鄂爾多斯盆地富黃探區長7油層組儲層敏感性綜合分析

郭 慶，展轉盈，宮偉超

（1.陜西延長石油＜集團〉有限責任公司研究院，陜西西安710075；2.中國地質大學＜北京〉，北京100083）

1 概述

富黃探區位于鄂爾多斯盆地東南部，北鄰富縣探區，區內地質構造位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡南部，臨近渭北隆起。目前本區主要勘探目的層為延長組長8以上地層，延長組長7層為近幾年來探索開發的層位，主要表現為低孔、低滲、低地層壓力的致密油儲層。此外，油氣儲層損害與保護方面的研究越來越受到人們的重視，國內外許多學者對儲層敏感性影響機理進行了深入的研究，逐步認識到儲層敏感性不僅與其中粘土礦物類型和含量有很大關系，同時也與儲層自身的性質密切相關。因此，開展富黃探區延長組長7儲層敏感性特征分析研究，對指導該區的石油勘探和開發工作具有重要的實際意義。

2 儲層巖石學特征

根據鑄體薄片實驗結果分析認為：延長組長7儲層主要為長石細砂巖，細砂屑結構。碎屑巖顆粒粒徑最大為0.45mm，主要在0.12～0.25mm之間。巖屑量少，見硅質巖和炭質板巖，碎屑磨圓度和分選性均相對較好，點接觸為主。填隙物以方解石為主，鐵質和粘土礦物也較多，基底型及孔隙性膠結。碎屑中以石英為主，占30%～40%。長石同樣比較多，占18%～31%，且斜長石多于鉀長石，其中鉀長石蝕變明顯，部分完全蝕變為粘土礦物；云母易見，主要為白云母，片徑細小，部分為鱗片狀集合體。

3 儲層敏感性礦物特征分析

敏感性礦物是指儲層中與流體易發生物理、化學或理化反應，并導致滲透率大幅下降的一類礦物。

造成儲層敏感性的礦物主要有粘土礦物以及碳酸鹽、硫酸鹽等，這些礦物與外來的鉆井液、洗井液、壓井液、壓裂液、酸化液等流體接觸，由于這些流體與儲層礦物及敏感性礦物不匹配而導致儲層滲流能力下降。

X光衍射分析結果顯示，區內長7儲層粘土含量為17%～21%，且粘土礦物發育；石英含量高，脆性強；長石含量高，且以斜長石為主；此外長7層含有少量方解石及白云石。

粘土礦物相對含量的測定結果顯示，區內長7層粘土礦物中伊利石相對含量13%～23%，絕對含量2.86%～4.14%；高嶺石含量極低，相對含量0%～5%，絕對含量小于1%；伊蒙混層含量高，相對含量71%～83%，絕對含量12.78%～18.26%；此外含有少量綠泥石，絕對含量小于1.05%。

通過X光衍射實驗及粘土礦物相對含量的測定結果可以預測儲層的潛在敏感性種類及程度：研究區儲層伊蒙混層含量高，理論上具有潛在的水敏性傷害，但考慮到儲層物性差以及孔喉細小等原因，仍需通過巖芯流動實驗驗證。此外，研究區儲層含有酸敏性礦物（綠泥石、方解石等），具有潛在的酸敏性傷害。

4 儲層敏感性實驗分析

油氣儲層與外來流體發生各種物理或化學作用而使儲層孔隙結構和滲透性發生變化的性質稱為儲層的敏感性。從儲層傷害的原因及類型來看，儲層的敏感性主要表現為外來流體與巖石的相互作用方面，以及導致的儲層的水敏性、鹽敏性、速敏性、酸敏性和堿敏性。

4.1 實驗方法和流程

根據中國石油天然氣總公司行業標準——SY/T 5358-2010《儲層敏感性流動實驗評價方法》對鄂爾多斯盆地富黃探區延長組長7儲層進行敏感性實驗研究。實驗所使用的設備是CLD-Ⅱ巖芯流動試驗儀，具體實驗流程見圖1，主要有高壓驅替泵、環壓泵、高壓容器、巖芯夾持器。

4.2 實驗結果及分析

4.2.1 速敏性評價

速敏性評價實驗是為了探索流體流速變化與儲層滲透率之間的關系，確定微粒運移導致儲層損害的臨界流速，以及由速敏引起的油氣層損害程度，為確定合理的驅替速度提供科學依據。速敏程度主要與流速、地層微粒的潤濕性、尺寸及裂縫寬度和表面粗糙程度有關。

與飲食，交通相關的物質文化負載詞多采用音譯的方法。粵菜中與飲食文化相關的表達多用音譯(粵語方言)，或者粵語方言音譯加上附圖的形式。這些文化負載詞多數屬于文化空缺詞或半空缺詞，而且是譯文讀者已經比較熟悉，譯文讀者期盼基本能夠與作者的意圖統一。這與香港和英國的特殊性有很大的關系，借由香港粵語傳入英語。此外，大部分的地名采用拼音音譯，也有一部分的地名采用方言音譯的策略，如例4。

表1中的Kmax為小于臨界流速時巖芯的最大原始滲透率，Kmin為小于臨界流速時的最小原始滲透率，Dv為滲透率傷害率。由于該層位巖樣滲透率極低，巖樣的測試壓力梯度已經大于2MPa/cm，因此速敏實驗均提前結束。

表1 富黃探區延長組長7儲層速敏性評價結果

對流速敏感的粘土礦物主要為高嶺石、伊利石，通過全巖礦物及粘土礦物分析（表1），富黃探區延長組長7儲層高嶺石絕對含量小于1%，伊利石絕對含量在2.86%～4.14%。速敏性礦物含量低，流體流動速度變化所引起的可運移微粒數少，結合研究區儲層孔隙喉道細小無法形成堵塞等因素，儲層速敏性較弱。

4.2.2 水敏性評價

水敏是指當外來流體進入地層巖石中與地層巖石孔隙中的流體和巖石本身接觸后發生反應，產生不配伍的情況，進而導致地層巖石中的粘土礦物發生膨脹、分散和運移等，進而導致其滲透率降低的現象。為了了解淡水入侵儲層后滲透率的變化，探討水化膨脹和分散/運移造成的損害，進行水敏性評價實驗。

表2中的Kf為地層水測出的巖樣滲透率，Ksf為次地層水（礦化度降低一半的地層水）測出的巖樣滲透率，Kw為蒸餾水測出的巖樣滲透率，Dv為滲透率傷害率。

富黃探區延長組長7儲層粘土含量中等，伊蒙混層含量高（表2），可發生膨脹、分散和運移的顆粒多，但儲層物性差，其孔隙喉道連通性和均質性相對較差，粘土顆粒難以形成運移堵塞，因此水敏性程度較低，這一特征有利于研究區超低滲透油藏的注水開發。

表2 富黃探區延長組長7儲層水敏性評價結果

4.2.3 鹽敏性評價

含鹽度不同于地層水礦化度的流體進入油藏儲層，引起粘土礦物的物理及化學變化，進而堵塞孔喉造成滲透率下降的現象，稱為鹽敏。鹽敏性評價的目的是確定鹽敏發生的條件，以及由鹽敏引起的油氣層損害程度。

表3 富黃探區延長組長7儲層鹽敏性評價結果

鹽度敏感性傷害機理與水敏感性傷害機理相似，蒙脫石、伊/蒙混層礦物與低礦化度流體接觸時發生膨脹，高嶺石會在儲層流體離子強度突變時會擴散運移。此外，高礦化度流體壓縮粘土顆粒擴散雙電層厚度，造成顆粒失穩、脫落，堵塞孔隙喉道。研究區儲層孔喉細小，無法形成堵塞，因此鹽敏性較弱（表3）。

4.2.4 堿敏性評價

常見的堿敏感性礦物主要有隱晶質類石英、碳酸鹽、粘土礦物中的高嶺石和蒙脫石等。當高pH工作液進入儲層后，會與堿敏感性礦物反應，破壞粘土微結構的穩定性。另外，高pH外界流體進入儲層后，還會引起無機垢的生成，同樣會損害儲層。

用KCl按地層水礦化度配制模擬地層水，依次測定pH值為7.0、8.5、10、11.5、13的地層水的滲透率（表4）。

高pH值堿液對石英、長石等礦物有溶解作用，延長組長7層巖石石英、長石含量高，分析認為適度高pH液體溶解了部分石英和長石、疏通改善了儲層孔隙和喉道。此外，由于喉道細小，固體顆粒無法形成運移堵塞，因此儲層滲透率升高。

表4 富黃探區延長組長7儲層堿敏性評價結果

4.2.5 酸敏性評價

酸敏感性是指酸液進入儲層后與儲層的酸敏性礦物及儲層流體發生反應，產生沉淀或釋放出微粒，使儲層滲透率發生變化的現象。酸敏感性評價實驗的目的在于了解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，尋求更為合理、有效的酸化處理方法，為油田工作中的方案設計、油氣層損害機理分析提供科學依據。

表5中的K0為15%鹽酸處理前的巖樣滲透率，K1為處理后的的巖樣滲透率，Dv為滲透率傷害率。

表5 富黃探區延長組長7儲層酸敏性評價結果

富黃探區延長組長7層砂巖以巖屑長石砂巖為主，巖屑含量高。巖樣與鹽酸作用后滲透率升高，與方解石、綠泥石的溶蝕有關。砂巖解堵酸化是解除固相損害、疏通孔喉和裂縫的有效措施，延長組長7層表現為無酸敏性，適合酸化預處理。

5 結論

（1）鄂爾多斯盆地富黃探區延長組長7超低滲透砂巖油藏儲層具有弱速敏、弱水敏、弱鹽敏、無堿敏、無酸敏的儲層敏感性特點。

（2）富黃探區長7儲層酸敏性礦物有方解石和綠泥石，經酸處理后方解石溶解，疏通了孔喉和孔隙，改善儲層滲透率，因此研究區儲層適合進行酸化預處理。

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