǎn)注水等作業(yè)或生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)流體在油氣層中流動(dòng)時(shí)，引起油氣層微粒運(yùn)移并堵塞喉道造成油氣層滲透率下降的現(xiàn)象。也就是能引起油氣顆粒的運(yùn)移，導(dǎo)致喉道堵塞，進(jìn)而降低油氣層的滲透率，即為速度敏感性。

圖3 高家溝區(qū)域長(zhǎng)2油層巖心速敏實(shí)驗(yàn)

通常以速敏指數(shù)(IV)來(lái)判斷速敏性強(qiáng)弱[2]：

IV=Dk/Vc

式中：Vc為臨界流速(實(shí)際上相當(dāng)于臨界流量)，Dk為巖樣滲透率損害率

Dk=(Kmax-Kmin)/Kmax

式中：Kmax為臨界流速前滲透率的最大值；Kmin為臨界流速之后巖樣滲透率的最小值。

由此可見(jiàn)，速度敏感性指數(shù)(IV)與巖樣的臨界流速成反比，與速度敏感性引起的滲透率損害率成正比。

表7 高家溝區(qū)域長(zhǎng)2油層巖心水敏性評(píng)價(jià)指標(biāo)

表8 高家溝區(qū)域長(zhǎng)2油層巖心潤(rùn)濕性實(shí)驗(yàn)

開(kāi)展速敏實(shí)驗(yàn)的柏31井巖心樣品，巖心的滲透率開(kāi)始大幅下降時(shí)的流量是2.0 ml/min以上，由8.7×10-3μm2下降到6.2×10-3μm2(圖3)[5]。因此，臨界流量(Q)為2.0 ml/min的樣品，以及相應(yīng)的滲透率損害率Dk為0.29，屬于弱損害。根據(jù)速度敏感性數(shù)值(IV=0.15)，得出研究區(qū)速敏程度為中等偏弱。

3.4 巖石表面潤(rùn)濕性

根據(jù)巖心分析，長(zhǎng)2儲(chǔ)層的潤(rùn)濕性為弱親水性(表8)。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)高家溝長(zhǎng)2油層組油氣資源豐富，但勘探實(shí)踐表明，儲(chǔ)層敏感性已成為制約油氣開(kāi)發(fā)的因素之一。有四種黏土礦物，其中以綠泥石為主，其次是伊/蒙混層；伊利石主要是以絲縷狀或片狀的形態(tài)存在，堵塞孔隙喉道。

(2)長(zhǎng)2油層組儲(chǔ)層孔隙類型主要為原生粒間孔，其次為溶蝕孔隙。

(3)敏感性分析表明，長(zhǎng)2儲(chǔ)層敏感性傷害較普遍，以水敏最強(qiáng)，速敏和酸敏次之，為弱親水性儲(chǔ)層。

(4)通過(guò)儲(chǔ)層敏感性研究，得出在鉆井、試油過(guò)程中應(yīng)注重儲(chǔ)層保護(hù)，盡量減小對(duì)儲(chǔ)層的傷害。