M油田4号构造储层敏感性评价

2016-06-01 00:53:36杨飞

长江大学学报(自科版) 2016年13期

杨飞

(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北武汉430100 中石化江汉油田工程公司井下测试公司新疆塔里木测试分公司，新疆库尔勒841000)

陈岩

(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北武汉 430100)

马留辉

(中石化江汉油田工程公司井下测试公司新疆塔里木测试分公司，新疆库尔勒 841000)

张思顿

(中石油煤层气有限责任公司，北京 100028)

王珊珊

(中华华电集团清洁能源有限公司，北京 100142)

范俊强

(中石油渤海钻探油气井测试公司，河北廊坊 065000)

M油田4号构造储层敏感性评价

杨飞

(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北武汉430100 中石化江汉油田工程公司井下测试公司新疆塔里木测试分公司，新疆库尔勒841000)

陈岩

(油气资源与勘探技术教育部重点实验室(长江大学)，湖北武汉 430100)

马留辉

(中石化江汉油田工程公司井下测试公司新疆塔里木测试分公司，新疆库尔勒 841000)

张思顿

(中石油煤层气有限责任公司，北京 100028)

王珊珊

(中华华电集团清洁能源有限公司，北京 100142)

范俊强

(中石油渤海钻探油气井测试公司，河北廊坊 065000)

[摘要]M油田已进入注水开发阶段，地下油水性质已发生改变，需进行储层伤害性评价和储层敏感性分析。通过分析储层物性、孔喉特征和黏土矿物成分，储层潜在的伤害为碱敏、分散/运移、酸敏、结垢、出砂；通过对取心井HD4-3井和HD4-4井进行储层敏感性试验评价，表明储层速敏类型主要为中等偏弱，水敏类型主要为中等偏弱，盐敏类型主要为中偏弱盐敏，其次为弱盐敏，酸敏类型为中等偏弱，碱敏类型为弱碱敏，为后期注入水水质评价提供了试验基础。

[关键词]储层敏感性；储层伤害；试验评价

M油田已进入含水开发阶段，在注水过程中,储层吸水能力大幅降低,导致注入困难。现有研究表明注水水质可能造成严重的储层伤害，导致油藏吸水能力大幅下降[1～3]。因此有必要分析储层的潜在的敏感性，进行储层动态敏感试验[4～6]，以解决M油田注水开发中所面临的问题，对下一步优选钻井液体系和注水水质研究有一定的指导意义。

1地质概况

M油田4号构造油藏位于塔北隆起东河塘断裂背斜构造带上，该构造带的西北方向为地层不整合构造带，东南为北倾斜坡带和哈拉哈塘次凹带。

M油田4号构造储层平均孔隙度为14.3%，平均渗透率31.5mD，属于中孔低渗储层，储层物性较差，且上部物性较下部好，也就是油层段比过渡段好，水层段物性最差。该油藏中深6097m，地层压力65.61MPa，压力系数1.08，属正常压力系统。油层温度141℃左右，地温梯度在4000m以下为3.3℃/100m，属于正常的温度系统。

2储层特征分析

2.1储层物性分析

4号构造储层孔隙度范围值在10.8%～16.4%，平均14.4%，孔隙度值主要集中在13%～15%；渗透率范围值在7.5～87.4mD，平均为32.5mD，渗透率值主要集中在13～40mD，属于中低孔、低渗储层。储层物性纵向变化大，孔隙度-渗透率呈明显的正相关关系，即储层的渗透率随着孔隙度的增大而增大。因此，储层储集空间的孔隙以原生粒间孔隙为主，次生溶孔次之。

2.2孔喉特征分析

4号构造储层岩石颗粒以次圆为主，分选中等，接触类型有点状、点-线状接触，储层粒间孔隙发育，微孔隙少，喉道为颗粒间可变断面的收缩部分，孔喉半径均值范围为0.16～0.85μm，最大孔喉半径范围为0.50～3.15μm。

储层孔喉结构主要为中孔细喉结构和中低孔微细喉结构，孔喉匹配关系较差，使渗透性能降低。储层样品的退汞效率普遍较低，整体数值在28.9%～31.4%(均值仅为30.4%)，表明储层段内孔隙的连通性较差。油藏注水过程中的储层保护以考虑孔隙喉道为主，故该储层潜在伤害程度比较高。

2.3黏土矿物特征分析

M油田砂岩的矿物成分为石英80%～85%、长石1%～5%、岩屑1%～8%、泥质含量4%～6%、灰质含量6%～7%。胶结物以铁方解石为主，次为自生黏土和自生石英。黏土矿物含量较低，绝对含量为4%左右，主要为高岭石(约74.5%)，其次为伊利石(约17.0 %)。

2.4储层潜在敏感性分析

1)速敏性黏土矿物普遍以高岭石为主，故速敏损害不容忽视。但高岭石往往局部集中，成斑块状分布，微结构多为较稳定类型，黏土晶体排列趋于紧密，从而降低了速度敏感性。

2)水敏性东河塘地区石炭系砂岩储层黏土矿物含量低(平均约为4%)，且无蒙脱石，伊蒙混层占黏土总量不到8%。因此，由于黏土膨胀造成的渗透率下降不会太大，所以储层水敏性弱。

3)盐敏性自生矿物以高岭石为主，极少绿泥石，说明地层水缺乏K+、Mg2+、Fe2+，在经历了剥蚀后又深埋，受大气水的影响可能未完全消除，矿物仍处于与低矿化度的孔隙水平衡状态，突然增加盐度，会使黏土颗粒扩散层压缩，斥力垒减少甚至消失，导致颗粒的粘合。但其总体效应对渗透率有积极作用还是负作用要看具体的黏土分布情况，晶格膨胀不是损害的主要因素，故盐敏亦不明显。

4)酸敏性4号构造储层内绿泥石含量低，相对含量不到0.6% ，与酸反应生成Fe(OH)3沉淀而堵塞地层的可能性不大；由黏土矿物引起的酸敏很弱。但由于地层胶结差，酸化后易造成颗粒脱落，因此可能存在一定的酸敏感性。

5)碱敏性黏土矿物中的伊利石、伊/蒙混层和绿泥石在pH 值升高的条件下均比高岭石稳定。高岭石在偏酸性条件下稳定，pH值超过7，则变得不饱和，并趋于溶解。伊利石(或伊/蒙混层)的稳定性取决于K+/H+浓度比，K+浓度升高，可使其稳定范围扩大(pH值=4～8)。绿泥石是在碱性条件下形成的(pH值=7～9)，但是若pH 值很高(pH值>10 ) ，也将被溶解并产生沉淀，它促使颗粒脱落，速敏及出砂趋势增强。储层中主要黏土矿物为高岭石，它在碱性环境下易分解而导致地层渗透率下降，故储层可能存在一定程度的碱敏性。

综合上述分析，储层石炭系砂岩储层潜在的损害为碱敏、分散/运移、酸敏、结垢、出砂。

3储层动态敏感性试验评价

3.1速敏性评价

对4号构造石炭段2口井4块岩样进行了速敏室内评价试验，表1为岩样速敏试验结果，临界流速在0.0182～0.0253m/d，平均临界流速为0.0245m/d，平均损害率42.9%；速敏损害程度中等偏弱。