姬塬油田學(xué)3、元214區(qū)長2儲(chǔ)層敏感性研究

陳磊，韓明，左秋萍，趙穎，張海濤，沈田丹

姬塬油田學(xué)3、元214區(qū)長2儲(chǔ)層敏感性研究

陳磊1，韓明1，左秋萍2，趙穎1，張海濤1，沈田丹1

（1. 長慶油田分公司第八采油廠，陜西 西安 710000； 2. 陜西眾盟石油技術(shù)服務(wù)有限公司，陜西 西安 710000）

為合理有效地對(duì)姬塬油田學(xué)3、元214區(qū)長2儲(chǔ)層進(jìn)行開發(fā)，提高油田的產(chǎn)油能力，應(yīng)用鑄體薄片、物性測試、Ｘ線衍射、掃描電鏡、敏感性試驗(yàn)等測試數(shù)據(jù)，對(duì)研究區(qū)長2儲(chǔ)層敏感性進(jìn)行綜合研究。結(jié)果表明：研究區(qū)長2儲(chǔ)層在敏感性方面屬于中等偏弱-弱速敏（臨界流速0.25 mL·min-1）、中等偏弱水敏、中等偏弱-弱酸敏、中等偏弱堿敏、（臨界pH值為8.5）、弱應(yīng)力敏感性。儲(chǔ)層敏感性不僅受鐵方解石、高嶺石、伊利石和伊蒙混層等敏感性礦物控制，而且儲(chǔ)層物性和孔隙結(jié)構(gòu)也會(huì)對(duì)敏感性產(chǎn)生一定的影響。

黏土礦物；敏感性；姬塬油田

姬塬油田學(xué)3、元214區(qū)長2油藏位于鄂爾多斯盆地伊陜斜坡西部中段，沉積環(huán)境為三角洲平原亞相。長2油層組分布廣，砂體面積大，連續(xù)性好，以低孔低滲特征為主，是該區(qū)的一個(gè)主力油層，前人研究認(rèn)為低滲透儲(chǔ)層具有低啟動(dòng)壓力、非達(dá)西流、敏感性強(qiáng)、開發(fā)難度大的特征。儲(chǔ)層敏感性是指儲(chǔ)層與外來流體發(fā)生的物理、化學(xué)反應(yīng)，使儲(chǔ)層的孔隙和滲流特性發(fā)生改變的性質(zhì)，包括速敏性、水敏性、鹽敏性、堿敏性、酸敏性和應(yīng)力敏感性等。儲(chǔ)層敏感性在油田開發(fā)過程中起到一定的制約性，學(xué)3、元214區(qū)塊長2油藏目前進(jìn)入開發(fā)中期，開發(fā)矛盾突出，因此研究儲(chǔ)層敏感性特征對(duì)油田下步的有效開發(fā)具有指導(dǎo)意義。

1 儲(chǔ)層特征研究

1.1 儲(chǔ)層微觀特征

1）通過巖心觀察、砂巖薄片、掃描電鏡分析結(jié)果表明，學(xué)3長2巖石類型主要為灰褐色細(xì)、含泥細(xì)-中粒巖屑長石砂巖，粒徑一般0.1～0.3 mm，最大粒徑在0.25～0.45 mm。顏色大都呈灰色、灰綠色，褐灰色及灰白色、薄層狀、中厚層狀至塊狀都可見。（圖1）；元214長2油藏主要為長石砂巖，偶見巖屑長石砂巖，說明砂巖成分成熟度低（圖2）。

2）碎屑組分特征

元214區(qū)長2油層組碎屑成分：長石、石英、巖屑等；變質(zhì)巖巖屑百分比最高，沉積巖屑較少。

圖1 學(xué)3區(qū)長21巖石類型三角圖

圖2 元214區(qū)長21巖石類型三角圖

3）填隙物特征

學(xué)3區(qū)長2油層組填隙物主要以高嶺石為主，其次為綠泥石、伊利石和伊/蒙混層（表1）；元214區(qū)填隙物：高嶺石、綠泥石、鐵方解石、鐵白云石、硅質(zhì)與少量的長石質(zhì)、重晶石。

表1 學(xué)3區(qū)長2地層黏土礦物分析表

圖3 元214長2儲(chǔ)層碎屑組分直方圖

圖4 元214長2儲(chǔ)層填隙物成分直方圖

1.2 敏感性礦物特征

根據(jù)X衍射分析，學(xué)3長2儲(chǔ)層中影響儲(chǔ)層敏感性的礦物主要有高嶺石，其次為綠泥石、伊利石和伊/蒙混層。填隙物中高嶺石、綠泥石在儲(chǔ)層中普遍存在，一般由薄膜狀綠泥石和充填狀綠泥石兩種，約1%～5%；伊利石含量較少，伊蒙間層黏土是一種水敏礦物，是蒙脫石向伊利石過渡的礦物，含量一般小于1%。

元214區(qū)長2油層組填隙物成分以高嶺石為主，占填隙物總量的42.1%，其次為鐵方解石，占填隙物總量的18.5%，綠泥石、硅質(zhì)、鐵白云石各占填隙物總量的10%左右，另有少量長石質(zhì)、硬石膏、重晶石和黃鐵礦等成分，累積含量不足填隙物總量的10%（圖5）。

1.3 儲(chǔ)層物性特征

元214區(qū)長2儲(chǔ)層孔隙度分布在3%～23.7%之間，平均值為14.12%；滲透率分布在0.1～49.3 mD之間，平均值為7.29 mD，屬低孔-低滲儲(chǔ)集層。

圖5 長2儲(chǔ)層敏感性礦物特征

學(xué)3區(qū)塊長2儲(chǔ)層孔隙度分布在3.25%～19.27%之間，平均值為13.79%；滲透率分布在0.6～19.54 mD之間，平均值為6.22 mD，屬低孔-低滲、低孔-特低滲儲(chǔ)集層。

2 儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)

按照合同要求對(duì)鐵6-50、澗114、元219、吳550等四口井進(jìn)行了取芯，開展了儲(chǔ)層敏感性分析化驗(yàn)，完成了合同要求分析化驗(yàn)檢測工作（表2）。

根據(jù)敏感性實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，得出長2儲(chǔ)層為弱速敏、弱水敏、中等偏弱鹽敏、弱酸敏、弱應(yīng)力感應(yīng)、中等偏弱堿敏的敏感性特征。

3 儲(chǔ)層敏感性分析

3.1 速敏性

當(dāng)儲(chǔ)層中的流體流速達(dá)到或超過臨界流速時(shí)（臨界流速0.25 mL·min-1），將會(huì)使空隙中物質(zhì)隨流體發(fā)生運(yùn)移，從而堵塞孔喉結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致儲(chǔ)層的滲透率降低[13]。長2儲(chǔ)層具有較弱的速敏性，主要是儲(chǔ)層巖石成巖作用強(qiáng)、膠結(jié)致密的導(dǎo)致。

表2 儲(chǔ)層敏感性分析化驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表

3.2 水敏性

水敏性的形成是指在不同濃度的溶液中，與儲(chǔ)層中的黏土礦物發(fā)生反應(yīng)，使其膨脹并發(fā)生運(yùn)移，從而導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率下降。不同黏土礦物的膨脹性不一樣，其中蒙脫石遇水膨脹性最強(qiáng)，伊／蒙混層次之，綠泥石和伊利石的膨脹能力相對(duì)較弱，高嶺石遇水幾乎不膨脹。研究區(qū)主要的黏土礦物是高嶺石，其次是綠泥石、少量的伊利石和重晶石，并且儲(chǔ)層中黏土礦物的總含量不高，而且均為弱水敏礦物，因此長2儲(chǔ)層為中等偏弱水敏特征。

3.3 酸敏性

長2油層儲(chǔ)層注酸后滲透率明顯降低，由于當(dāng)酸性流體進(jìn)入地層時(shí)，與長石、綠泥石等酸溶組分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，生成新的礦物微粒；當(dāng)碳酸鹽膠結(jié)物溶解，使已呈膠結(jié)狀態(tài)的微粒物質(zhì)釋放到流體中，從而使流體中的游離微粒含量增大，堵塞細(xì)小喉道，導(dǎo)致滲透率降低。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，本區(qū)長2儲(chǔ)層中等偏弱酸敏（表3、圖7）。

表3 酸敏性實(shí)驗(yàn)檢測數(shù)據(jù)表

注：K：實(shí)驗(yàn)條件下的巖樣滲透率 ；K：初始滲透率；D：酸敏損害率。反注酸名稱：15% HCl 注入倍數(shù)：1.0 PV。

圖7 長2儲(chǔ)層酸前和酸后滲透率對(duì)比

3.4 堿敏性

堿敏性是指儲(chǔ)層中的流體在堿性環(huán)境下，與其中的物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，造成儲(chǔ)層損害，從而導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透能力下降的現(xiàn)象。由研究區(qū)堿敏試驗(yàn)結(jié)果得知：長2儲(chǔ)層為中等偏弱堿敏，臨界pH值為8.5（圖8）。

在儲(chǔ)層開發(fā)過程中堿性工作液要保持適當(dāng)?shù)娜鯄A性，防止對(duì)儲(chǔ)層造成損害。

3.5 鹽敏性

當(dāng)注入液的礦化度高于臨界值時(shí)，將會(huì)對(duì)地層產(chǎn)生嚴(yán)重的傷害，而鹽敏性與油氣層中黏土礦物有關(guān)。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明長2儲(chǔ)層屬中等鹽敏儲(chǔ)層，臨界鹽度24 500 mg·L-1。當(dāng)注入流體的鹽度低于該值時(shí)，會(huì)引起儲(chǔ)層滲透率的降低。

4 結(jié)論

1）元214、學(xué)3長2儲(chǔ)層為弱水敏特征，黏土礦物以高嶺石、鐵方解石為主，其次是綠泥石、少量的伊利石和重晶石。

2）元214長2儲(chǔ)層敏感性屬于弱速敏、弱水敏、中等鹽敏、弱酸敏性、中等偏弱堿敏的特征。

3）學(xué)3長2儲(chǔ)層敏感性屬于弱速敏、弱水敏、中等鹽敏、弱酸敏性、中等偏弱堿敏的特征。

4）元214區(qū)長2儲(chǔ)層孔隙度分布在3%～23.7%之間，平均值為14.12%；滲透率分布在0.1～49.3 mD之間，平均值為7.29 mD，屬低孔-低滲儲(chǔ)集層。

5）學(xué)3區(qū)塊長2儲(chǔ)層孔隙度分布在3.25%～ 19.27%之間，平均值為13.79%；滲透率分布在0.6～19.54 mD之間，平均值為6.22 mD，屬低孔-低滲、低孔-特低滲儲(chǔ)集層。

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Study on the Sensitivity of Xue3 and Yuan214 Area Chang2 Reservoir in Jiyuan Oilfield

1,1,2,1,1,1

（1. No.8 Oil Production Plant of Changqing Oil Field Branch Company, Xi’an Shaanxi 710000, China;2. Shaanxi Zhongmeng Petroleum Technology Service Co., Ltd., Xi’an Shaanxi 710000, China）

In order to rationally and effectively develop Chang 2 reservoir in Xue3 and Yuan214 area of Jiyuan oilfield and improve oil production capacity, the sensitivity of Chang2 reservoir in the study area was comprehensively studied by using cast thin section, physical property test, X-ray diffraction, scanning electron microscope and sensitivity test data. The results show that Chang2 reservoir in the study area is moderately weak in sensitivity (critical flow rate 0.25mL·min-1), moderately weak in water sensitivity, moderately weak in acid sensitivity, moderately weak in alkali sensitivity (critical pH 8.5), and weakly in stress sensitivity. The reservoir sensitivity is not only controlled by sensitive minerals such as iron calcite, kaolinite, illite and aemon mixed beds ,but also affected by the reservoir physical property and pore structure to a certain degree.

clay Minerals; Sensitivity; Jiyuan oilfield

長慶油田分公司科研項(xiàng)目，姬塬油田學(xué)3、元214區(qū)長2油藏精細(xì)描述研究（項(xiàng)目編號(hào)：2020-CY8-F066）。

2021-09-01

陳磊（1984-），男，工程師，甘肅省蘭州市人，2006年畢業(yè)于蘭州大學(xué)地質(zhì)學(xué)專業(yè)，研究方向：油氣田開發(fā)。

左秋萍（1989-），女，工程師，陜西省咸陽人，2012年畢業(yè)于長江大學(xué)資源勘查工程專業(yè)，研究方向：石油地質(zhì)。

TE122.2+3

A

1004-0935（2021）12-1869-05