朱亞林，劉進龍，陳蘭樸，張錦，姜南，李玉玉

（1.西北大學地質學系，陜西西安　710069；2.成都理工大學能源學院，四川成都　610059）

志丹油田長2儲層傷害地質因素分析

朱亞林1，劉進龍1，陳蘭樸2，張錦1，姜南1，李玉玉1

（1.西北大學地質學系，陜西西安710069；2.成都理工大學能源學院，四川成都610059）

通過對志丹油田巖性特征、物性特征、填隙物特征、孔隙結構以及地層流體進行了分析，探討了引起志丹油田長2儲層傷害的地質因素。研究認為，酸敏是引起儲層傷害的主要地質因素，速敏、水敏也能引起一定程度的損害。建議在開采過程中加入鐵離子穩(wěn)定劑，控制注入水的水質標準，以減弱或者預防儲層傷害。

儲層傷害；地質因素；志丹油田

油氣儲層中存在著巖石、水、油氣的復雜體系，在打開地層之前，此體系存在著物理、化學、溫度、壓力等多種狀態(tài)平衡［1］。但是在油氣田勘探開發(fā)的過程中，需要鉆井、完井、修井、生產以及增產一系列的措施。幾乎每種工藝都會造成體系平衡狀態(tài)的改變，向體系中加入流體與固體。這些都有可能造成儲層傷害，造成儲層物性的變化，油井產量降低［2-5］。儲層傷害已經(jīng)引起了廣大開發(fā)人員的關注［6-9］。但是儲層傷害的主要原因還是地質因素。因此通過對志丹油田巖性特征、物性特征、填隙物特征、孔隙結構以及地層流體進行了分析，試圖探討引起志丹油田長2儲層傷害的地質因素。

1　油田背景

志丹油田位于陜西省延安市志丹縣，大地構造位置屬于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡中部［10］。鄂爾多斯是一個穩(wěn)定的克拉通中新生代沉積盆地，構造運動影響較弱。因此斜坡是一個東高西低的平緩的單斜，部分地區(qū)由于差異壓實作用，而產生了一系列的低幅度的鼻狀隆起。志丹油田主要含有層系為上三疊統(tǒng)延長組長2、長3以及長6段，其中長2和長3油層物性相似［11］。

2　長2儲層特征

2.1儲層巖石學特征

志丹油田長2油層儲層為湖泊三角洲前緣亞相沉積，儲集巖性以灰色細粒長石砂巖為主，其次為粉-細粒長石砂巖及中-細粒長石砂巖。砂巖顆粒分選好，粒級比較均一，以細粒為主，主要粒級占70％～80％，平均粒徑0.1mm～0.25mm者居多。

主要礦物成分為：長石42％～67％，平均56.9％，石英17％～30％，平均24.8％，巖屑3％～14％，平均6.2％，黑云母平均5.4％。巖屑主要是變質巖巖屑，其次為火成巖及沉積巖巖屑。砂巖含少量重礦物，成分較復雜，既有穩(wěn)定組分鋯石、電氣石等，也有穩(wěn)定性差的榍石、磷灰石、海綠石等。填隙物以自生礦物為主，平均含量6.7％，主要有綠泥石0.5％～8％，平均2.3％，方解石0％～5％，平均1.8％，白云石0％～7.5％，平均1.5％，高嶺石0％～3.5％，平均0.5％，水云母0％～1％，平均0.1％，硅質及長石質平均0.5％，還有少量重晶石及黃鐵礦（見表1）。

表1　志丹油田巖石礦物成分

長2砂巖中的自生礦物產狀。綠泥石為孔隙襯邊產狀；方解石和鐵白云石為孔隙充填產狀，在砂巖中呈斑狀分布；高嶺石及水云母呈不規(guī)則的微晶集合體充填在孔隙中；硅質及長石質以加大邊產狀為主。

圓度為次棱狀，顆粒排列具定向性，云母及炭質沿層面富集，雜基含量小于1％，反映了砂巖沉積時低能穩(wěn)定的沉積環(huán)境。

它們具有共同的巖石學特征，即礦物成熟度低，結構成熟度高，成巖作用強烈，為低滲透致密砂巖儲層。

2.2儲層物性與孔隙結構特征

2.2.1物性特征據(jù)志丹探區(qū)20余口井741個樣品的巖心分析資料統(tǒng)計，長2儲層的孔隙度最大值為22.2％，最小值為7％，平均值為16.9％。從孔隙度頻率分布直方圖看出，長2孔隙度近似正態(tài)分布，集中分布在14％～21％，孔隙度大于14％的樣品占總數(shù)的88％。

根據(jù)與孔隙度分析對應的741個樣品的滲透率分析結果統(tǒng)計，長2儲層的滲透率最大值為40.1× 10-3μm2，最小值0.1×10-3μm2，平均值為5.3×10-3μm2。從滲透率頻率分布直方圖看出，長2滲透率分布的眾數(shù)值為負偏態(tài)，集中分布在（0.5～6）×10-3μm2，占樣品總數(shù)的62.5％，（6～50）×10-3μm2的樣品約占樣品總數(shù)的30％。因此，志丹油田長2儲層屬于低滲透致密儲層。

2.2.2孔隙類型與結構長2儲層的主要孔隙類型有粒間孔、溶孔（長石溶孔為主、其次為巖屑溶孔及碳酸鹽溶孔）、晶間孔及少量微裂隙、鑄?？椎?。依各類孔隙數(shù)量的變化，在儲層的不同部位，出現(xiàn)不同的孔隙組合，主要有粒間孔型、溶孔-粒間孔型及復合型等。孔喉組合主要有大孔-粗喉型、小孔-細喉型及小孔-微喉型（大孔：平均孔徑大于50 μm，粗喉：平均喉道半徑大于1 μm，細喉：平均喉道半徑0.5 μm～1 μm，微喉：平均喉道半徑小于0.5 μm）。受沉積及成巖作用的控制，各種孔隙結構類型在儲層中的分布很不均一，在剖面上及平面上都有較大變化。

2.3儲層的孔隙物特征

通過巖石薄片、X衍射、掃描電鏡等資料分析，長2儲層中的填隙物主要有黏土礦物、白云石、方解石等。

其中黏土礦物含量一般為2.8％，成因類型主要為自生成因，其中高嶺石占18％，呈蠕蟲狀產出；綠泥石占82％，呈條片狀產出。

白云石含量一般為1.5％，粉-細晶結構，呈斑點狀產出。

表2　志丹油田原油高壓物性分析數(shù)據(jù)表（寨9-3井）

2.4儲層流體性質

2.4.1原油性質本區(qū)長2儲層地層溫度為41.16℃，原油密度0.841 g/cm3～0.846 g/cm3，平均0.844 g/cm3，地面黏度（50℃）6.0 mPa·s～6.8 mPa·s，平均6.4 mPa·s；凝固點6℃～8℃，平均7℃；含臘量6.0％～6.8％，平均6.4％（見表2）。

2.4.2油田水性質長2油層的地層水分析結果表明：地層水總礦化度31 468 mg/L～37 412 mg/L，平均34 440 mg/L，水型為CaCl2型。

3　長2儲層傷害的地質因素分析

儲層傷害是指從打開儲層進行射孔，直至開采的整個過程，由于工藝的因素，造成產能降低，甚至完全不產油的現(xiàn)象。主要原因為兩個方面：其一在鉆完井及增注過程中加入的流體與地層本身的地流體不配伍，造成乳化、有機垢堵塞以及儲層內成分作為固體而沉淀；其二外來加入的固體顆粒會造成儲層孔隙的堵塞。因此，儲層本身的地質因素是造成傷害的主要原因［1］。通過對志丹油田長2儲層巖性特征、物性特征、流體特征進行分析，潛在的傷害因素主要為以下方面。

3.1敏感性礦物的潛在傷害

3.1.1膠體堵塞本區(qū)長2儲層中，發(fā)育方解石、鐵方解石、白云石和綠泥石等酸敏性礦物。其中綠泥石與鹽酸反應后，可以生成Fe（OH）3及SiO2等膠凝沉淀。濁沸石與鹽酸作用后，可以生成偏硅酸膠狀物。但是黏土礦物很容易吸附這種膠狀物，進而造成孔喉的縮小，嚴重的會堵塞。長2儲層中酸敏礦物所占填隙物比例較大。因此，由酸敏引起的膠體沉淀是油層傷害的重要潛在因素。

3.1.2微粒運移長2儲層中發(fā)育了一定數(shù)量的分散狀態(tài)微粒。比如，以雜基產出的達到細粉砂級別的長石以及石英。如果儲層內發(fā)生紊流、高速流或者波動較劇烈時，他們將在儲層內發(fā)生遷移或移動，都將會堵塞孔隙。此外，一些酸敏性礦物（如綠泥石）與鹽酸反應不完全的殘余顆粒，也會使得孔隙堵塞［12］。

3.1.3水敏長2儲層中含有少量的伊蒙混層礦物。當他們與水溶液接觸時，黏土組分容易吸水造成晶格膨脹，或者形成分散顆粒，使得礦物體積增大同時產生膨脹壓力，造成孔喉的縮小直至堵塞。長2儲層中黏土礦物含量較少，因此水敏造成的傷害較弱。

3.2孔隙結構的潛在傷害

志丹油田長2儲層屬于低孔低滲油層，孔喉配置上存在大孔-粗喉型、小孔-細喉型及小孔-微喉型類型。受沉積作用影響，無論剖面還是平面上分布都是不均勻的。在鉆井、完井、采油以及后期的增產增注過程中，固體顆?；烊胗蛯又?，造成孔隙堵塞；在作業(yè)過程中加入的各種鉆井液、壓裂液若與地層水不配伍也會生成沉淀及水鎖反應。

3.3地層流體的潛在傷害

長2儲層中的原油是常規(guī)黑油，具低密度、低黏度，原油物性較好的特點，也屬于陸相原油。在開采過程中，溫度降低可以引起石蠟在井筒周邊的結垢，形成有機垢堵塞［13］。有機垢堵塞不僅會引起儲層的滲透率劇烈下降，還會引起巖石潤濕性的反轉，造成油井產水量上升，產油量下降。

長2油層水為高礦化度的CaCl2型，其中含有大量的Ca2+。在鉆采、開采過程中發(fā)生壓力與溫度的降低，伴生氣的逸出或者注入的流體與地層水不配伍，都會造成Ca2+以CaCO3形式沉淀出來。

4　結論

（1）志丹油田長2儲層屬于低孔低滲、砂巖的成分成熟度低、但是結構成熟度高，成巖作用強烈，填隙物成分復雜，包括綠泥石、方解石、高嶺石，酸敏性礦物含量較多；地層水為高礦化度的CaCl2型地層水；原油為常規(guī)黑油及陸相原油。

（2）通過對長2儲層地質特征進行分析，引起儲層傷害的地質潛在因素主要是酸敏，其次為速敏，水敏。在開采過程中應當注意控制注入水的速度以及添加劑的成分組成，防止或者減弱儲層傷害。

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Analysis of geological factors of Chang 2 reservoir injury in Zhidan oilfield

ZHU Yalin1，LIU Jinlong1，CHEN Lanpu2，ZHANG Jin1，JIANG Nan1，LI Yuyu1
（1.Department of Geology，Northwest University，Xi＇an Shanxi 710069，China；2.College of Energy，Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan 610059，China）

The main geological factors are studied，related to injury of Chang 2 reservior during exploration and development，based on analysis of lithology，physical properties，porefilling mineral composition，pore structure and formation fluid.Acid sensitivity are the main factors causes injury of Chang 2 reservior，water sensitivity and velocity is minor factor.So some suggestion are put forward to avoid to injury the reservior，such as control the quality of water，injection of Fe3+stabilizing.

reservoir injury；geological factors；Zhidan oilfield

TE122.22

A

1673-5285（2016）08-0089-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.08.020

2016-07-01

2016-07-11

國家自然科學基金項目，項目編號：41474052；陜西省普通高等學校重點學科專項資金，項目編號：081802。

朱亞林，男（1990-），碩士研究生，研究方向為油氣儲層地質學，郵箱：1542661455@qq.com。