鄂爾多斯盆地富黃探區(qū)長(zhǎng)7油層組儲(chǔ)層敏感性綜合分析

郭 慶，展轉(zhuǎn)盈，宮偉超

（1.陜西延長(zhǎng)石油＜集團(tuán)〉有限責(zé)任公司研究院，陜西西安710075；2.中國(guó)地質(zhì)大學(xué)＜北京〉，北京100083）

1 概述

富黃探區(qū)位于鄂爾多斯盆地東南部，北鄰富縣探區(qū)，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡南部，臨近渭北隆起。目前本區(qū)主要勘探目的層為延長(zhǎng)組長(zhǎng)8以上地層，延長(zhǎng)組長(zhǎng)7層為近幾年來探索開發(fā)的層位，主要表現(xiàn)為低孔、低滲、低地層壓力的致密油儲(chǔ)層。此外，油氣儲(chǔ)層損害與保護(hù)方面的研究越來越受到人們的重視，國(guó)內(nèi)外許多學(xué)者對(duì)儲(chǔ)層敏感性影響機(jī)理進(jìn)行了深入的研究，逐步認(rèn)識(shí)到儲(chǔ)層敏感性不僅與其中粘土礦物類型和含量有很大關(guān)系，同時(shí)也與儲(chǔ)層自身的性質(zhì)密切相關(guān)。因此，開展富黃探區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7儲(chǔ)層敏感性特征分析研究，對(duì)指導(dǎo)該區(qū)的石油勘探和開發(fā)工作具有重要的實(shí)際意義。

2 儲(chǔ)層巖石學(xué)特征

根據(jù)鑄體薄片實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析認(rèn)為：延長(zhǎng)組長(zhǎng)7儲(chǔ)層主要為長(zhǎng)石細(xì)砂巖，細(xì)砂屑結(jié)構(gòu)。碎屑巖顆粒粒徑最大為0.45mm，主要在0.12～0.25mm之間。巖屑量少，見硅質(zhì)巖和炭質(zhì)板巖，碎屑磨圓度和分選性均相對(duì)較好，點(diǎn)接觸為主。填隙物以方解石為主，鐵質(zhì)和粘土礦物也較多，基底型及孔隙性膠結(jié)。碎屑中以石英為主，占30%～40%。長(zhǎng)石同樣比較多，占18%～31%，且斜長(zhǎng)石多于鉀長(zhǎng)石，其中鉀長(zhǎng)石蝕變明顯，部分完全蝕變?yōu)檎惩恋V物；云母易見，主要為白云母，片徑細(xì)小，部分為鱗片狀集合體。

3 儲(chǔ)層敏感性礦物特征分析

敏感性礦物是指儲(chǔ)層中與流體易發(fā)生物理、化學(xué)或理化反應(yīng)，并導(dǎo)致滲透率大幅下降的一類礦物。

造成儲(chǔ)層敏感性的礦物主要有粘土礦物以及碳酸鹽、硫酸鹽等，這些礦物與外來的鉆井液、洗井液、壓井液、壓裂液、酸化液等流體接觸，由于這些流體與儲(chǔ)層礦物及敏感性礦物不匹配而導(dǎo)致儲(chǔ)層滲流能力下降。

X光衍射分析結(jié)果顯示，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)7儲(chǔ)層粘土含量為17%～21%，且粘土礦物發(fā)育；石英含量高，脆性強(qiáng)；長(zhǎng)石含量高，且以斜長(zhǎng)石為主；此外長(zhǎng)7層含有少量方解石及白云石。

粘土礦物相對(duì)含量的測(cè)定結(jié)果顯示，區(qū)內(nèi)長(zhǎng)7層粘土礦物中伊利石相對(duì)含量13%～23%，絕對(duì)含量2.86%～4.14%；高嶺石含量極低，相對(duì)含量0%～5%，絕對(duì)含量小于1%；伊蒙混層含量高，相對(duì)含量71%～83%，絕對(duì)含量12.78%～18.26%；此外含有少量綠泥石，絕對(duì)含量小于1.05%。

通過X光衍射實(shí)驗(yàn)及粘土礦物相對(duì)含量的測(cè)定結(jié)果可以預(yù)測(cè)儲(chǔ)層的潛在敏感性種類及程度：研究區(qū)儲(chǔ)層伊蒙混層含量高，理論上具有潛在的水敏性傷害，但考慮到儲(chǔ)層物性差以及孔喉細(xì)小等原因，仍需通過巖芯流動(dòng)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。此外，研究區(qū)儲(chǔ)層含有酸敏性礦物（綠泥石、方解石等），具有潛在的酸敏性傷害。

4 儲(chǔ)層敏感性實(shí)驗(yàn)分析

油氣儲(chǔ)層與外來流體發(fā)生各種物理或化學(xué)作用而使儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)和滲透性發(fā)生變化的性質(zhì)稱為儲(chǔ)層的敏感性。從儲(chǔ)層傷害的原因及類型來看，儲(chǔ)層的敏感性主要表現(xiàn)為外來流體與巖石的相互作用方面，以及導(dǎo)致的儲(chǔ)層的水敏性、鹽敏性、速敏性、酸敏性和堿敏性。

4.1 實(shí)驗(yàn)方法和流程

根據(jù)中國(guó)石油天然氣總公司行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)——SY/T 5358-2010《儲(chǔ)層敏感性流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法》對(duì)鄂爾多斯盆地富黃探區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7儲(chǔ)層進(jìn)行敏感性實(shí)驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)所使用的設(shè)備是CLD-Ⅱ巖芯流動(dòng)試驗(yàn)儀，具體實(shí)驗(yàn)流程見圖1，主要有高壓驅(qū)替泵、環(huán)壓泵、高壓容器、巖芯夾持器。

4.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析

4.2.1 速敏性評(píng)價(jià)

速敏性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)是為了探索流體流速變化與儲(chǔ)層滲透率之間的關(guān)系，確定微粒運(yùn)移導(dǎo)致儲(chǔ)層損害的臨界流速，以及由速敏引起的油氣層損害程度，為確定合理的驅(qū)替速度提供科學(xué)依據(jù)。速敏程度主要與流速、地層微粒的潤(rùn)濕性、尺寸及裂縫寬度和表面粗糙程度有關(guān)。

與飲食，交通相關(guān)的物質(zhì)文化負(fù)載詞多采用音譯的方法?；洸酥信c飲食文化相關(guān)的表達(dá)多用音譯(粵語方言)，或者粵語方言音譯加上附圖的形式。這些文化負(fù)載詞多數(shù)屬于文化空缺詞或半空缺詞，而且是譯文讀者已經(jīng)比較熟悉，譯文讀者期盼基本能夠與作者的意圖統(tǒng)一。這與香港和英國(guó)的特殊性有很大的關(guān)系，借由香港粵語傳入英語。此外，大部分的地名采用拼音音譯，也有一部分的地名采用方言音譯的策略，如例4。

表1中的Kmax為小于臨界流速時(shí)巖芯的最大原始滲透率，Kmin為小于臨界流速時(shí)的最小原始滲透率，Dv為滲透率傷害率。由于該層位巖樣滲透率極低，巖樣的測(cè)試壓力梯度已經(jīng)大于2MPa/cm，因此速敏實(shí)驗(yàn)均提前結(jié)束。

表1 富黃探區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7儲(chǔ)層速敏性評(píng)價(jià)結(jié)果

對(duì)流速敏感的粘土礦物主要為高嶺石、伊利石，通過全巖礦物及粘土礦物分析（表1），富黃探區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7儲(chǔ)層高嶺石絕對(duì)含量小于1%，伊利石絕對(duì)含量在2.86%～4.14%。速敏性礦物含量低，流體流動(dòng)速度變化所引起的可運(yùn)移微粒數(shù)少，結(jié)合研究區(qū)儲(chǔ)層孔隙喉道細(xì)小無法形成堵塞等因素，儲(chǔ)層速敏性較弱。

4.2.2 水敏性評(píng)價(jià)

水敏是指當(dāng)外來流體進(jìn)入地層巖石中與地層巖石孔隙中的流體和巖石本身接觸后發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生不配伍的情況，進(jìn)而導(dǎo)致地層巖石中的粘土礦物發(fā)生膨脹、分散和運(yùn)移等，進(jìn)而導(dǎo)致其滲透率降低的現(xiàn)象。為了了解淡水入侵儲(chǔ)層后滲透率的變化，探討水化膨脹和分散/運(yùn)移造成的損害，進(jìn)行水敏性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)。

表2中的Kf為地層水測(cè)出的巖樣滲透率，Ksf為次地層水（礦化度降低一半的地層水）測(cè)出的巖樣滲透率，Kw為蒸餾水測(cè)出的巖樣滲透率，Dv為滲透率傷害率。

富黃探區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7儲(chǔ)層粘土含量中等，伊蒙混層含量高（表2），可發(fā)生膨脹、分散和運(yùn)移的顆粒多，但儲(chǔ)層物性差，其孔隙喉道連通性和均質(zhì)性相對(duì)較差，粘土顆粒難以形成運(yùn)移堵塞，因此水敏性程度較低，這一特征有利于研究區(qū)超低滲透油藏的注水開發(fā)。

表2 富黃探區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7儲(chǔ)層水敏性評(píng)價(jià)結(jié)果

4.2.3 鹽敏性評(píng)價(jià)

含鹽度不同于地層水礦化度的流體進(jìn)入油藏儲(chǔ)層，引起粘土礦物的物理及化學(xué)變化，進(jìn)而堵塞孔喉造成滲透率下降的現(xiàn)象，稱為鹽敏。鹽敏性評(píng)價(jià)的目的是確定鹽敏發(fā)生的條件，以及由鹽敏引起的油氣層損害程度。

表3 富黃探區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7儲(chǔ)層鹽敏性評(píng)價(jià)結(jié)果

鹽度敏感性傷害機(jī)理與水敏感性傷害機(jī)理相似，蒙脫石、伊/蒙混層礦物與低礦化度流體接觸時(shí)發(fā)生膨脹，高嶺石會(huì)在儲(chǔ)層流體離子強(qiáng)度突變時(shí)會(huì)擴(kuò)散運(yùn)移。此外，高礦化度流體壓縮粘土顆粒擴(kuò)散雙電層厚度，造成顆粒失穩(wěn)、脫落，堵塞孔隙喉道。研究區(qū)儲(chǔ)層孔喉細(xì)小，無法形成堵塞，因此鹽敏性較弱（表3）。

4.2.4 堿敏性評(píng)價(jià)

常見的堿敏感性礦物主要有隱晶質(zhì)類石英、碳酸鹽、粘土礦物中的高嶺石和蒙脫石等。當(dāng)高pH工作液進(jìn)入儲(chǔ)層后，會(huì)與堿敏感性礦物反應(yīng)，破壞粘土微結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。另外，高pH外界流體進(jìn)入儲(chǔ)層后，還會(huì)引起無機(jī)垢的生成，同樣會(huì)損害儲(chǔ)層。

用KCl按地層水礦化度配制模擬地層水，依次測(cè)定pH值為7.0、8.5、10、11.5、13的地層水的滲透率（表4）。

高pH值堿液對(duì)石英、長(zhǎng)石等礦物有溶解作用，延長(zhǎng)組長(zhǎng)7層巖石石英、長(zhǎng)石含量高，分析認(rèn)為適度高pH液體溶解了部分石英和長(zhǎng)石、疏通改善了儲(chǔ)層孔隙和喉道。此外，由于喉道細(xì)小，固體顆粒無法形成運(yùn)移堵塞，因此儲(chǔ)層滲透率升高。

表4 富黃探區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7儲(chǔ)層堿敏性評(píng)價(jià)結(jié)果

4.2.5 酸敏性評(píng)價(jià)

酸敏感性是指酸液進(jìn)入儲(chǔ)層后與儲(chǔ)層的酸敏性礦物及儲(chǔ)層流體發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生沉淀或釋放出微粒，使儲(chǔ)層滲透率發(fā)生變化的現(xiàn)象。酸敏感性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)的目的在于了解酸液是否會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生傷害及傷害的程度，以便優(yōu)選酸液配方，尋求更為合理、有效的酸化處理方法，為油田工作中的方案設(shè)計(jì)、油氣層損害機(jī)理分析提供科學(xué)依據(jù)。

表5中的K0為15%鹽酸處理前的巖樣滲透率，K1為處理后的的巖樣滲透率，Dv為滲透率傷害率。

表5 富黃探區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7儲(chǔ)層酸敏性評(píng)價(jià)結(jié)果

富黃探區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7層砂巖以巖屑長(zhǎng)石砂巖為主，巖屑含量高。巖樣與鹽酸作用后滲透率升高，與方解石、綠泥石的溶蝕有關(guān)。砂巖解堵酸化是解除固相損害、疏通孔喉和裂縫的有效措施，延長(zhǎng)組長(zhǎng)7層表現(xiàn)為無酸敏性，適合酸化預(yù)處理。

5 結(jié)論

（1）鄂爾多斯盆地富黃探區(qū)延長(zhǎng)組長(zhǎng)7超低滲透砂巖油藏儲(chǔ)層具有弱速敏、弱水敏、弱鹽敏、無堿敏、無酸敏的儲(chǔ)層敏感性特點(diǎn)。

（2）富黃探區(qū)長(zhǎng)7儲(chǔ)層酸敏性礦物有方解石和綠泥石，經(jīng)酸處理后方解石溶解，疏通了孔喉和孔隙，改善儲(chǔ)層滲透率，因此研究區(qū)儲(chǔ)層適合進(jìn)行酸化預(yù)處理。

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