高升油田低速區塊儲層傷害機理及原因分析

＊馬海峰

（遼河油田分公司采油工藝處 遼寧 124010）

高升油田低速區塊儲層傷害機理及原因分析

＊馬海峰

（遼河油田分公司采油工藝處 遼寧 124010）

針對高升油田難動用區塊開發過程中存在的蒸汽吞吐注汽困難，蒸汽吞吐效果差；措施效果差，油井產能低，區塊始終處于低速開發等問題，以儲層油藏特征研究為突破口，對儲層敏感性進行了深入分析，并找出了影響高升油田難動用儲量低速開發的根本原因，為今后的酸化解堵、降壓注汽和儲層保護提供了可靠的依據和方向。

低速區塊；儲層傷害；敏感性；降壓注汽；高升油田

高3624塊、高21塊為高升油田難動用儲量之一，二區塊開發目的層均為下第三系沙河街組蓮花油層，含油面積2.61Km2，地質儲量1259×104t。儲層巖性以厚層塊狀砂礫巖為主，油藏埋深1600～1850m，為塊狀巨厚稠油油藏。由于油藏埋藏深、儲層物性差、原油黏度大、粘土含量高等原因導致區塊始終處于低速開發。

1.區塊開發中存在問題

高升油田開發過程中存在的主要問題有:注汽困難導致蒸汽吞吐效果差；措施效果差，油井產能低，區塊始終處于低速開發。

(1)注汽壓力高，吞吐效果差。低速區塊開發過程中暴露出的主要難點是:蒸汽吞吐時注汽困難，蒸汽吞吐效果差。例如高3624塊自1988年8月進行蒸汽吞吐采油，至1998年9月蒸汽吞吐有效期結束，共吞吐32口井、其中動用高壓鍋爐進行高壓注汽18口井，共計96井次，平均單井吞吐輪次3輪。區塊仍有注汽壓力高的油井達15口，占總井數的46%，平均注汽壓力高達19.8MPa，注汽干度8.6%，平均周期產油僅為303t。

(2)常規措施效果差，油井產能低。難動用區塊自投入開發以來，進行了常規壓裂、酸化等油層改造增產措施，配合高壓注汽，一定程度上提高了區塊的開發效率，但措施效果均不理想。例如高3624塊常規壓裂26井次，常規酸化共計10井次，措施后仍有27井次注汽困難，措施整體有效率僅為30%，吞吐油氣比0.28%。至2009年底，區塊因低產關井有16口，撈油井10口，整體處于低速開發。

2.油藏特征研究

(1)儲層巖性分析。儲層巖性分析是通過掃描電鏡、巖石薄片、X-射線衍射分析等必要技術手段，對巖石的儲滲空間和敏感性礦物進行分析，揭示影響儲層孔隙度和滲透率的內在因素，為下一步研究提供可靠的依據。粘土礦物在儲層中的含量、類型、分布位置及存在形態決定了對儲層的損害程度。高3624塊、高21塊均含有數量不等的粘土礦物，而且蒙脫石含量均較高，產生水化膨脹的可能性較大。

表1 全巖物相定量分析(X-射線衍射分析)與粘土礦物分析

電鏡分析表明，孔隙顆粒表面峰窩狀蒙脫石類粘土礦物在砂顆表面附著不緊，在外來流體的作用下極易發生運移，堵塞油氣流通道而造成儲層損害。并且由于填隙物的影響，粒間孔隙相對縮小，儲集空間多為殘余粒間孔。

(2)儲層敏感性分析。高3624塊儲層巖石中粘土含量較高，導致該區塊儲層敏感性強。敏感性分析主要是對儲層進行了速敏、水敏、酸敏性評價實驗。

①速敏:從巖心的速敏評價實驗可以看出，流量超過臨界流量時，滲透率有明顯的降低，但幅度不大，儲層巖石表現為中等偏弱速敏性。該地區的臨界流速介于1.5mL/ min～3mL/min之間②水敏:水敏實驗的目的就是通過巖心流動實驗，測定不同礦化度的流體流過巖心后，所引起粘土膨脹、分散、運移的過程及最終損害地層的程度。實驗表明：儲層存在極強水敏。易進入儲層粘土礦物的晶格中，與粘土礦物分子結合，形成更大的分子，造成粘土膨脹，導致孔道堵塞。③酸敏:酸敏實驗表明，儲層巖石為中等偏弱。

(3)蒸汽吞吐對儲層傷害機理。蒸汽吞吐開采過程中引起儲層內部水、油、巖之間強烈的復雜的物理、化學等敏感性反應。難動用儲量區塊儲層膠結疏松，注蒸汽開采過程中，由于受儲層巖石碎屑溶解、粘土礦物的溶解與膨脹及水化學變化等因素的影響，使儲層孔隙結構及滲透率發生較大變化，需要分析研究高溫蒸汽吞吐后儲層礦物溶解與轉變、瀝青質沉積、原油組分改變及滲透率的變化趨勢及其對蒸汽吞吐效果的影響。

(4)粘土礦物變化。稠油油藏儲層注蒸汽過程中，粘土礦物發生兩方面的變化，即粘土礦物的溶解和轉變。

①粘土礦物的溶解。溶質分析表明，粘土礦物的溶解趨勢表現為溶解量隨溫度及pH值的增加而增加。

②粘土礦物轉變。粘土變化分析表明，礦物主要轉化為蒙脫石，而蒙脫石遇水會大幅度的膨脹，在水動力作用下分散運移，堵塞孔喉，降低中低滲透層的滲透率，使得儲層的非均質性進一步加強。通過對比高3624井模擬蒸汽吞吐前后的儲層礦物成分，石英、長石含量基本不變，粘土礦物含量增加，絕對含量為8.8%，比蒸汽吞吐前高1.8%。粘土礦物中，伊利石、高嶺石相對含量降低，蒙脫石相對含量增加，儲層水敏性進一步增強。

③原油組分改變的影響。原油組分分析表明：波及層與未波及層相比，輕烴明顯減少，重烴類瀝青質含量大量增加。其結果為地層內原油流動能力降低，易于發生孔喉堵塞。

④原油乳化的影響。在注汽過程中高溫水與地層原油相接觸后，極易形成油包水乳狀液，從而使原油粘度大幅度增大，造成油流孔道被堵塞，降低滲透能力，尤其是多輪次開采，回采水率低，地下存水越積越多造成傷害，嚴重影響了油井返排能力。在現有設條件下，在高壓釜中溫度150—350 ℃,壓力0.5—18MPa條件下，針對難采區塊原油用不同攪拌速度，不同的油水比，不同時間，在眾多的可變條件下選擇合理的試驗條件，測定不同的原油乳化程度，其結果分別見下表。

圖1 高3624井粘土礦物溶解量曲線

油樣含水(%)原油粘度50℃(mPa.s)試驗溫度(℃)乳化后粘度變化(mPa.s)備注

表2 乳化前后黏度變化結果

從上述實驗數據中說明原油乳化最嚴重區域是150—250℃在此區間溫度增長試驗時間，乳化程度并未改變。

⑤滲透率隨蒸汽注入PV的變化。為了考察在注蒸汽過程中油層滲透率隨蒸汽注入量的變化，通過室內實驗，測定了注入蒸汽不同PV數時相應的滲透率的變化情況。結果發現：當蒸汽注入PV數小于10時，隨著注入PV數的增大，巖心滲透率急劇減小；當注入蒸汽PV數達到一定值后，滲透率變化將趨于緩和。

3.儲層傷害原因分析

通過對蒸汽吞吐開發過程中儲層傷害機理及室內配伍性實驗、儲層敏感性分析，明確儲層傷害的主要原因：(1)高升油田低速區塊儲層粘土含量較高，最高接近30%，蒸汽吞吐不僅會引起儲層粘土礦物的轉化，且易導致膨脹、運移，對地層形成堵塞。(2)儲層敏感性分析表明：儲層巖石均表現為中等偏弱和中等偏強的速敏性、中等偏弱酸敏、極強水敏，蒸汽吞吐過程中應做好防水敏措施，對儲層造成損害。(3)原油組分不斷變化，膠質和瀝青質逐漸升高，達到43.74～46.09%，導致近井油層沉積堵塞，出現油水反向乳化，阻礙油層滲流能力，導致蒸汽吞吐效果差。

[1]王金黨，宋娟，李小玲寶浪油田寶中區塊儲層敏感性實驗研究[J]．石油地質與工程》,2008,22(3):70-72．

[2]田瀟，楊正明，儲莎莎難采油田不同區塊儲層物性特征及分類評價[J]．科技導報,2016,34(7):111-116．

馬海峰（1982～），男，遼河油田公司采油工藝處；從事采油工程管理工作。

(責任編輯 盧鳳英)

Analysis of the Reservoir Damage Mechanism and Reasons for the Low-speed Block of Gaosheng Oilfield

Ma Haifeng
（Department of Oil Extraction Technology, Liaohe Oil field Branch Of fice, Liaoning, 124010）

In terms of the existing dif ficulty of steam huff and puff and gas injection, bad steam huff and puff effect, bad measures effect, low capacity of oil well and low-speed development of block all the time etc. problems in the development process of dif ficult-to-utilize block of Gaosheng oil field, besides, found the primary reason in fl uencing the low-speed development of dif ficult-to-utilize reservoir of Gaosheng oil field, which has provided reliable basis and direction for future acidizing plugging removal, reservoir protection, depressurization and gas injection.

low-speed block；reservoir damage；sensibility；depressurization and gas injection；Gaosheng oil field

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