柳赞油田柳南浅层油藏储层敏感性分析

马光华，高贺存，高东华，钱凤燕 （中石油冀东油田分公司勘探开发研究院，河北 唐山063004）

在油气田勘探开发过程中，储层由于与外来流体的接触，致使储层自身的岩性、物性、油气水性质等原有的平衡状态被打破，外来流体与储层中的黏土矿物等物质发生物理、化学反应，导致储层的渗流能力下降，从而使储层发生不同程度的伤害［1，2］。不同类型的敏感性矿物，因其自身的物理、化学性质不同，因而对储层造成的损害程度不同［3］。笔者通过试验对柳南浅层储层进行了分析，评价了储层的敏感性及引起敏感性的因素，同时确定了该区的黏土矿物种类、含量和分布规律。

1 油藏地质特征

柳南浅层油藏位于柏各庄大断裂和高柳断层的下降盘，其总体构造形态是受高柳断层控制且被断层复杂化的逆牵引背斜构造，构造走向近北东－南西向展布，整个逆牵引背斜构造被3条高柳断层的派生断层所切割形成多个断块，具体划分为西南翼的柳102断块、中部的柳南3－3断块和东北翼的柳25断块3个含油区块。柳102断块边底水能量充足，为天然水驱开发；柳南3－3断块和柳25断块天然能量不足，为注水开发。

2 储层岩石学特征

柳赞南区浅层新近系明化镇组 （Nm）为曲流河沉积，边滩为其主要沉积类型；新近系馆陶组（Ng）为辫状河沉积，河道和心滩为其主要沉积类型。储层主要储集空间类型为粒间孔、粒间溶孔和粒内溶孔等。

明化镇组下段 （Nm1）储层岩性主要为细砂岩，岩石碎屑以石英为主，石英质量分数为42%～49%，其次为长石，质量分数为30%～34%，岩屑质量分数为19%～27%。泥质胶结，泥质质量分数一般在1%～4%之间。Ng储层岩性主要为不等粒砂岩和细砂岩，部分为中砂岩。岩石碎屑以石英为主，质量分数一般为22%～59%，岩屑质量分数10%～27%。泥质质量分数一般在1%～14%，总体特征表现为胶结物质量分数少，以孔隙－接触式胶结为主，各组段间尚有差别，但差异不大，因此对储层物性影响较大的主要是黏土矿物。

柳南浅层取心井X衍射分析结果表明，Nm1储层衍射分析泥质总量3．1%～5．5%，其中高岭石质量分数45%～47%，绿泥石质量分数35%～44%，伊利石质量分数4%～7%，蒙皂石质量分数6%～13%，碳酸盐岩质量分数一般为0%。Ng储层衍射分析泥质总量2．4%～10．8%，其中高岭石质量分数20%～90%，绿泥石质量分数2%～20%，伊利石质量分数2%～7%，蒙皂石质量分数7%～65%，碳酸盐岩质量分数一般为0% （个别样品达1%～25%）。从表1可以看出，黏土矿物的分布从上往下（样品号由小变大）呈现出规律性变化：Nm储层中高岭石和伊利石含量逐渐减少，绿泥石含量逐渐增加，且比例逐渐增大至黏土矿物质量分数的51%；Ng储层中高岭石含量呈现先增大后减小，再增大再减小的往复过程，而蒙皂石含量呈现先增大后减小，再增大的往复过程。

表1 柳南浅层各样品黏土矿物质量分数分析表

3 储层敏感性试验及评价

3．1 速敏

速敏性流动试验的主要目的是确定引起微粒迁移的临界流速及损伤程度，为生产中确定合理注采速度提供依据［4］。表2为柳南浅层储层速敏性评价表。由表2中可以看出，Nm储层主要为弱速敏；而Ng储层主要表现为弱速敏，其次为中等偏弱速敏。其中，渗透率大于50mD的样品速敏性为弱速敏，而渗透率小于50mD的样品速敏性为中等偏弱速敏，甚至为中等偏强速敏。说明虽然研究区储层中发育的填隙物主要为黏土矿物，个别含有少量的黄铁矿和菱镁矿，但由于含量较低，且黄铁矿和菱镁矿难以运移，因此没有导致储层的速敏性。

表2 柳南浅层储层速敏性评价表

在黏土矿物中，引起储层速敏的主要是高岭石和伊利石微粒［5，6］。柳南浅层储层中高岭石相对含量较高，分布范围为35%～80%，平均为61%，因此认为是高岭石的运移导致储层产生了速敏性。

3．2 酸敏

石英、长石是砂岩储层中含量最高、最常见的造岩矿物。不同储层中存在的酸敏性特征不同，因此可见储层的酸敏性并不是由石英和长石所决定的，岩屑种类以及钙质、黏土、硅质、铁质等填隙物组成等才是其主要决定因素［7］。

研究区储层中岩屑成分以酸性火山岩为主，其次为中基性火山岩、变质岩、沉积岩、凝灰岩等。岩屑组分总体以在盐酸作用下能较稳定存在为特征。在研究区，酸敏性矿物主要是绿泥石。在酸性溶液中，绿泥石受酸影响会析出Fe3＋、Mg2＋等离子，同时砂岩中的石英和高岭石会析出Si4＋，进而形成难溶或不溶的硅酸盐沉淀，从而导致渗透率下降。该次试验采用的酸液是15%的盐酸，酸敏性评价结果如表3所示。岩样的测试分析表明，柳南浅层储层的酸敏性由无酸敏到中等偏强酸敏均有分布，以弱酸敏和中等偏强酸敏为主。

3．3 水敏

储层一旦发生水敏，渗透率会急剧下降，对产量影响尤为严重。从储层岩样敏感性流动试验结果可以看出，储层的渗透率越低，黏土矿物含量越高，敏感性越强［8］。

研究区储层中的黏土矿物主要由高岭石、绿泥石、蒙皂石、伊利石组成，个别含有伊－蒙混层，其中蒙皂石质量分数分布范围较广，为4%～52%，平均值为16．2%（表1）。这些矿物经过液体浸泡后，水分子进入黏土矿物晶格，使黏土矿物发生体积膨胀。依据砂岩储层矿物的水敏膨胀率［9］，不同种类的黏土矿物膨胀性相差较大，其中蒙皂石的膨胀性最强，高达95．8%，高岭土和伊利石次之，分别为34．9%和18．9%，而绿泥石则不明显。

因此，尽管Nm储层绿泥石含量较高，但对储层水敏性损害影响应该比较低，而少量的蒙皂石会对储层的水敏造成影响。而Ng储层的蒙皂石质量分数比较高，分布范围为4%～52%，平均值为18．6%，且个别层位由于大量的伊－蒙混层黏土的存在，因此它们会遇水膨胀，对储层造成影响。而对于高岭石、伊利石等黏土矿物，尽管膨胀率比蒙皂石低得多，但是膨胀率也分别高达34．9%和18．9%。因此综合分析，蒙皂石、高岭石、伊利石等黏土矿物的存在是导致该区储层水敏性的主要原因。

表3 柳南浅层储层酸敏性评价表

该次试验采用的模拟地层水的矿化度为1655．0mg／L。由表4可以看出，Nm储层主要为中等水敏；Ng储层主要为中等水敏，个别表现为弱水敏和强水敏。分析原因主要是由于蒙皂石的质量分数较高，分布区间较大 （4%～52%），且各样品泥质含量也有差异，因此导致各储层水敏性差异较大。

表4 柳南浅层储层水敏性评价表

4 结论

通过岩心特征分析和岩心流动试验，对柳南浅层储层的敏感性有如下认识：

1）柳南浅层储层黏土矿物含量高，黏土矿物类型主要有高岭石、绿泥石、蒙皂石、伊利石4种，其中高岭石含量最高。而高岭石和蒙皂石以及伊－蒙混层，是导致储层敏感性的物质基础和内在因素。

2）岩心流动试验表明，不同物性的储层敏感性是不一样的。对于渗透率大于50mD的样品敏感性较弱，速敏性为弱速敏，而对于渗透率小于50mD的样品速敏性为中等偏弱速敏。为防止储层流动速度过大引起微粒运移而造成渗透率降低，在油田开发过程中，应注意控制采液速度，防止发生速敏。

3）岩样的酸敏指数为0～59．97，储层酸敏性由无酸敏到中等偏强酸敏均有分布，以弱酸敏和中等偏强酸敏为主。

4）由于柳南浅层储层的蒙皂石含量较高，因此各层位水敏性较强，其中Nm储层主要为中等水敏；Ng储层主要为中等水敏，个别表现为弱水敏和强水敏。因此，在注水开发过程中，需要加强动态观察和生产管理，在注水过程中加入适当阻垢剂减少因注入水与地层水不配伍而产生的结垢现象，对于水敏伤害，可以加入合适的防膨剂改善注水开发效果，提高原油最终采收率。

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