安塞油田坪桥地区长4+5、长6储层敏感性评价

胡芸冰，屈红军，董阳阳，上官静雯

(西北大学大陆动力学国家重点实验室/西北大学地质学系，陕西 西安 710069)

安塞油田坪桥地区长4+5、长6储层敏感性评价

胡芸冰，屈红军，董阳阳，上官静雯

(西北大学大陆动力学国家重点实验室/西北大学地质学系，陕西 西安 710069)

储层的敏感性评价是研究储层损害机理、保护储层或减小储层损害的依据，是搞好油田注水开发的基础。研究区长4+5、长6储层砂岩都以长石砂岩为主，填隙物主要有浊沸石、绿泥石、伊利石、方解石及硅质，储层物性差，均属特低孔、特低渗储层。为提高安塞油田坪桥地区油井产能，对该区长4+5、长6低渗储层的速敏性、水敏性、盐敏性、碱敏性、酸敏性和应力敏感性特征进行研究，并结合该区储层岩石特征进行敏感性分析评价。结果表明，该区长4+5储层敏感性总体较弱，长6储层主要表现为极强的酸敏性和较强的应力敏感性。因此对长6储层进行酸化作业时应慎重，同时应控制油田的注入流体为中性或弱碱性溶液，同时在生产过程中，要重点监测油藏地层压力的变化，以免对油藏采收率产生不利影响。

储层敏感性； 评价；长4+5；长6；坪桥；安塞油田

安塞油田坪桥油区位于鄂尔多斯盆地陕北斜坡中部，近年来，随着石油勘探开发的进一步深入，在延长组长4+5、长6油层探明了丰富的石油资源，该油层组分布范围广，含油面积大，砂体发育，但物性很差，均以低孔低渗为主，是典型的低渗透储层。前人研究认为低渗透储层具有低启动压力、非达西流、敏感性强、开发难度大的特征[1,2]。储层敏感性是指储层与外来流体发生各种物理或化学作用而使储层孔隙结构和渗透率发生变化的性质[3-6]，包括速敏性、水敏性、盐敏性、碱敏性、酸敏性和应力敏感性等。储层的敏感性在很大意义上制约着油藏的高效开发，安塞油田坪桥油区长4+5、长6储层已经入开发阶段，进行长4+5、长6储层敏感性的研究对油田的合理开发具有重要指导意义。

1 储层基本特征

安塞油田坪桥油区位于安塞县坪桥镇西，总体表现为一向西倾斜的平缓单斜，构造简单，地层相对平缓，倾角较小，面积约182 km2，其主要生产层位包长4+5、长6油层组，埋深1 000～1 600 m。

1.1 储层岩石学特征

研究区长4+5段砂岩储层以浅灰白色长石砂岩为主(见图1)，砂岩组分中长石、石英、岩屑含量分别为34.0%～61.0%、16.0%～26.0%、6.0%～12.0%。长6段砂岩储层以浅灰色长石砂岩为主，砂岩组分中长石、石英、岩屑含量分别为34.0%～62.0%、15.0%～27.0%、2.0%～11.0%。长4+5与长6储层砂岩基本相似(见图2)，石英以单晶石英为主，部分可见波状消光；长石以斜长石为主，少量微斜长石；岩屑以变质岩岩屑和火山岩岩屑为主，少量沉积岩岩屑，其他碎屑物主要为黑云母。砂岩碎屑为次棱角状，以细砂为主；碎屑颗粒分选较好，一般呈线状接触，胶结类型以孔隙式胶结为主，其次为镶嵌式胶结。

图1 研究区区长4+5砂岩成分三角图

图2 研究区区长6砂岩成分三角图

a浊沸石胶结物,P130-1井,长6. b浊沸石胶结,P270井,长612,10×(+). c绿泥石胶结物,P130-1井,长6. d.伊利石胶结物,P290井,长6. e方解石连晶胶结,P290井,长6,10(+). f伊蒙混层坪,P285-2,长6.

图3 长4+5、长6储层敏感性矿物特征

1.2 敏感性矿物特征

根据X衍射分析，研究区长4+5、长6储层中影响储层敏感性的矿物主要有方解石，浊沸石以及自生黏土矿物包括绿泥石、伊利石、伊蒙混层等(见图3)。研究区储层填隙物中方解石体积分数平均2.26%，最高可达10%；浊沸石存在于近1/4样品中，含量约1～6%最高可达11%；绿泥石约3.25%；伊利石约1.67%；长6含少量伊/蒙混层，蒙脱石不发育。

1.3 储层物性特征

岩心物性分析显示，长4+5储层孔隙度分布范围在6.3%～14.7%之间，平均值为10.7%，渗透率分布在0.09～5.43 mD之间，平均为0.81 mD，长6储层孔隙度分布在4.0%～15.5%范围内，平均为10.5%，渗透率值大小分布范围为0.05～7.92 mD，平均为0.78 mD，均属特低孔、特低渗储层，且其孔隙度与渗透率呈正相关关系(见图4)。

图4 研究区储层孔隙度、渗透率交会图

2 储层敏感性评价

此次4+5、长6低渗透油藏储层敏感性试验及评价严格执行SY/T5385-2002行业标准[7]，砂岩储层岩心伤害评价指标见表1。

表1 砂岩储层岩心伤害评价指标

2.1 速敏性

速敏性是指因流体速度变化引起地层微粒运移，堵塞喉道，导致渗透率下降，造成油层损害的现象[8]。实验结果(表2)表明研究区长4+5储层速敏损害率平均为24.85%，长6储层速敏损害率在12.32%～38.29%之间，平均为22.71%，都属于中等偏弱或弱速敏。说明储层杂基中存在少量胶体泥质微粒，包括固结疏松的微粒石英、长石以及结构疏松的绿泥石、伊利石等，但含量较少。当流体介质流速、压力发生变化时容易发生微粒运移，形成轻微“桥堵”和“卡堵”现象。储层速敏性不仅与岩石矿物、豁土矿物及胶结强度有关，还与储层孔隙结构和渗透率有一定关系，渗透率越低、孔喉越细小造成的伤害性越大。

表2 坪桥油区长4+5、长6油层组速敏实验结果统计表

2.2 水敏性

水敏性是指当与储层不配伍的外来流体进入储层后引起粘土膨胀、分散、运移，从而引起渗透率下降的现象[9]。水敏性评价实验的目的是了解这一膨胀、分散运移的过程及最终使储层渗透率下降的程度储层的水敏程度。研究区水敏性实验结果(见表3)表明：长4+5储层水敏损害率平均为27.79%，属于弱水敏；而长6储层水敏程度平均为34.91%，为中等偏弱水敏。常见与储层水敏性有关的黏土矿物有蒙脱石、伊/蒙混层等，遇水极易膨胀，影响储层渗透率[10]。虽然长4+5、长6储层钟蒙脱石不发育，但储层砂岩杂基中的细分散粘土、水化云母、长石表面的绢云母等均可形成水化膨胀，最终导致矿物结构解体而发生颗粒分散运移，此外长6储层中少量的伊/蒙混层使其相较长4+5储层水敏性更强。

表3 坪桥油区长4+5、长6油层组水敏实验结果统计表

2.3 酸敏性

储层酸敏性是指酸化液进入地层后与地层中的酸敏矿物发生反应，产生沉淀或释放出微粒，使储层渗透率下降的现象。进行储层酸敏性能够确定油气层对各种酸液的酸敏程度，从而为油气层基质酸化和酸化解堵设计提供依据[11]。此次选用15%的HCl对研究区长4+5、长6储层砂岩岩样进行试验，结果(表4)表明，长4+5段为中等偏弱或弱酸敏，而长6段为强或极强酸敏。分析认为造成储层强酸敏的主要原因是长4+5、长6储层中绿泥石胶结物含量都比较高，与HCl反应形成Fe(OH)2铁，堵塞孔隙。另外储层中的含Fe碳酸盐矿物也容易引起储层HCl酸敏。成地层损害。此外，对于低孔低渗储层，储层连通孔径小，酸化产物产生的微粒难以有效返排也会造成储层酸敏性[12]。长6储层绿泥石含量高于长4+5储层，因此其储层酸敏性强于长4+5储层，此外长4+5、长6储层自身孔隙结构的差异间接导致了酸敏程度的差异。

表4 坪桥油区长4+5、长6油层组酸敏实验结果统计表

2.4 碱敏性

碱敏性是指具有碱性的油田工作液进人储层，与储层岩石或储集层流体接触后反应生成不溶物，造成储层渗透率降低的现象[13,14]。通常，存在于储层中的碱性液体为pH值大于7的碱性工作液和化学驱中使用的碱液。高pH的外来工作液侵人油气层时，与其中的碱敏矿物反应造成分散、脱落、新的硅酸盐沉淀和硅凝胶体生成，同时，大量OH—也会与某些二价阳离子发生反应形成沉淀物，导致油层渗透率下降[15]。碱敏性评价的主要目的是为了确定储层碱敏程度，为油田开发提供保护油层的依据。在PH分别为8.5、10、11.5、13条件下对研究区岩样进行碱敏性测试，结果(见表5)表明长4+5两块岩样分别为无碱敏和弱碱敏，长6段岩样碱敏程度为弱碱敏，在开发过程中应注意碱液对储层物性的影响。

图5 长4+5应力敏感实验曲线(样号：1-3、6-5)

2.5 应力敏感性

储层应力敏感性是指岩石所受围压改变时，孔喉发生变形、微裂缝张开或闭合，从而导致岩石渗流能力变化的性质[16-18]。储层压敏性对低孔、低渗储层有很大影响：(1)由于地层压力的降低，原来开启的微裂缝闭合同时喉道直径缩小，导致储层渗透率降低，从而致使油井的产能降低；(2)储层渗透率受到损害后，其中部分的渗透率是不能恢复的。因此，在生产过程中，要重点监测油藏地层压力的变化，避免因注采比偏小、地层压力减小、上覆压力增加而产生应力敏感，进而对油气藏采收率产生不利影响[19-22]。研究区应力敏感性实验结果表明，长4+5段应力弱敏感，最终损害率分别为25.75%、37.01%，储层岩石较致密，稳定性较好，不易发生变形与破碎(见图5)；长6储层最终损害率分别为44.76%、75.61%、42.55%、81.41%、51.01%和69.88%，应力敏感性较强(见图6)。

表5 坪桥油区长4+5、长6油层组碱敏实验结果统计表

图6 长6应力敏感实验曲线(样号：44-2、66-3)

3 结语

(1)安塞油田坪桥油区长4+5、长6储层砂岩都以长石砂岩为主，主要为细砂，次棱角状，分选性好，颗粒之间线状接触，孔隙式胶结为主，其次为镶嵌式胶结。储层砂岩填隙物主要有浊沸石、绿泥石、伊利石、方解石及硅质，长6储层还有少量伊/蒙混层。物性差，均属特低孔、特低渗储层。

(2)研究区长4+5储层速敏性弱-中等偏弱，水敏性弱，酸敏性弱-中等偏弱，碱敏性无-弱，应力敏感性弱；长6储层速敏性弱-中等偏弱，水敏性中等偏弱，酸敏性强-极强，碱敏性弱，应力敏感性较强。

(3)长4+5储层敏感性总体偏弱，长6储层主要表现为极强的酸敏性和较强的应力敏感性。因此对长6储层进行酸化作业时应慎重，同时应控制油田的注入流体为中性或弱碱性溶液，同时在生产过程中，要重点监测油藏地层压力的变化，避免因注采比偏小、地层压力减小、上覆压力增加而产生应力敏感，进而对油藏采收率产生不利影响。

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Sensitivity estimation of Chang4+5 and Chang 6 reservoir in Pingqiao area in Ansai Oilfield

HU Yun-bing，QU Hong-jun，DONG Yang-yang，SHANG Guan jing-wen

(State key Laboratory of Continental Dynamics and Department of Geology，Northwest University，Xi'an 710069，China)

The sensitivity evaluation of reservoir is the researching foundation of reservoir damage mechanism, reservoir protection and decreasing reservoir damage. It is also basis of oil field's flood development. The Chang4+5 and Chang6 in study area are both special low porosity and extra low permeability reservoir with the mainly component being feldspar sandstone and the mainly cements including laumontite, chlorite, illite, calcite and siliceous. Research on sensitivity characteristics of the Chang4+5 and Chang6 low permeability reservior has been made and the relationship between reservoir sensitivity and clay minerals characteristics has also been analysised in order to improve oil well productivity in Ansai oilfield Pingqiao area. The result shows that the reservoir sensitivity of Chang4 + 5 reservoir is weak on the whole, while the Chang 6 reservoir takes the extremely strong acid sensitivity and strong stress sensitivity. as a feature. So more attention should be paid on acidification operation that the fluid injected into the oilfield had better be neutral or alkaline and control the variation of reservoir formation pressure strictly in order to keep the reservoir recovery efficiency from bad influence.

Reservoir sensitivity；Evaluation；Chang4+5；Chang6 Pingqiao area；Ansai Oilfield

2016-10-17

由国家自然科学基金重大项目(编号41390451)及延长油田股份有限公司科技项目“杏子川采油厂坪桥油区油藏地质研究”联合资助

胡芸冰(1988-)，男，甘肃临洮人，在读硕士研究生，主攻方向：储层沉积学。

P618.130.2+1

A

1004-1184(2017)01-0118-04