王庄油田郑 408 块油藏潜在敏感性评价

李伟忠，李迎春，李 辉，吴兆徽

（1. 中国石化胜利油田勘探开发研究院， 山东 东营 257015； 2. 中国石化胜利油田东胜公司，山东 东营 257000）

王庄油田郑 408 块油藏潜在敏感性评价

李伟忠1，李迎春2，李 辉1，吴兆徽1

（1. 中国石化胜利油田勘探开发研究院， 山东 东营 257015； 2. 中国石化胜利油田东胜公司，山东 东营 257000）

王庄油田是亿吨级敏感性稠油油藏，但对于潜在敏感性评价和影响因素的深入试验研究仍不足。为此，以王庄油田郑 408 块为例，通过组分试验分析和流体流动性试验测试，对稠油油田油藏的粘土成分、微观特点及成岩作用等物理化学特征和变化规律进行分析，认为研究区油藏具有中－强水敏、中等酸敏、盐敏、速敏和各种程度碱敏，明晰了该稠油油区敏感性的主要影响因素，为指导后期开发过程中油层保护提供了依据。

王庄油田；流动性试验；储层敏感性；非均质性；油气保护

敏感性指外界流体流入油藏后，发生物理化学反应，因损害油藏而使产量不及预期的现象［1-3］。胜利油气区属陆相复合式沉积储集区，储层非均质性强，粘土矿物含量差异大，普遍有一定敏感性。王庄油田郑 408 块沙三段由于强敏感性，导致油藏一直无法得到良好动用，是胜利油田强敏感性油藏的典型单元。

通过敏感性流动试验对郑 408 块敏感性进行评价，综合利用薄片、压汞、X衍射、物性分析化验数据，对引起敏感性的主要因素进行分析，综合剖析了敏感性形成机理，以指导后期开发油层保护措施的筛选。

1 工区概况

王庄油田主要是沙三段上部的普通稠油油藏，油藏边底水不活跃，地层能量不足，储层的“五敏”比较显著，使得该块注水、热采效果一般，压力补充不及时，仅凭天然能量油井产能递减较快。敏感性是制约该块开发的关键。

1.1 岩性特征

王庄油田沙三上油藏主要是厚层砂砾岩。微观薄片分析石英占 33.4%，长石占 36.6%，岩屑 30.1%，以变质岩为主，反映成份成熟度中等。粒度分析表明，该块粒度中值平均 0.28 mm，自上而下粒度增大，分选平均 2.39，泥质含量平均为 7.8%，也反映了中等的成熟度。

1.2 储层物性及润湿性特征

据郑 408 砂砾岩体 7 口取心井 1220 块样品分析，1砂体渗透率均值 200×10-3μm2，中部主力 2砂体渗透率均值 720×10-3μm2，为高渗透率油层。

据 4 口井 45 块样品润湿性分析，岩石润湿性以中性为主，占 67.7%，亲水占 17.5%，亲油占 15.6%。郑 408－1井润湿性纵向上表现为：下部为亲水级别，中部、上部则主要表现为中性到亲油。

1.3 粘土矿物特征

据取心井样品统计（表 1），油层粘土比例平均12.2%，主要是遇水体积会显著增大的伊蒙间层和能漂浮搬运的高岭土，伊蒙间层占 44.4%，混层比为 76.7%，蒙脱石含量占 7.7%，油层中部蒙脱石含量最高。高岭石百分含量占 29.1%，其中 3 砂体含量达到 50.7%，伊利石百分含量占 19.2%，绿泥石百分含量占 7.3%。

表 1 郑408块不同层位粘土矿物含量Table 1Clay mineral content in different layers of Zheng 408 Block %

2 敏感性评价

储层敏感性评价是评估油层化学物理变化情况的重要工作，主要包括五项常规敏感性［4-8］以及温度和压力等特定敏感性［9-12］试验。为了评价典型稠油区块郑 408 块的敏感性特征，室内进行了大量的敏感性评价试验，为评价敏感性程度及差异提供了基础。

2.1 水敏性流动试验

郑 408 块共做 4 口井 29 块水敏样品，分不同水质，按次序完成试验。化验显示渗透率变化比例Kj/Kws平均 46.4%，以中等—强水敏为主。孔渗较小时，水敏问题尤为凸显。据 408－1井水敏试验分析，岩心分析渗透率在 100～600×10-3μm2时，渗透率损失在 40%～80%之间；渗透率 700～1400×10-3μm2时，水敏感分析渗透率损失 10%～30%，由此可见储层水敏程度与储层原始渗透率有关，不同层位储层的水敏程度不同（图 1-2）。根据分析结果，建立了物性变化 Kj/Kws与气测试验值 K 的关系：

图1 各注入倍数下水敏流动试验情况Fig.1Water sensitive flow test of different injection volumes

图2 水敏程度与物性关系Fig.2 Relationship of water sensitive extent andphysical conditions

2.2 盐敏性流动试验

盐敏性是储层能承受有一定盐度流体能力的程度。该试验可得到物性突变时的盐度，以保证低于该值，避免盐敏。工区做了水基泥浆取心井3口，共12块样品，注盐水后物性值降低，盐度临界值主要为 25 000 mg/L。

2.3 速敏性流动试验

速敏是指水驱过程中，流体冲走颗粒物后堵住孔隙，使得物理性质变差的情况。郑 408 块含有不等量的粘土，高岭土易运移，疏松长石在流体的冲刷下散落。若孔隙大于颗粒直径时，颗粒被冲出使物性变好，而当孔隙直径较小时，更容易出现速敏的情况。

该块共做3口井 18块样品，该区速敏性存在2种情况：（1）气测渗透率大于 100×10-3μm2样品，速敏可造成渗透率下降平均为 13.17%，有弱速敏，流速应低于 7.3 m/d，这是由于部分颗粒小于孔隙直径的 1/3，部分封堵使物性略差；（2）气测渗透率小于 40×10-3μm2样品，速敏可造成渗透率下降平均则为 60.4%，临界速度只有 0.66 m/d，说明速敏较强，有明显临界流速，可见速敏更易出现在物性本身较差的层位。

2.4 碱敏性流动试验

该稠油油田的油田水大多为中性，而注入液多呈碱性，因此需要进行碱敏评价。研究区共对4口井进行样品试验，其中 1/3 不敏感，2/3 为中等-弱敏感性，共同点是从pH 值 8.75 之后，物性变差，减小 35.8%。图 3 是碱敏流动试验结果，碱敏分为三个部分：油层上部的 4 块样品渗透率减小 55.6%～68.1%，平均 61.2%；中部 4 块样品表现非碱敏；油层下部的7块样品物性变差比较明显，表现为中等碱敏。

图3 不同pH值下碱敏流动试验情况Fig.3 Alkali sensitive flow test at differentpH value

2.5 酸敏性流动试验

酸敏性取决于具体组分情况，该区不同程度地含有绿泥石，pH 降低能出现非晶质 SiO2凝胶堵塞。通过对 3口井 22块酸敏样品分析，结果可分为 3种情况：

（1）6块样品为非酸敏感性，酸处理使渗透率升高，渗透率提高幅度平均为 22%。

（2）岩心酸处理后，12 块样品渗透率比原数值降低，渗透率损失率平均 48.6%，呈中等酸敏性。成因是岩石遇酸产生的物理破碎碎屑，或生成的硅酸盐沉淀堵住孔隙。

（3）岩心酸处理后，4块样品渗透率先降低后升高，且升高幅度比降低幅度要小。郑 408-1井酸化早期开始反应产生硅铝盐沉淀堵住孔隙，渗透率下降 50%～75%；后期随注入倍数增大，使注入酸与碳酸盐溶解使物性变好，增幅为 20%～60%（图 4）。

3 敏感性主控因素分析

区域研究表明，工区沙三段储层为湖盆边缘扇三角洲，岩性及储层物性横向变化大，泥质含量高，非均质性严重。通过对取心井各种资料综合分析，储层强敏感性主要受以下几个因素控制。

图4 不同流入倍数下酸敏流动试验情况Fig.4 Acid sensitive flow test of different inflow ratio

3.1 粘土矿物百分含量

研究表明，沙三段粘土矿物含量平均 12.2%，其中蒙脱石含量平均 7.7%。储层渗透率差异大，1砂组渗透度平均只有 200×10-3μm2，主力 2 砂体渗透率平均仅 720×10-3μm2。对于渗透率高的储层，粘土遇水膨胀导致的渗透率损失对开发影响较小，而对于渗透率本身偏低储层，即使较小的渗透率损失，也可能导致注水、注汽开发困难。

3.2 粘土微观特征

工区填隙物以泥质杂基为主，含量 6%～20.9%，平均为 12.4%，胶结物以铁白云石、黄铁矿胶结为主，平均 1.4%。自生粘土矿物中伊蒙混层上部含量中等，下部较少，杂基颗粒多为片状伊蒙混层，因该类粘土带负电，强亲水使粘土膨胀出现水敏现象；高岭石含量中等，以虫状充填式高岭石为主，是导致速敏的主要因素；伊利石含量较少且多为丝状搭桥式，堵塞孔喉增加储层非均质程度。

3.3 储层微观特征

据郑 408－1井扫描电镜资料分析，颗粒呈次棱角状，长石风化程度中－深，最大颗粒粒径多在 0.5～4 mm 之间，点接触的占 81.3%，线点式接触占 14.8%。孔隙胶结最多，占 55.3%。储集空间以粒间孔和微孔为主，粒间孔分布不均，连通性大多较差，喉道连通性中－差。填隙物以杂基为主，填隙物中微孔隙比较发育，长石颗粒多见中等溶蚀特征，下部孔隙中见石英次生加大现象；泥质多呈鳞片状或纤维状，部分井纤维间和鳞片间微孔隙为主要的储油空间。

据 16 块样品毛管压力曲线分析，曲线无平直段，区块非均质性明显，孔喉半径 1.67～9.36μm，平均为 5.50μm；变异系数 0.83～1.23，平均为 1.05；均质系数 0.19～0.35，平均为 0.25。

3.4 沉积和成岩作用

沉积和成岩作用是引起油藏敏感性的两大最重要影响因素。

3.4.1 沉积作用决定原始孔隙度数量与大小

（1）不同环境对其物性影响差异较大。扇端往往沉积粉砂层，碳酸盐结晶使物性变差；扇中砂体原生孔保护得好，因而自身物性较好；扇根因近物源，泥质蚀变物来不及淘洗，和粗碎屑物一同沉积，使储层空间易受伤害，孔隙粒径较大但渗透性较差。

（2）不同物性状况的油藏，粘土发生敏感性程度也不同。对于低渗储层仅 5%蒙脱石就易水敏堵塞，对于高孔渗储层，蒙脱石占 10%仍对储层影响很小。渗透率 1～10×10-3μm2岩心压敏渗透率损失＜50%，渗透率＜1×10-3μm2时损失率则大于一半。

3.4.2 成岩作用对物性变化有重要影响

（1）压实使孔隙变小，颗粒堆积方式由点变为线接触，物性整体变差。研究区储层线点式接触占14.8%，反映储层经过一定程度压实。

（2）除压实作用外，胶结作用可能使储层变为致密层［13］。工区储层以孔隙式泥质胶结为主，但样品中多见等晚期碳酸盐产物，铁白云石多为微－隐晶，部分呈栉壳式胶结，菱铁矿呈球粒状，另多见凝块状黄铁矿，从而使物性参数降低。

（3）自生粘土矿物形成转换多发生在储层孔隙内，占据了有限储集空间［14］。粘土中伊蒙混层含量大于七成，可视为蒙脱石带。高岭石在镜下表现为蠕虫状，为典型的自生高岭石。郑 102 井镜下多见塑性的泥屑，郑 408－1井底部出现弱石英次生加大现象，反映成岩作用较弱，有利于粘土矿物的自生长。

（4）溶蚀和交代作用有助提高油藏的物性。该稠油区块泥质镜下多呈鳞片或纤维状，纤维间和鳞片间微孔隙发育，部分长石及砾石具溶蚀孔，可作为储油空间。然而溶蚀作用也会起到相反作用［15］，使油田水矿化度升高，形成硫酸盐、铁化合物、碳酸盐沉淀。

4 结束语

从理论上来讲，油藏敏感性的负面作用，比增产改善效果要大几个数量级，可见其重要性更高。王庄油田稠油油藏的粘土含量高，使得物性不佳，是引起敏感性的主要因素。针对该类油藏的油层保护，必须通过油田化学、流体力学等多学科综合运用，结合“五敏”试验，认识储层敏感性影响因素，探索对应的油层保护方法，能够大大提高决策的目的性。

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Evaluation ofpotential Reservoir Sensitivity in Zheng 408 Block, Wangzhuang Oilfield

LI Wei-zhong1, LI Ying-chun2, LI Hui1, WU Zhao-hui1
（1. Sinopec Shengli Oilfield Exploration and Development Research Institute, Shandong Dongying 257015, China；2. Sinopec Shengli Oilfield Dongsheng Company, Shandong Dongying 257000, China）

Wangzhuang oilfield consists of sensitive heavy oil reservoirs with hundred-million-ton reserves, but extensive experimental research onpotential sensitivity mechanism is still lacked. In thispaper, taking Zheng 408 block in Wangzhuang oilfield as a study case, with experimental methods of composition analysis and fluid flow test,physicochemical characteristics ( clay composition, microscopic characteristics and diagenesis) and change rules of heavy oil reservoirs were analyzed. The results show that the study area is apparently water sensitive, constant velocity sensitive, acid sensitive, salt sensitive and alkali sensitive. Major control factors of reservoir sensitivity have been clarified, which canprovide basis for reservoirprotection in the late development stage.

Wangzhuang oilfield; Fluid flow experiment; Reservoir sensitivity; Heterogeneity; Oil&gasprotection

TQ 013

： A

： 1671-0460（2017）02-0253-04

国家重大油气专项，项目号：2011ZX05011。

2016-09-05

李伟忠（1970-），男，山东省招远市人，高级工程师，1992 年毕业于成都地质学院石油地质专业，2003 年工程硕士毕业于中国地质大 学 （ 北 京 ） 石 油 与 天 然 气 工 程 专 业 ， 长 期 从 事 稠 油 油 藏 开 发 地 质 方 面 的 科 研 工 作 。 电 话 :0546-8715807 ， E-mail：liweizhong867.slyt@sinopec.com。

吴兆徽（1985-），男，博士，2010 年硕士毕业于中国石油大学矿普专业油气地球化学专业，2016 年在职博士毕业于中国石油大学石油地质专业，现主要从事稠油油藏方面的科研工作。E-mail：a668866886688@vip.qq.com。