金 崯，何玉忠

(中國石化江漢油田分公司勘探開發(fā)研究院，湖北 武漢 430223)

近十余年來，由于中、高滲透油藏的持續(xù)開采，其剩余儲量不斷減少，導致低滲透油藏原油儲量在我國石油總資源量中所占比例迅速增加。注水開發(fā)是低滲透油田主要開采方式之一，但是目前普遍存在開采效果差、采收率低的問題。因此研究造成高含水期后注水效率逐漸變低的影響因素，減少注水開發(fā)過程中對儲層物性造成的傷害很有必要。

1 水驅(qū)前后滲透率變化

對坪北油田C4+5、C6儲層取樣分析，其最大滲透率為10.5 ×10－3μm2，最小滲透率為 0.01 ×10－3μm2，平均滲透率為 1.08 ×10－3μm2，以 1.0 ×10－3μm2以下的滲透率分布為主。為對比水驅(qū)前后儲層滲透率變化關(guān)系，選取了9塊不同滲透率巖心開展了物模實驗研究，實驗前首先抽空巖心并飽和模擬地層水，然后在一定排量下注入地層水恒速驅(qū)替，期間測定某一階段的瞬時水相滲透率;驅(qū)替至40～60倍孔隙體積，最后再對比水驅(qū)前后空氣滲透率變化情況。

特低滲透儲層巖心在長期水驅(qū)沖刷過程中，瞬時水相滲透率是隨著驅(qū)替注入孔隙體積倍數(shù)的增加而逐漸變小的(見圖1);將水驅(qū)沖刷后的實驗巖心洗鹽烘干后測其空氣滲透率，并與原始空氣滲透率進行對比，發(fā)現(xiàn)滲透率都呈現(xiàn)出下降趨勢(見表1)。

對比不同滲透率巖心水驅(qū)前后滲透率下降幅度可以發(fā)現(xiàn)，滲透率為 0.1 ×10－3μm2～ 2.5 ×10－3μm2時，隨著滲透率的增加，其滲透率下降率也隨之增加;當滲透率大于 2.5×10－3μm2時，隨著滲透率的增加，其滲透率下降率呈現(xiàn)減小的趨勢。

從以上實驗可以看出，坪北油田巖心經(jīng)過長期的注水沖刷以后，巖心滲透率大大降低，嚴重影響到油藏流體的運移能力。9組巖心實驗中，滲透率損失率最大的達到了70.4%，損失率最小的也有15.2%，平均損失率達到了40%。

圖1 27#巖心瞬時水相滲透率與驅(qū)替孔隙體積倍數(shù)關(guān)系圖

表1 水驅(qū)前后巖心空氣滲透率數(shù)據(jù)表

2 儲層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征

根據(jù)坪北油田巖心掃描電鏡和鑄體薄片圖像分析，認為其儲層幾乎沒有原生孔隙存在，絕大部分是次生孔隙，孔隙類型以粒間溶蝕孔為主，且溶孔連通性較差，溶孔內(nèi)充填葉片狀自生綠泥石及自生長石晶粒。

掃描電鏡放大圖及鑄體薄片圖像(代表視域)(見圖 2，3)。

圖2 掃描電鏡放大圖

圖3 鑄體薄片圖像(代表視域)

根據(jù)粘土礦物X射線衍射分析(見表2)，其粘土含量較高，平均可達到4.14%;且粘土礦物成分中，又以綠泥石居多，平均為72.29%。

鑄體薄片圖像和毛管壓力曲線測定結(jié)果統(tǒng)計分析，總面孔率為1.23% ～ 2.24%，平均配位數(shù)1.07 ～ 1.50，平均孔隙半徑10.13 μm ～ 22.35 μm，平均孔喉半徑 0.135 μm ～ 1.109μm;并繪制滲透率與平均喉道半徑關(guān)系曲線(見圖4)，當滲透率為 2.5 ×10－3μm2附近時，其平均喉道半徑最小，而隨著滲透率的增大和減小，其平均喉道半徑都呈現(xiàn)增加的趨勢。

表2 坪北油田巖心粘土礦物分析表

圖4 坪北油田巖心平均喉道半徑與滲透率關(guān)系圖

3 實驗結(jié)果分析

多種測試結(jié)果認為，坪北油田巖石粘土礦物成分主要是綠泥石，并且以分布在粒表居多，其次為伊蒙混層和伊利石。而綠泥石與伊利石為速敏礦物，伊蒙混層為水敏礦物，隨著注水倍數(shù)的增加，水流渠道壁上的粘土被水流剝落或沖散，砂巖孔隙中的膠結(jié)物不斷被沖刷帶出。根據(jù)Barkman和Davidson對懸浮物在多孔介質(zhì)滲流過程的研究結(jié)果，對于半徑為r的懸浮顆粒和半徑為R的喉道，當3 r＞R時顆粒不能穿過喉道，不形成橋堵但可形成卡堵，3 r＜R＜10 r時顆粒在孔喉部位形成橋堵，10 r＜R時顆?？稍诳缀韮?nèi)較自由地移動，不會造成堵塞，或僅形成穩(wěn)定性很差的橋堵。由于粘土礦物顆粒半徑主要分布在0.5μm ～1.0μm左右，而橋堵是主要的堵塞形式，因此對半徑在1.5μm ～10μm左右的喉道堵塞較為嚴重。而當滲透率在2.5×10－3μm2附近時，正處于容易橋堵范圍內(nèi)平均喉道半徑的最小值，因此水驅(qū)沖刷后滲透率下降也最多。

4 結(jié)論

1)坪北特低滲透儲層巖石滲透率低，喉道細小，粘土礦物主要是綠泥石、伊蒙混層和伊利石，注水過程中易發(fā)生顆粒運移，堵塞喉道。天然巖心實驗結(jié)果表明長期注水沖刷后平均滲透率損失率達到了40%。

2)坪北特低滲透儲層滲透率在 2.5 ×10－3μm2附近時，它的平均喉道半徑最小，水驅(qū)沖刷后滲透率下降也最多。

3)坪北油田在注水開發(fā)過程中，必須控制注水流速，并在注入水中適當添加防膨劑，抑制粘土礦物顆粒脫落、運移對儲層物性造成的傷害。

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