趙凹油田泌304井區淺層系儲層敏感性評價

司玉梅，劉洪濤，張艷麗，先 花，查 旋，文夢瓊

（中國石化河南油田分公司石油工程技術研究院，河南南陽473132）

泌陽凹陷是我國東部的一個中新生代富含油氣的小型斷陷。根據區域構造和沉積的差異，將該凹陷劃分為三個構造單元，即北部斜坡帶、中部深凹帶和南部陡坡帶。趙凹油田泌304區塊位于泌陽凹陷南部陡坡帶中段，處在由南東向北西傾沒的小型栗園斷鼻構造上，東北緊鄰凹陷生油中心［1-2］，構造面積4.0km2。

1 儲層特征

泌304區儲層屬近源水下扇沉積，具近源快速堆積特征，巖性粗，結構成熟度低，分選差，一般以中粗砂巖、含礫砂巖、砂礫巖和細砂巖為主，儲層非均質性較強［2］。粘土礦物種類較為簡單，含量平均為4.86%。主要礦物成分是蒙脫石，相對含量為60%～74%，其次為綠泥石，相對含量為10%～20%。中孔中滲儲層，油層孔隙度4.21%～28.50%，平均18.62%；油層滲透率（0.08～1420）×10-3μm2，平均202.94×10-3μm2。

泌304區地層水屬碳酸氫鈉水型，Cl-含量一般為211.8～3 025.1 mg／L，平均1 154 mg／L；總礦化度為2 828.0～16 904.0mg／L，平均6 158 mg／L；pH 值為8.65。原油物性較差，原油粘度（50℃）為793.8～4730.3 mPa·s，屬普通稠油。

2 儲層敏感性評價

油層保護是油田開發最基礎的工作。在長期油田開發實踐中發現，油田開采過程中均存在各種不同潛在的損害因素，而且油層的傷害是不可逆的，補救非常困難，需付出昂貴的代價［3］。因此，只有開展儲層敏感性評價研究，才能在各個施工環節上防止儲層損害，使儲層傷害盡量降低，達到科學經濟開發油田的目的［4］。敏感性評價試驗參照標準“儲層敏感性流動實驗評價方法”（SY／T5358-2002）中的實驗程序進行。

2.1 速敏實驗［5］

在地層中，總是不同程度的存在著非常細小的微粒，這些微粒有時未被巖石中的天然膠結物牢固膠結在固定位置，有時甚至是以松散的顆粒形式處于孔壁或基巖顆粒的內表面上，它們可隨著流體在孔隙中運移并在孔隙窄處堆集，從而造成堵塞，使地層滲透率降低。顆粒運移程度隨巖石中流體流動速度的增加而增加。但不同巖石中的微粒，對速度增加的反應不同。速敏實驗的目的就是評價地層速敏性損害的大小，找出速敏臨界點，為下一步的實驗及今后的生產提供速度依據，其評價指標見表1，實驗結果見表2。

表1 速敏損害程度評價指標

速敏性程度主要用滲透損害率Dk1來表示，即： Dk1＝（Kmax-Kmin）／Kmax

式中：Dk1——速敏性導致的滲透率損害率；

Kmax——臨界流速前滲透率的最大值，10-3μm2；

Kmin——滲透率的最小值，10-3μm2。

表2 儲層巖心速敏實驗結果

從表2可看出，巖心的滲透傷害率在12.0%～20.5%之間，損害程度屬弱速敏，速度對儲層滲透率的影響較小，在臨界流量為5 cm3／min的條件下，不會發生微粒運移情況。

2.2 水敏實驗

粘土礦物在原始的地層條件下，處在含有一定礦化度的地層水環境中，當淡水進入地層后，某些粘土礦物就會發生膨脹、分散及運移，導致減小或堵塞地層的孔隙喉道，造成滲透率的降低。水敏實驗的目的就是分析鹽水礦化度變化對儲層滲透率的影響程度，找出儲層臨界礦化度。其評價指標見表3，實驗結果見表4。

表3 水敏性評價指標

表4 儲層巖心水敏實驗結果

水敏程度主要用水敏指數Iw來評價：

Iw＝（Ki-Kw）／Ki

式中：Iw——水敏指數；Ki——用地層水測定的巖樣滲透率，10-3μm2；Kw——用蒸餾水測定的巖樣滲透率，10-3μm2。

從表4及圖2中可以看出，巖心的臨界礦化度是6 000mg／L，總體上巖樣的滲透率隨鹽水礦化度下降而下降，在臨界礦化度以上，滲透率變化不大，幾乎沒有什么水敏性，其水敏主要發生在臨界礦化度以下。淡水對巖心的損害率為38.6%～49.9%，因此，在注蒸汽前應對地層進行防膨預處理，注入高溫粘土穩定劑，防止儲層水敏傷害。

2.3 堿敏實驗

地層水的pH 值一般是中性或弱堿性，當高pH值的流體進入地層后，會造成地層中粘土礦物和硅質膠結破壞（粘土礦物解理、膠結物溶解后釋放的微粒）從而造成地層的堵塞損害。此外，高pH 值的流體進入儲層后，大量的OH-與某些二價陽離子結合生成不溶解的物質，也會造成地層的堵塞。堿敏實驗的主要目的是評價鉆井完井液等高pH 值流體進入儲層后，造成地層滲透率傷害的程度，為鉆井完井過程選擇適當的保護油氣層技術提供科學依據，其損害評價指標見表5，實驗結果見表6。

表5 堿敏損害評價指標

表6 儲層巖心堿敏實驗結果

堿敏指數按下式計算：

Ib＝（Kwo-Kmin）／Ks

式中：Ib——堿敏指數；Kwo——KCl鹽水測定的滲透率，10-3μm2；Kmin——系列堿液測定的滲透率最小值，10-3μm2。

從表6的實驗結果可看出，巖心的滲透傷害率在37.1%～45.2%之間，損害程度屬于中等偏弱，儲層的臨界pH 值是10.0，pH 值的升高對巖心滲透率傷害很大。因此，在注蒸汽時應隨蒸汽注入堿敏抑制劑，降低蒸汽冷凝水的pH 值，防止注蒸汽對地層造成的堿敏傷害。

2.4 酸敏實驗

所謂酸敏性，是指酸化液進入地層后與地層中的酸敏礦物發生反應，產生沉淀或釋放出微粒，使地層滲透率下降的現象。酸敏性評價實驗的目的在于了解準備用于酸化的酸液是否會對地層產生傷害及傷害的程度，以便優選酸液配方，尋求更為有效的酸化處理方法。實驗所用介質是15%HCl，注入倍數1.5 PV，其損害評價指標見表7，實驗結果見表8，酸敏性評價指標按下式計算：

Ia＝（Kf-Kad）／Kf

式中：Ia——酸敏指 數；Kf，Kad——酸 處理前 后用KCl鹽水測定的巖樣滲透率，10-3μm2。

表7 酸敏損害評價指標

表8 儲層巖心酸敏實驗結果

由實驗結果可知，儲層無酸敏，雖然儲層含有綠泥石，但粘土絕對含量很少，且地層中其它含鐵礦物較少，因此，酸敏性必然表現為弱或無。

3 結論及建議

（1）趙凹油田泌304井區淺層系儲層水敏較強，儲層的臨界礦化度是6 000 mg／L，淡水對儲層的損害率為35.6%～48.9%，其次是堿敏損害率為37.1%～45.2%，因此油田開采中應做好水敏和堿敏的預防工作。

（2）采用蒸汽吞吐熱采生產時，在注蒸汽前應對地層進行防膨預處理，注入高溫粘土穩定劑，防止儲層水敏傷害。注汽過程中隨蒸汽注入堿敏抑制劑降低蒸汽凝析液的pH 值，防止儲層堿敏傷害。

［1］ 楊永利.趙凹油田泌304區淺層礫巖稠油儲量分類評價及應用［J］.石油地質與工程，2012，26（3）：72-75.

［2］ 萬力，劉建斌，李顯路，等.趙凹油田泌304區塊低阻油層成因分析及識別研究［J］.石油地質與工程，2009，23（3）：39-41.

［3］ 徐同臺，趙敏.保護油氣層技術［M］.北京：石油工業出版社，2003：30-36.

［4］ 石紅梅，杜殿發，王青.超稠油油藏儲層傷害機理實驗研究［J］.勝利油田職工大學學報，2008，22（6）：54-55.

［5］ 何胡軍，王秋語，程會明.孤島中一區聚合物驅后儲層參數變化規律［J］.石油與天然氣地質，2010，31（2）：255-259.