致密儲油層敏感性實驗研究

呂道平， 楊勝來， 馬銓崢， 楊 龍， 茹克建， 雷 浩， 李 瀅

(1.中國石油新疆油田分公司 實驗檢測研究院，新疆 克拉瑪依 834000;2.中國石油大學(xué)(北京) 石油工程教育部重點實驗室，北京102249)

致密儲油層敏感性實驗研究

呂道平1， 楊勝來2， 馬銓崢2， 楊 龍1， 茹克建1， 雷 浩2， 李 瀅2

(1.中國石油新疆油田分公司 實驗檢測研究院，新疆 克拉瑪依 834000;2.中國石油大學(xué)(北京) 石油工程教育部重點實驗室，北京102249)

致密性儲層埋藏深、滲透率特別低，受敏感性影響較大，研究致密性儲層的敏感性對避免不合理的開采方式對儲層造成傷害，從而有利于油田高效開發(fā)。但由于致密儲層注水困難，實驗過程中，流速慢、耗時較長。本文采用儲層敏感性流動實驗評價方法，通過對新疆吉木薩爾致密儲層4口油井的若干巖樣進行敏感性實驗，并對實驗結(jié)果進行了分析、評價。結(jié)果表明,該致密性儲層巖樣水敏損害程度平均為43.64%，速敏損害程度平均為24.3%，鹽敏損害程度平均為33.80%，酸敏損害程度平均為15.66%，臨界流速為24.63 m/d；該致密性儲層具有中等偏弱水敏性、弱速敏性、中等偏弱鹽敏性、弱酸敏性。研究結(jié)果為該區(qū)塊油田采取合理的開采方式，降低敏感性對儲層的傷害提供理論依據(jù)。

致密油儲層； 敏感性評價； 水敏性； 速敏性； 鹽敏性； 酸敏性

新疆吉木薩爾儲油層屬于低孔、致密儲層，儲層中含有大量黏土、方解石、白云石等敏感性礦物，在油田采取措施進行生產(chǎn)過程中，外來不配伍流體的注入不可避免的都會使地層條件發(fā)生改變，引起敏感性礦物結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，導(dǎo)致儲層滲流能力減弱，增大開發(fā)難度。對于致密性儲層來說，敏感性對地層的傷害更大，為了預(yù)防敏感性對儲層的損害，避免不合理的開采方式對地層造成的傷害，需要對儲層巖石進行敏感性評價實驗，為油田采取正確合理的開采方式，降低開采難度，提高開采效率提供依據(jù)[1-2]，但是由于致密儲層滲透率特別低，實驗過程難度大，耗時長。謝愛華等[3]借助掃描電鏡、敏感性實驗等資料研究了東濮凹陷橋口低滲氣藏儲層敏感性，并提出了相應(yīng)的保護措施；羅東紅等[4]借鑒山巖油層敏感性評價方法研究了南海流花11-1礁灰?guī)r油田儲層的敏感性；王昌軍等[5]通過巖心流動實驗研究了孔隙度和滲透率都較高的渤海25-1油田的敏感性，并為油田合理開發(fā)提供了一定建議。杜鑫等[6]通過對長6儲層巖樣進行敏感性實驗并對結(jié)果進行分析，得出長6儲層屬于弱速敏、中等鹽敏、弱水敏等；張宏[7]針對致密砂巖油氣藏特征采用比表面積法和防膨法對雙臺子地區(qū)的油田進行了敏感性測試，結(jié)果表明該區(qū)塊具有中等偏強-強的水敏性，并提出了防膨措施。

由于上述研究主要是低滲氣藏、油藏以及特低滲透儲層進行研究，對致密油儲層敏感性研究幾乎沒有，且不同儲層敏感性礦物種類、含量不同，敏感性類型及強弱也不同。因此，本文采用ISCO-260D高精密驅(qū)替泵、儲層敏感性流動實驗儀等裝置，并參考中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5358—2010《儲層敏感性流動實驗評價方法》，對新疆吉木薩爾盆地蘆草溝組密性儲層的若干巖樣進行敏感性測試，并對實驗結(jié)果進行研究分析，對該油田巖樣的敏感性有了一定的認(rèn)識，為該油田合理、高效的開發(fā)提供一定的幫助。

在注冊階段完成后，傳感器和路由器進行認(rèn)證。路由器用其私鑰對加密信息ES進行解密，對傳感器身份的真實性進行認(rèn)證。然后，路由器用會話密鑰 KKA對隨機數(shù)R2加密ES’，返回給傳感器。最后，傳感器用自己的私鑰對ES’解密，完成對路由器身份的認(rèn)證。

1 實驗部分

1.1 實驗方法及原理

實驗采用巖心流動方法，根據(jù)達西定律，在實驗設(shè)定的條件下注入與地層損害有關(guān)的流體，當(dāng)滲流條件改變時，測定巖樣的滲透率及其變化，判斷臨界參數(shù)并評價滲流條件的改變對滲透率的損害程度[8]。

(3)另外通過時區(qū)圖譜分析還發(fā)現(xiàn),2006-2017年我國老年人運動干預(yù)研究領(lǐng)域的焦點沿著體育鍛煉—健身氣功—體質(zhì)—骨密度—太極拳—心理健康—風(fēng)險認(rèn)知—群眾體育—人口老齡化—認(rèn)知功能—認(rèn)知老化—體育管理—平衡能力的方向發(fā)展，反映出該研究前沿整體上由體育鍛煉方式對老年人影響的調(diào)查研究轉(zhuǎn)向太極拳、健身氣功等特定運動方式對其的實證性研究；由關(guān)注老年人的體質(zhì)狀況向心理健康、認(rèn)知功能和身體素質(zhì)的轉(zhuǎn)變。隨著年齡的增加，老年人不只是身體功能下降，還有心理問題日益增多。近些年頒布有關(guān)老年人的文件中，多次提到要重點老年人心理健康水平的發(fā)展。

巖心流動實驗流程如圖1所示。

1.PVAR回歸分析。本文采用Abrigo and Love提供的PVAR程序?qū)ν恋鼐C合承載力、人均GDP、地均第二、第三產(chǎn)業(yè)增加值3個內(nèi)生變量進行面板向量自回歸分析。[24]根據(jù)MBIC,MAIC與MQIC最小化準(zhǔn)則和系統(tǒng)內(nèi)生變量面板數(shù)據(jù)的實際情況，綜合考慮面板脈沖響應(yīng)函數(shù)的收斂性，確定最優(yōu)滯后階數(shù)為2階。[24][25]然后，采用廣義矩估計GMM法，充分考慮土地綜合承載力、人均GDP、地均第二、第三產(chǎn)業(yè)增加值3個內(nèi)生變量先后順序?qū)γ姘迕}沖響應(yīng)函數(shù)和面板方差分解技術(shù)產(chǎn)生的可能影響，對京津冀城市群土地綜合承載力與區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展系統(tǒng)的PVAR模型進行參數(shù)估計，GMM估計結(jié)果見表3。[26]

生物炭/納米材料的開發(fā)克服了納米材料溶解性差、成本較高且產(chǎn)生環(huán)境有害副產(chǎn)物的缺點，實現(xiàn)了材料在環(huán)境中易快速聚合的優(yōu)點，使納米材料能發(fā)揮更強的吸附優(yōu)勢。因此，成本低廉的生物炭與納米材料的復(fù)合逐漸成為水處理新材料研究的重點。

圖1 巖心流動實驗流程圖

Fig.1 The flow chart of core flow experiment

1.3 實驗步驟

差分隱私保護技術(shù)能在數(shù)據(jù)的隱私保護和可用性之間做很好的權(quán)衡.本文對于差分隱私的相關(guān)概念大多源于文獻[18～22]，結(jié)合論文研究內(nèi)容，略有改動.

實驗步驟及評價標(biāo)準(zhǔn)參考中華人民共和國石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5358—2010《儲層敏感性流動實驗評價方法》，具體如下：

(1) 將完全飽和的巖樣裝入巖心夾持器中，排空氣，保持圍壓比流壓大2～3 MPa。

(2) 采用不同的流速進行驅(qū)替，測量并記錄壓力、流量隨時間的變化關(guān)系。

(3) 計算出不同流速下的滲透率，確定速敏損害程度。

(4) 更換樣品，重復(fù)上述步驟。

(5) 通過保持流速恒定，改變注入流體的體積倍數(shù)、礦化度和注入酸的濃度，分別測定樣品的水敏性、鹽敏性和酸敏性。

1.2 實驗流程

隨著流速的增大，井-2與井-4速敏性礦物含量較少，巖石表面剝落的顆粒很少，能及時隨流體運移出巖樣，對巖樣孔喉半徑影響很小，滲透率變化程度較低，水敏性較弱。井-1的初始滲透率與井-3相差無幾，但是孔隙度卻比井-3大很多，孔隙中流體的流通能力相對較強，井-1中由于流速增大而產(chǎn)生的顆粒能及時的運移出巖心，且由于孔喉表面的顆粒被剝落運移出去，使巖樣的吼道半徑逐漸增大，滲透率逐漸增大，當(dāng)增大到一定程度時，不再變化。井-3不僅初始孔隙度比較低，而且滲透率為0.123×10-3μm2，低至致密范圍內(nèi)，滲流能力特別低，由流速剪切作用產(chǎn)生的顆粒不能及時運移出去而在吼道狹窄處堆集，從而導(dǎo)致滲透率逐漸降低，具有較強的敏感性。

實驗取新疆吉木薩爾盆地致密儲層天然巖心進行研究，所取樣品相關(guān)參數(shù)如表1所示。

針對當(dāng)下80、90后旅游消費主體傾向于用手機查看旅游攻略、做選擇、定出行的情況，山西黃河全域旅游建設(shè)應(yīng)著重利用“旅游+互聯(lián)網(wǎng)”的渠道營銷模式，構(gòu)建旅游信息統(tǒng)一共享平臺，集中推介黃河旅游，利用微信、微博等新媒體開展直接到位的互動營銷，也可開發(fā)重點景區(qū)旅游演藝、動漫、網(wǎng)游等文化產(chǎn)品并借助網(wǎng)絡(luò)宣傳。

表1 4口井巖樣基本參數(shù)

2 結(jié)果與討論

2.2 水速敏性評價

式中，D為滲透率損害率；Kn為不同實驗條件所對應(yīng)的巖樣滲透率；Ki為初始滲透率。

由表2和圖2可知,隨著注入體積倍數(shù)的增加，4口井的滲透率都逐漸降低，均出現(xiàn)不同程度的水敏性損害，滲透率最終損害率在36.3%～58.28%，平均損害程度為43.64%，水敏損害程度評價以中等偏弱為主，臨界注入體積倍數(shù)在15～25。

對選取的不同井的巖心進行水敏性實驗測試，結(jié)果如表2和圖2所示。

表2 水敏實驗巖樣參數(shù)

圖2 巖樣滲透率隨累積注入體積倍數(shù)變化的關(guān)系曲線

Fig.2 Relation curves between the permeability changeswith the injection volume multiple accumulate

2.1 水敏性評價

由于4口井巖樣的孔隙直徑均小于1 μm，屬于納米級孔喉，滲透率均小于1×10-3μm2，屬于致密儲層，巖樣中流體的滲流能力較弱。儲層巖石在與注入水接觸后，一方面由于黏土礦物吸水膨脹使孔喉半徑減小，另一方面從巖石非膨脹性黏土礦物表面剝落下來的碎屑顆粒在不能及時運移出巖樣而在孔喉狹窄處堆集，使儲層滲透率降低，導(dǎo)致不同程度的水敏現(xiàn)象。由于井-1的孔隙半徑最小，產(chǎn)生的顆粒最不容易隨流體運移出去，所以堵塞最為嚴(yán)重，初始階段滲透率下降的最快，最終水敏損害程度也最大。

敏感性是指在油田開發(fā)的過程中由于地層條件改變或者外來流體的注入引起儲層中敏感性礦物分散、膨脹、運移等導(dǎo)致地層的滲透率降低，從而對地層造成損害的現(xiàn)象[9-18]。敏感性的損害程度用滲透率損害率[16-18]來表示：

對選取的不同井的巖心進行水速敏性實驗測試，結(jié)果如表3和圖3所示。

②條目頻次統(tǒng)計：根據(jù)抽取到的字段信息對條目內(nèi)元素的頻次進行統(tǒng)計和降序排列（包括：關(guān)鍵詞、作者、期刊名等）。

表3 水速敏實驗巖樣參數(shù)

由表3和圖3可知，隨著流速的增大，4口井的滲透率都逐漸發(fā)生變化，均出現(xiàn)不同程度的速敏性損害，不同井間的損害程度相差較大，滲透率最終損害率在5.2%～56.0%，平均損害程度為24.3%，損害程度評價以弱速敏為主。井-1的臨界流速約為14.43 m/d，井-3的臨界流速約為24.63 m/d，井-2、井-4水敏性很弱，不存在臨界流速。

建構(gòu)主義作為認(rèn)知學(xué)派學(xué)習(xí)理論的一個新的分支,在20世紀(jì)80年代流行于西方,20世紀(jì)九十年代開始引起我國教育界的極大關(guān)注，2000年-2018年中國知網(wǎng)上以建構(gòu)主義為主題的期刊論文就達21000多篇。建構(gòu)主義的教學(xué)理念對我國的英語教學(xué)產(chǎn)生了重大的影響，現(xiàn)代教育技術(shù)也開始全面融入英語教學(xué)，但是建構(gòu)主義教學(xué)理念在英語教學(xué)中的運用效果尚不理想。本文擬以英語專業(yè)《基礎(chǔ)英語》課程教學(xué)為例，闡述基于建構(gòu)主義教學(xué)理念的英語教學(xué)實踐效果和意義。

1.4 樣品參數(shù)

2.3 鹽敏性評價

對選取的不同井的巖心進行鹽敏性實驗測試，結(jié)果如表4和圖4所示。

圖3 巖樣滲透率隨滲流速度變化的關(guān)系曲線圖

井號巖樣長度/cm巖樣直徑/cm孔隙度/%初始滲透率/(10-3μm2)最終滲透率/(10-3μm2)最終滲透率損害率/%鹽敏損害程度評價井?15．712．4811．300．2420．13942．56中等偏弱井?25．852．5114．200．2120．1919．91弱井?35．792．465．860．1590．05267．55中等偏強井?45．812．493．290．0760．06515．19弱

圖4 巖樣滲透率隨礦化度變化的關(guān)系曲線圖

Fig.4 Relation curves between the permeabilitychanges with the salinity

由表4和圖4可知，隨著注入水礦化度的降低，井-1、井-3、井-4的滲透率逐漸降低，而井-2的滲透率隨礦化度的降低先減小后增大，最大滲透率損害率在9.91%～67.55%，不同井間鹽敏性損害程度差別較大，平均損害程度為33.80%，鹽敏損害程度評價以弱鹽敏為主。井-3的臨界礦化度為8 800 mg/L，井-1的臨界礦化度為6 000 mg/L，井-2和井-4的鹽敏性很弱，不存在臨界礦化度。

1)通過以突出事故致因模型和突出防治技術(shù)的基本理論為基礎(chǔ)，研究并建立了基于瓦斯地質(zhì)特征的預(yù)警指標(biāo)體系。

隨著礦化度的降低，井-4因礦化度變化產(chǎn)生的碎屑顆粒和巖樣膨脹程度較低，對滲透率的影響不大，下降幅度較小，鹽敏性較弱；而井-3的初始孔隙度和滲透率均特別低，滲流能力較弱，隨著礦化度的

降低，黏土晶層膨脹使吼道進一步減小，產(chǎn)生的碎屑顆粒不能及時運移出巖樣，在吼道狹窄處堆集，導(dǎo)致滲透率降低，曲線下降的越快，鹽敏性越強。而井-1雖然鹽敏性也較強但是其孔隙度和滲透率均大于井-3，滲流能力相對較強，因鹽度變化而產(chǎn)生的部分較小的碎屑顆粒能運移出巖樣，滲透率下降較慢，鹽敏性稍弱。隨著礦化度的降低，井-2的滲透率出現(xiàn)先降低后上升的現(xiàn)象，這是因為在礦化度開始降低時，黏土膨脹使?jié)B透率下降的幅度大于細小顆粒遷移出巖樣使?jié)B透率增大的幅度，從而導(dǎo)致滲透率逐漸下降。當(dāng)?shù)V化度降低到一定程度時，細小顆粒的遷移對滲透率的影響占據(jù)主導(dǎo)地位，使得孔喉半徑逐漸增大，滲透率又逐漸升高。

2.4 酸敏性評價

對選取的不同井的巖心進行酸敏性實驗測試，結(jié)果如表5和圖5所示。

由圖5可知，隨著注入流體pH的增大，樣品的滲透率總體上呈下降趨勢，最終滲透率損害率為8.86%～30.14%，平均酸敏損害程度為15.66%，酸敏性損害程度評價以弱酸敏為主。井-2的酸敏性較強，臨界pH為5.2，其它3口井巖樣酸敏性很弱，不存在臨界pH。

表5 酸敏實驗巖樣參數(shù)

圖5 巖樣滲透率隨pH變化的關(guān)系曲線圖

Fig.5 Relation curves between the permeabilitychanges with the pH

由表5可知，井-2的酸敏性屬于中等偏弱。因此在開采井-2時，不應(yīng)采用酸化措施來改善井底附近的滲透率，而應(yīng)采取壓裂等其它方式以避免酸敏

除了下棋之外，積薪師父卻是一個靦腆內(nèi)斂的中年大叔。有一天，趁著李離與袁安不在，星雨悄悄問他：“師父你站在溪邊的窗外，真的沒有看清那位婆婆，還有神仙兒媳嗎？”

效應(yīng)對儲層的損害。

3 結(jié)論

(1) 新疆吉木薩爾致密性儲層屬于低孔、致密儲層，儲層中含有大量黏土、方解石、白云石等敏感性礦物，敏感性較強。測試結(jié)果表明，巖樣水敏損害程度平均為43.64%，速敏損害程度平均為24.3%，鹽敏損害程度平均為33.80%，酸敏損害程度平均為15.66%，臨界流速為24.63 m/d。

(2) 新疆吉木薩爾致密性儲層具有中等偏弱水敏性、弱速敏性、中等偏弱鹽敏性、弱酸敏性等特點。在進行生產(chǎn)的過程中要針對不同井主要敏感性的不同，采取相應(yīng)的措施，避免因敏感性對地層造成的損害。

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(編輯 王亞新)

Experiment Study on Sensitivity of Tight Oil Reservoir

Lyu Daoping1, Yang Shenglai2, Ma Quanzheng2, Yang Long1, Ru Kejian1, Lei Hao2, Li Ying2

(1.ExperimentalTestingInstitute,XinjiangOilfieldBranch,CNPC,KaramayXinjiang834000,China;2.MOEKeyLaboratoryofPetroleumEngineering,ChinaUniversityofPetroleum(Beijing),Beijing102249,China)

Tight oil reservoirs are buried deeply, its permeability is low, and it is easily influenced by sensitivity. So, it is important to study the sensitivity of tight oil reservoir to prevent reservoir damage and improve oilfield efficient development. However, due to the difficulty of water injection in tight reservoirs, the flow velocity is slow and takes longer time. In this paper, an evaluation method of reservoir sensitivity flow experiment was adopted, and sensitivity experiment on some rock samples of four wells in Xinjiang Jimsar basin Formation tight oil was conducted. The results show that the average damage of water sensitivity is 43.64%, velocity sensitive damage is 24.3%, salt sensitivity damage is 33.80%, acid sensitivity damage is 15.66%,and the critical velocity is 24.63 m/d. This tight oil reservoir has medium water sensitivity and salt sensitivity while weak acid sensitivity and velocity sensitivity. Base on the research above we have a certain understanding of this reservoir's sensitivity, which provides a theoretical basis for rational exploitation of the oilfield and reduces the damage of tight reservoir.

Tight oil reservoir; Sensitivity evaluate; Water sensitivity; Velocity sensitivity; Salt sensitivity; Acid sensitivity

2016-09-14

2016-11-09

國家973資助項目“陸相致密油高效開發(fā)基礎(chǔ)研究”(2015CB250904)。

呂道平(1967-)，男，高級工程師，從事礫巖油藏滲流規(guī)律實驗研究；E-mail：Ldaoping@petrochina.com.cn。

馬銓崢(1989-),男，博士研究生，從事油氣滲流理論研究；E-mail：maqz89@163.com。

1006-396X(2017)02-0034-06

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10.3969/j.issn.1006-396X.2017.02.007