真X-6斷塊長期注水引起儲層物性變化實驗研究

朱秋秋，徐建軍

（江蘇油田地質科學研究院，江蘇揚州 225009）

真X-6斷塊長期注水引起儲層物性變化實驗研究

朱秋秋，徐建軍

（江蘇油田地質科學研究院，江蘇揚州 225009）

油田的注入水會引起儲層巖石特性的變化，從而導致油氣水的滲流特征發生改變。以前的報道往往是通過檢查井對應層位物性的變化來推斷由注水引起的儲層改變，其不足之處，一是巖石對應性差，二是把開發過程中所有措施的影響混雜在一起。本次研究以真X-6斷塊天然巖心為研究對象，通過室內實驗研究了解該儲層長期注水開發對儲層物性變化。

注水；體積流量；滲透率；儲層傷害；實驗

儲層的物性是巖石性質和結構特征的綜合反映。一般地，儲層物性主要是指孔隙度、滲透率這兩個表征油田勘探與開發最基本的巖石的宏觀物理性質參數。孔隙度和滲透率是反映儲層傳導和儲集能力的物理量，一般在開發過程中被視為不變的參數，有文獻資料表明：這與油田實際的開發過程是不相符合的。因此，對高含水油田經長期水沖刷后其孔、滲的變化規律進行研究很有必要[1-4]。本次研究以真X-6斷塊天然巖心為研究對象，通過室內實驗研究了解該儲層長期注水開發對儲層物性變化。為制定相應的開發技術對策提供理論依據和技術支持。

1 儲層巖石基本特征

真X-6井戴二段取心段巖性主要為淺灰、褐色泥質粉砂巖、粉砂巖、褐色油斑油浸中細砂巖、褐色油斑油浸中細礫巖等，局部含泥礫。層理發育，具平行紋層、沙紋層理、波狀交錯層理、生物潛穴、蟲孔構造等，局部見網狀縫。儲層非均質嚴重。

巖心物性分析表明，真X-6井儲層灰質含量較高，孔隙度與滲透率在分布上表現出比較強的非均質特征。礦物種類主要有石英、其次為長石，再次為方解石，白云石含量最少；粘土礦物組合為伊蒙混層（I/S）—高嶺石（K）—伊利石（Ⅰ）—綠泥石（C）型，其含量分別為41.3%～58.0%、19.8%～38.0%、15.0%～19.0%、5.3%～7.3%。伊蒙混層（I/S）含量較高，貧綠泥石（I/S）。伊盟混層引起儲層的主要問題是：破裂分散成塊狀和橋狀通過孔隙，引起滲透率下降。

2 儲層敏感性特征

敏感性是指儲層環境發生變化時儲層滲透率相應發生變化的敏感程度。儲層敏感性評價試驗的目的在于認識儲層滲透特性在一定環境條件下，與外來介質接觸作用而可能發生改變的情況，研究改變的原因，進而尋求維持儲層原始滲透率或改善儲層滲濾性質的方法和途徑。

本次實驗研究主要進行了速敏、水敏，速敏是為了認識儲層滲透率變化與儲層流體流動速度的關系，并評價速敏程度；水敏是為了認識儲層黏土礦物在外來流體侵入時水化膨脹、分散運移的過程及對儲集層滲透率的影響程度。

在做速敏、水敏之前進行了鹽敏實驗，保證了實驗時注入水不會發生鹽敏，對注入水進行了過濾，防止機械雜質對儲層造成傷害，并進行殺菌，保證了注入水的水質。

2.1 巖心速敏實驗

按照《儲層敏感性流動實驗評價方法》行業標準（SY/T 5358—2002），進行實驗[5]。由圖 1 可知，敏感性表現為無-弱速敏。

2.2 巖心水敏實驗

按照《儲層敏感性流動實驗評價方法》行業標準（SY/T 5358—2002），進行實驗。由圖2可知，表現為中等偏強到強水敏。

3 體積流量實驗

體積流量實驗的目的在于了解地層滲透率的變化與流過地層液體量之間的關系。它可在低于臨界流速的條件下，用大量工作液流過巖心，考察巖心膠結的穩定性。

實驗方法是選取真X-6取心井的若干樣品，按照下列步驟進行：

（1）樣品洗油，測定每一塊巖樣的空氣滲透率；（2）根據歷史資料以及研究的需要選擇兩種流速（2.5 mL/min、6.0 mL/min），用恒速法分別對每塊滲透率相近的巖心進行注水沖刷試驗，同時記錄累積液量、測定水測滲透率，累積驅替孔隙體積倍數不小于300倍；（3）對上述沖刷實驗后樣品再分別進行空氣滲透率測定。

所選目標區塊的巖心經長期沖刷后，驅替孔隙體積倍數與水測滲透率比值有下列幾種典型的曲線形態（見圖 3、圖 4）。

將真X-6井所選巖心長期沖刷實驗前后測定的滲透率結果列于表1，同時計算出滲透率的相對變化，一同列于表1中。

4 實驗結果分析

根據速敏、水敏和體積流量試驗可知：

表1 水沖刷前后巖心滲透率變化數據表

（1）注入速度的大小對水測滲透率的變化趨勢沒有決定性的影響，即儲層沒有明顯的速敏現象，這與該區塊的敏感性分析資料是一致的。

（2）對于中滲儲層（50×10-3μm2＜Ka＜500×10-3μm2），隨著驅替孔隙體積倍數的增加，水測滲透率比值有一個明顯的下降階段，然后逐漸平衡（圖3）。

（3）對于低滲儲層（Ka＜50×10-3μm2），隨著驅替孔隙體積倍數的增加，水測滲透率比值逐步下降，且很難平衡（圖 4）。

（4）對于中滲儲層，在驅替70倍孔隙體積之前，滲透率下降較快；繼續驅替，滲透率下降幅度明顯減小。造成這種現象的主要原因是注入水與巖心發生水敏，引起伊蒙混層、伊利石、綠泥石水化膨脹和巖石膠結程度差，加上儲層物性差，注入水很快就使膠結不實的非粘土顆粒發生運移，堵塞喉道。

（5）驅替后對巖樣進行烘干，重測空氣滲透率，發現儲層滲透率變大，說明粘土水化膨脹時影響滲透率下降的主要因素，巖樣隨著本分粘土礦物的排出，滲透率提高。

4 結論與建議

注入水與地層發生水敏后，在經大體積流量沖刷一般會出現顆粒運移現象，在較小的喉道處形成堵塞，導致滲透率下降。對于中低滲儲層，體積流量與滲透率變化的曲線不同，造成這種差異的主要是巖石膠結程度和儲層物性的差異，導致注入水過程中微粒運移和排出量不同。

為了進一步了解儲層顆粒運移和儲層喉道變化情況建議在做沖刷實驗的同時做：（1）正、反向流動實驗；（2）掃描電鏡和 X 衍射；（3）鑄體薄片孔隙結構；（4）壓力敏感實驗。以比較全面的認識儲層的物性變化。

油田在注水開發末期由于水驅效率降低，經濟效益差，可以采用化學驅，注氣等三次采油技術提高原油采收率。

[1] 夏位榮，張占峰，程時清，等.油氣田開發地質學[M] .北京:石油工業出版社，1999.

[2] 鄧瑞健.蹼城油田注入水體積流量實驗特征[J] .江漢石油學院學報，2003，25（3）:111-112.

[3] 朱健.孤南131注水傷害因素研究[J] .中國科技信息，2008，（9）:26-27.

[4] 張紹槐，羅平亞.保護儲集層技術[M] .北京:石油工業出版社，1996:21-48.

[5] SY/T5358-2002中華人民共和國石油天然氣行業標準.儲層敏感性流動實驗評價方法[S] .北京:石油工業出版社，2002.

Experiment research on nature change of reservoir caused by long-term water flooding in Zhen X-6 Oilfield

ZHU Qiuqiu，XU Jianjun
（Geological Scientific Research Institute of Jiangsu Oilfield，Yangzhou Jiangsu 225009 ，China）

Water flooding can cause changes of rock characteristics in reservoir，and then make oil、gas and water seepage characteristics change.In previously report,it often by checking the physical changes of the well's corresponding layer to infer changes in reservoir properties caused by the water flooding.It has two inadequacies,one is the rock's correspondence difference,another is it mix all the impacts of the development process.This study we use natural rock core of Zhen35-6 as the research object,through indoor experimental we study and understand reservoir nature change caused by long-term water flooding in Zhen X-6 Oilfield.

water flooding；volume flow；permeability；reservoir damage；experiment

TE357.6

A

1673-5285（2012）04-0041-04

2012－02-08

朱秋秋，女（1984-），助理工程師，2008年畢業于西安石油大學石油工程專業，現主要從事石油地質實驗方面的研究工作，郵箱：zhuqq.jsyt@sinopec.com。