陳 佳，聶 軍，劉玉霞，李 珊，葉建國(guó)

（中國(guó)石化華東分公司石油勘探開發(fā)研究院，江蘇揚(yáng)州225007）

腰灘油田銀集區(qū)塊位于蘇北盆地東臺(tái)坳陷金湖凹陷和龍港、三河、汜水次凹之間的隆起帶上，是油氣運(yùn)移、聚集的有利部位。該區(qū)塊由多套含油層系組成，主要含油層位為阜三段。2010年以來(lái)，一批勘探井均在該區(qū)塊見到良好油氣顯示。

由于儲(chǔ)層中存在著某些敏感性礦物，在油氣田開發(fā)過程中，儲(chǔ)層與外來(lái)流體的不配伍或儲(chǔ)層原始條件的改變可能會(huì)造成儲(chǔ)層傷害，從而導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率降低［1］。因此，對(duì)銀集區(qū)塊儲(chǔ)層巖樣進(jìn)行了敏感性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，以掌握該儲(chǔ)層敏感性特征，以便在今后的石油開采過程中，及時(shí)采取相應(yīng)措施，減小外來(lái)流體對(duì)儲(chǔ)層可能造成的傷害，實(shí)現(xiàn)該區(qū)塊石油的高效開采。

1 儲(chǔ)層特征

1.1 巖石學(xué)特征

儲(chǔ)層以細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖為主。陸源碎屑礦物中，石英占65%～74%，長(zhǎng)石占10%～28%，巖屑僅占2%～20%，成分成熟度中等。填隙物占全巖18%，以泥質(zhì)為主，其次為碳酸鹽礦物，其中，泥質(zhì)含量0～25%，局部較高；碳酸鹽礦物以方解石、白云石為主，方解石含量為0～18%，白云石含量為0～2%。砂巖分選性好～中等，磨圓度呈次棱～次圓狀。顆粒支撐，以點(diǎn)和點(diǎn)－線接觸為主。膠結(jié)類型以孔隙式膠結(jié)為主，結(jié)構(gòu)成熟度中等。

X－衍射礦物組成測(cè)試結(jié)果顯示，該區(qū)塊儲(chǔ)層粘土礦物占全巖含量較高，在9.0%～14.6%，平均12.2%，主要由伊／蒙混層、伊利石、高嶺石、綠泥石構(gòu)成，但Y1井與Y1－1井粘土礦物相對(duì)含量差異較大（表1）。Y1井以伊－蒙混層為主，其次為高嶺石、綠泥石和伊利石。Y1－1井則以高嶺石為主，其次為綠泥石、伊／蒙混層，伊利石最低。

表1 Y1井、Y1－1井粘土礦物相對(duì)含量 %

1.2 孔喉結(jié)構(gòu)特征

銀集區(qū)塊阜三段為中高孔中低滲儲(chǔ)層，孔隙度在16%～28%，主要分布在18%～26%。滲透率在（0.34～373）×10－3μm2，主要分布區(qū)間（1～100）×10－3μm2。

孔隙類型以粒間溶孔為主，溶蝕加大孔、長(zhǎng)石溶孔次之，少量剩余粒間孔、巖屑溶孔及晶間微孔?？紫洞笮∫孕】祝锌诪橹?，平均孔徑在37.94～95.55μm不等，均值為54.62μm。喉道以縮頸型喉和孔隙縮小型喉為主，填充物主要為粘土礦物，少量碳酸鹽礦物，連通性為好－中。

毛細(xì)管壓力曲線分析顯示：主要流通喉道半徑均值為0.08～2.56μm，喉道中值半徑為0.02～0.66μm，主要為細(xì)喉類；排驅(qū)壓力為0.07～2.0 MPa，飽和中值毛管壓力1.12～12.55 MPa。進(jìn)汞曲線較傾斜，反映該儲(chǔ)層的非均質(zhì)性較強(qiáng)。

1.3 地層水性質(zhì)

阜三段地層水的pH值是7.82，水型為NaHCO3型，20℃時(shí)，密度為1.012 g／cm3，總礦化度為19 246 mg／L。

2 儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)

2.1 速敏性評(píng)價(jià)

實(shí)驗(yàn)驅(qū)替介質(zhì)為模擬地層水，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，該區(qū)塊的速敏損害率均大于70%，損害程度為強(qiáng)速敏，臨界流速為1.212～1.325 m／d（圖1）。

圖1 銀集區(qū)塊阜三段速敏曲線

隨著注入速度的增大，滲透率呈增大趨勢(shì)。這說(shuō)明隨著流速的增加，地層中的微粒發(fā)生明顯運(yùn)移，但未造成喉道堵塞。造成該現(xiàn)象的主要原因是易引起速敏的高嶺石、伊／蒙混層粘土礦物相對(duì)含量大于70%，它們會(huì)隨流速的增加脫落、分散、運(yùn)移。在實(shí)驗(yàn)過程中，由于巖心長(zhǎng)度有限，顆粒運(yùn)移時(shí)不易發(fā)生橋堵，但在實(shí)際生產(chǎn)中，移動(dòng)的顆?？赡軙?huì)被運(yùn)移到地層深處，造成堵塞或在生產(chǎn)井中造成出砂傷害問題。另外由于該儲(chǔ)層非均質(zhì)性較強(qiáng)，從較粗喉道沖出的移動(dòng)顆粒會(huì)堵塞在孔喉狹小處，使水驅(qū)油過程變的更為復(fù)雜。

2.2 水敏性評(píng)價(jià)［2－4］

水敏實(shí)驗(yàn)所用的驅(qū)替介質(zhì)依次為模擬地層水（礦化度19 246 mg／L）、模擬次地層水（礦化度9 623 mg／L）和蒸餾水。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Y1井與Y1－1井的水敏損害結(jié)果差異較大，其結(jié)果見圖2。Y1井的水敏損害率達(dá)到76%，屬?gòu)?qiáng)水敏型；而Y1－1井水敏損害率小于10%，屬弱水敏型。影響儲(chǔ)層水敏的重要原因是粘土礦物的類型、含量和產(chǎn)狀。比較粘土礦物水化膨脹的能力大小，蒙脫石膨脹能力最強(qiáng)，可膨脹至原體積的6～10倍，其次為伊／蒙和綠／蒙混層礦物，伊利石較弱，高嶺石則無(wú)膨脹性。水敏礦物在接觸較低礦化度流體時(shí)，經(jīng)水化膨脹，體積要擴(kuò)大許多倍，占據(jù)孔隙空間、堵塞喉道，最終導(dǎo)致滲透率降低。從X－衍射分析結(jié)果可知，Y1井伊／蒙混層相對(duì)含量接近50%，伊利石平均占10%左右，而Y1－1井的伊／蒙混層、伊利石含量均不足10%。所以，Y1井的水敏要明顯強(qiáng)于Y1－1井。

圖2 銀集區(qū)塊阜三段水敏曲線

2.3 鹽敏性評(píng)價(jià)

通常，高于地層水礦化度的外來(lái)流體進(jìn)入儲(chǔ)層后引起粘土礦物收縮、脫落，而低于地層水礦化度的流體進(jìn)入儲(chǔ)層后易引起粘土礦物膨脹、分散和運(yùn)移。因此，通過鹽敏性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)，可以確定導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率明顯變化的臨界礦化度，以確保施工液及注入水礦化度高于臨界礦化度，以保護(hù)油層不受傷害。

選擇模擬地層水、3／4模擬地層水、1／2模擬地層水、1／4模擬地層水和蒸餾水依次進(jìn)行鹽敏驅(qū)替實(shí)驗(yàn)（圖3）。從中可看出，當(dāng)注入3／4地層水（礦化度14 434 mg／L）時(shí)，滲透率就開始下降，雖損害率沒有達(dá)到20%，但隨著注入水礦化度的不斷降低，鹽敏損害率不斷增大，最終，當(dāng)注入蒸餾水的損害率達(dá)到了90%以上時(shí)，屬于極強(qiáng)鹽敏型。

圖3 銀集區(qū)塊阜三段鹽敏曲線

2.4 酸敏性評(píng)價(jià)

儲(chǔ)層的酸敏性是指酸液進(jìn)入儲(chǔ)層后與儲(chǔ)集層中的酸敏性礦物發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生凝膠或沉淀，也可能產(chǎn)生微粒，致使儲(chǔ)層滲透率下降的現(xiàn)象［5－6］。

實(shí)驗(yàn)先用模擬地層水驅(qū)替測(cè)試巖心，再以15%鹽酸溶液處理巖心，將處理前后的滲透率變化結(jié)果進(jìn)行對(duì)比可知（圖4），該區(qū)塊對(duì)酸不敏感的石英平均含量達(dá)50%以上，而酸敏礦物方解石、菱鐵礦和綠泥石絕對(duì)含量平均在8%左右，所以酸敏感性程度不強(qiáng)，為弱酸敏型。

2.5 堿敏性評(píng)價(jià)

堿敏實(shí)驗(yàn)驅(qū)替流體是與地層水礦化度相同的KCl溶液，其pH 值依次為7、8.5、10、11.5和13。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見圖5，該區(qū)塊堿敏損害率在34%左右，屬于中等偏弱堿敏型，其臨界pH值是10。

對(duì)堿敏性影響最大的礦物是高嶺石和石膏，其次是白云石、蒙脫石和伊利石，對(duì)堿－巖反應(yīng)活性影響較小的是綠泥石、長(zhǎng)石和細(xì)粒石英，方解石與堿幾乎沒有反應(yīng)［7－8］。研究區(qū)礦物主要由堿敏反應(yīng)活性弱的石英、長(zhǎng)石組成，但粘土礦物中高嶺石的相對(duì)含量占半數(shù)以上，所以綜合分析看，該區(qū)塊有堿敏感性表現(xiàn)。

圖4 銀集區(qū)塊阜三段酸敏曲線

圖5 銀集區(qū)塊阜三段堿敏曲線

3 結(jié)論和建議

（1）銀集地區(qū)阜三段儲(chǔ)層屬于強(qiáng)速敏，臨界流速為1.212～1.325 m／d。在生產(chǎn)中要減少細(xì)小顆粒進(jìn)入儲(chǔ)層，小心控制采排速度，否則極易引起速敏傷害。

（2）該區(qū)存在不同程度的水敏、鹽敏，水敏損害率弱～強(qiáng)，臨界鹽度14 434 mg／L。在注水采油及油田改造等過程中，避免低礦化度流體入井，并須加入適量的防膨劑。

（3）該儲(chǔ)層為弱酸敏，適合采用酸化措施來(lái)提高油井產(chǎn)量或解除污染。酸化壓裂過程中，應(yīng)使用合理的酸液濃度劑，防止地層出砂或產(chǎn)生化學(xué)沉淀。同時(shí)，要注意避免殘液在油層中停留時(shí)間過長(zhǎng)，引起二次沉淀、堵塞儲(chǔ)層。

（4）銀集區(qū)塊阜三段儲(chǔ)層屬中等偏弱堿敏，建議在實(shí)施鉆井作業(yè)時(shí)，鉆井完井液應(yīng)控制pH值小于10，同時(shí)嚴(yán)格控制其他入井液的pH值。

［1］ 楊勝來(lái)，魏俊之.油層物理學(xué)［M］.北京：石油工業(yè)出版社，2004：159－170.

［2］ 鄧杰，李彥婧，梁立平，等.鄂爾多斯盆地定邊張韓地區(qū)長(zhǎng)2儲(chǔ)層敏感性特征［J］.石油地質(zhì)與工程，2011，25（2）：65－66.

［3］ 魏立萍，王新海.L10塊儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)［J］.石油天然氣學(xué)報(bào)（江漢石油學(xué)院學(xué)報(bào)），2006，28（6）：71－75.

［4］ 李永剛.秦家屯油田儲(chǔ)層的敏感性評(píng)價(jià)［J］.吉林大學(xué)學(xué)報(bào)（地球科學(xué)版），2004，34（1）：51－54.

［5］ 郭艷東，趙英杰，李治平.大慶油田薩零組砂巖儲(chǔ)層敏感性研究［J］.石油地質(zhì)與工程，2008，22（1）：58－60.

［6］ 賀凱，曾良雄，職文棟，等.準(zhǔn)噶爾盆地三臺(tái)油氣田侏羅系中－上統(tǒng)儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)［J］.世界地質(zhì)，2008，27（2）：204－209.

［7］ 許書堂，楊玉娥，顧勤，等.東濮凹陷橋口氣藏儲(chǔ)層敏感性分析［J］.油氣地質(zhì)與采收率，2010，17（3）：91－92.

［8］ 趙峰.潿洲地區(qū)低滲透儲(chǔ)層損害機(jī)理與保護(hù)措施研究［D］.四川成都：西南石油學(xué)院，2005：52－53.