鄂尔多斯盆地子长地区盒8段储层敏感性研究

尚 婷，韩小琴，乔向阳，曹红霞，侯雪英，吴海燕

(1.延长石油(集团)有限责任公司研究院 ，陕西西安 710069；2.中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院)

鄂尔多斯盆地子长地区盒8段储层敏感性研究

尚 婷1，韩小琴1，乔向阳1，曹红霞1，侯雪英2，吴海燕1

(1.延长石油(集团)有限责任公司研究院 ，陕西西安 710069；2.中国石化河南油田分公司石油勘探开发研究院)

在野外露头及岩心观察的基础上，通过室内敏感性实验，结合铸体薄片、物性测试、扫描电镜、压汞等大量测试资料的综合分析，对子长地区盒8段储层的敏感性特征及形成机理进行了研究。研究结果表明，研究区盒8储层具有中等偏弱速敏，弱水敏，弱酸敏，弱盐敏，中等偏弱碱敏的特征。敏感性的形成不仅受储层中黏土矿物的类型及存在形态影响，同时与复杂的孔隙结构有关。

鄂尔多斯盆地；子长地区；储层敏感性；盒8储层

储层敏感性通常会造成渗透率降低，从而使油气产量下降，是影响油气田开发的重要因素[1-2]，研究其储层敏感性对于高效开发油气藏具有重要的意义[3-5]。

子长地区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部偏东地区，研究区北起何家集，南抵甘谷驿，西自子长，东至延川，面积约2 400 km2，区域构造总体为一东高西低的单斜，地层倾角小于1°，局部仅发育小的鼻状隆起。自2006年以来，随着延长气田一大批井的试气成功，并且在子长区块盒8层位试气无阻流量平均达到1.0×104m3/d以上，展现了良好的天然气勘探开发前景[6]。

在储层岩石成分、物性特征和孔隙结构分析的基础上，对研究区盒8储层敏感性进行了深入研究，分析了储层敏感性形成机理，为气田开发方案的调整和改善开发效果提供依据。

1 储层特征

据研究区盒8储层308个样品薄片资料分析，岩性为岩屑砂岩、岩屑石英砂岩和石英砂岩，其中，石英含量20%～89%，平均60.70%，燧石含量0%～9%，平均1.28%；长石含量较少，为0%～11%，平均1.38%；岩屑含量4%～66%，平均25.36%。岩屑中，变质岩岩屑含量最多，为0%～55%，平均为13.88%；火山岩和沉积岩岩屑含量较少，火山岩岩屑0%～29%，平均3.60%，沉积岩岩屑0%～33%，平均2.18%。

填隙物类型较多，且总含量变化较大，为2%～32%，平均3.53%。成分以水云母(4.47%)、绿泥石(2.48%)和泥质(3.93%)为主，其次为方解石、硅质和高岭石，另外还含有少量的白云石和铁矿物(图1)。

图1 盒8储层主要填隙物含量分布

砂岩粒径区间为0.1～0.6 mm，以中-粗粒结构为主，还有少量细粒、中-细粒。颗粒分选中-好为主；磨圆度主要为次棱状，其次为次棱-次圆状；颗粒间以点-线、凹凸接触为主，支撑方式为颗粒支撑；胶结类型以孔隙式、孔隙-再生式为主，还有少量基底式和孔隙-薄膜式胶结。

对研究区物性统计资料结果表明，储层孔隙度绝大多数集中在3%～7%，渗透率绝大多数集中在(0.01～0.5)×10-3μm2，总体属低孔-低渗储集层。

据铸体薄片和扫描电镜资料分析，子长地区盒8储层孔隙类型以次生溶孔和晶间孔为主，其中，次生溶孔为长石、岩屑和一些杂基溶孔，晶间孔和微裂隙在研究区有一定的发育，但分布相对局限，且孔径较小，对储层砂岩孔隙性能的贡献较小。铸体薄片图像分析结果表明，盒8储层的孔隙面孔率多数为0.33%～6.51%，平均面孔率约为2.39%，平均孔隙半径为37.50 μm，平均喉道直径为17.77 μm。

据研究区盒8段砂岩储层145个样品的压汞资料统计表明，排驱压力为0.02～12 MPa，中值压力为0.11～138.38 MPa，吼道中值半径0.01～7.00 μm，分选系数介于0.02～5.83，歪度系数介于-1.32～3.71，退汞效率介于9.52%～94.8%。

综上所述，研究区盒8储层具有成分成熟度高，结构成熟度一般，填隙物类型复杂且含量变化大，孔喉微观非均质性强等特点。

2 储层敏感性评价

储层敏感性评价是通过一系列的岩心流动实验，对实验前后渗透率的变化进行对比得出[7-11]。本文根据SY/T5358-2002《储层敏感性流动实验评价方法》进行了盒8砂岩储层敏感性评价。

2.1 速敏性

速敏性评价的目的在于了解储层渗透率变化与流体流速之间的关系，找到一个临界流速，为今后注水作业确定合理的注水速度。

利用矿化度为73924.93 mg/L的模拟地层水进行速敏性实验，分析实验结果发现，研究区两块样品速敏指数分别为0.43、0.41。根据石油天然气行业标准储层速敏实验评价指标，属中等偏弱敏性(表1)。 已有研究结果表明研究区储层经历了较强的成岩作用，岩石致密，因此对储层速敏性影响不大。通过铸体薄片、扫描电镜分析可知，盒8储层中胶结物水云母、绿泥石含量较高，高岭石含量相对较少，杂基中富含泥质，其中水云母呈卷曲片状、毛发状或围绕颗粒呈薄膜状、搭桥状产出，绿泥石呈叶片状、玫瑰花状垂直于或平行于碎屑颗粒表面产出，高岭石呈书页状、蠕虫状产出，黏土矿物由于颗粒微小，易沿晶层方向裂成鳞片状的微粒分散、运移，从而损害储层渗透性[`5]。由于这些黏土矿物的存在，研究区表现为中等偏弱速敏。

表1 速敏性实验结果及评价

2.2 水敏性

分别利用矿化度为13 767.82 mg/L的模拟地层水、6 883.91 mg/L的1/2模拟地层水和蒸馏水作为驱替介质，在恒定流量0.1 cm3/min下进行水敏实验。实验结果表明(图2)，随着驱替介质矿化度的降低，样品P12-1、P20-1的渗透率整体上均略有下降，并且它们的水敏损害率分别为23%和11%，均属弱水敏性。

图2 子长地区水敏实验曲线

不同类型的黏土矿物由于结构不同，其膨胀性也相差较大，蒙脱石膨胀能力最强，其次为伊/蒙混层和绿/蒙混层，水云母较弱，绿泥石膨胀性不明显，高岭石无膨胀性[1113]。由前文填隙物分析可知，盒8段填隙物中水云母、绿泥石含量最多，高岭石含量较少，因而总体表现为弱水敏。

2.3 酸敏性

本次采用浓度为15%的盐酸进行酸敏性实验，实验结果和酸敏性评价指标见表2，可以看出，酸化后渗透率有所下降，根据酸敏性评价标准，储层酸敏程度属于弱酸敏。

已有研究结果表明，酸敏性的强弱与储层中含有铁矿物、硅酸盐矿物和碳酸盐矿物有关[14-15]。酸液与地层中的的含铁矿物(如绿泥石)反应生成Fe(OH)3沉淀，堵塞孔道，造成地层损害，从而使渗透率降低；而碳酸盐胶结物的溶蚀可以一定程度上弥补Fe(OH)3沉淀对储层所产生的伤害[10]。储层填隙物中绿泥石含量为2.48%，方解石含量为1.90%，因此表现为弱酸敏。

2.4 盐敏性

选择模拟地层水、1/2模拟地层水、1/4模拟地层水、1/8模拟地层水和蒸馏水依次进行盐敏驱替实验(图3)。从图3可以看出，随着注入水矿化度的降低，P12-1样品渗透率逐渐减小；而P20-1样品渗透率在模拟地层水至1/8模拟地层水之间逐渐升高后，在蒸馏水时降到最小，但整体上渗透率变化不大，无明显临界矿化度；属于弱盐敏。

表2 酸敏性评价实验结果

图3 子长地区盐敏实验曲线

当工作液低于地层水矿化度时，可引起黏土的膨胀和分散，导致储层孔隙、吼道变形或堵塞，使渗透率下降，从而损害油气层。本区水敏性较弱，一般盐敏实验是在水敏实验基础上进行的。

2.5 碱敏性

本次实验利用1.37%KCl溶液，其pH值依次为7、8.5、10、11.5和13，进行碱敏实验。实验结果表明(图4)，随着pH值的增大，渗透率减小，其临界pH值为10。根据碱敏评价标准，属于中等偏弱碱敏。

图4 子长地区碱敏实验曲线

当碱性工作液注入油气层后，与油气层中的黏土矿物、硅酸盐矿物(长石)、石英、硫酸盐和碳酸盐等发生表面离子交换形成沉淀，堵塞喉道，导致渗透率降低[16]。因此，碱敏性的强弱既与黏土矿物有关，也受岩石成分的影响。

3 结论

(1)由于鄂尔多斯盆地子长地区盒8储层的低孔、低渗透特征及该储层中黏土矿物的产状差异，使得该区盒8储层具有中等偏弱速敏，弱水敏，弱酸敏，弱盐敏，中等偏弱碱敏的特征。

(2)弱速敏与盒8储层致密的岩性、复杂的孔隙结构、黏土矿物类型紧密相关；弱水敏、弱盐敏与盒8储层黏土矿物中膨胀性较弱的水云母和膨胀性不明显的绿泥石含量较高、而无膨胀性的高岭石含量较少有关；弱酸敏与碳酸盐胶结物溶蚀量一定程度上弥补了Fe(OH)3沉淀对储层的伤害有关；中等偏弱碱敏与气层中的黏土矿物、硅酸盐矿物和碳酸盐矿物含量有关。

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编辑：吴官生

1673-8217(2015)02-0101-04

2014-09-12

尚婷，工程师，博士，1981年生，2012年毕业于西北大学矿产普查与勘探专业，现从事天然气储层评价等研究工作。

国家科技重大专项“大型油气田及煤层气开发”(2011ZX05044;2011ZX05001-004)。

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