西峰油田储层敏感性评价及影响机理分析

康万东，宋 婷，张鑫君，陈力博

（西安石油大学石油工程学院，陕西西安 710065）

储层敏感性是指油气田钻探与后期开发过程中储集层受损害的难易程度（敏感性程度）[1]。储层中黏土、碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐等敏感性矿物与外来流体接触，造成储层中黏土矿物水化膨胀、微粒迁移或产生沉淀并堵塞孔道导致储层渗流能力及产能下降[2]。储层敏感性研究是为了防止开发生产过程中各种敏感性的发生[3]，更好的保护油气储层。本文以西峰油田白马中区为研究对象，对其敏感性特征进行评价，提出储层保护措施，提高油田采收率。

1 储层岩性特征

已有岩石薄片分析结果表明，研究区储层主要为黑色、灰黑色细-中粒岩屑长石砂岩，少量为长石质岩屑砂岩。石英、长石和岩屑的平均含量分别为28.39%（范围 16%～38%）、32.25%（10%～47.5%）、24.00%（4.26%～37%）。岩屑含量高且含量差异较大，以火成岩和变质岩屑为主，两者所占比例为95%。

黏土矿物主要为伊利石和绿泥石，次为高岭石和伊/蒙混层，平均含量分别为：伊利石10.3%、绿泥石8.3%、高岭石5.1%，伊/蒙混层2.1%。储层孔隙类型以粒间孔为主，次为溶孔。溶孔主要为长石、岩屑溶孔，孔隙组合以溶孔～粒间孔为主，面孔率为5.1%；粒间孔含量3.9%、占总面孔率的75.9%，粒内溶孔含量1.1%、占总面孔率的22.1%。储层具有最大孔喉半径小（1.63 μm），中值半径小（0.21 μm），排驱压力高（0.62 MPa）的特点。喉道分选系数2.47，变异系数0.23，分选较差；最大进汞量80.1%，退汞效率平均为27.3%。表明，储层以中孔中细喉和小孔细喉型为主，并可见少量大孔中细喉型，喉道分选较差[4]。

2 储层敏感性分析

2.1 速敏实验结果

本次实验分别选取研究区长8储层三口井三块岩心进行室内实验。由实验结果看出，西峰研究区长8储层临界流量在0.25 mL/min～3.0 mL/min，平均1.6 mL/min，临界流速在14.5 m/d～102.0 m/d，平均58.2 m/d。速敏引起的伤害率在19.8%～37.1%，平均27.6%，属弱速敏。

2.2 速敏伤害机理分析

研究区储层中虽存在能引起流速性敏感的非黏土性敏感矿物石英与长石，但该储层岩石的粒度分选和胶结物胶结程度都相对较好，故不易引起地层微粒运移。且黏土矿物中易于引起速敏效应的伊利石和高岭石相对含量分别仅占10.3%与5.1%，伊利石，高岭石的运移并不强，因此储层表现为弱速敏性。

2.3 水敏及盐敏实验结果

图1 西峰油田白马中区长8油层水敏及盐敏实验结果

选取研究区长8储层两块岩心进行水敏及盐敏伤害实验，实验结果（见图1）。从实验结果可见，当注入水的矿化度由3 084.4 mg/L降低到0时，岩样渗透率大幅度降低，研究区长8储层水敏伤害率为48.9%～86.8%，平均67.9%。水敏程度中偏弱～强，平均为中偏强。

2.4 水敏及盐敏伤害机理分析

伊/蒙混层矿物为研究区储层中典型的水敏性黏土矿物。且伊/蒙混层（2.1%）主要呈片状薄膜附着于碎屑颗粒表面，当矿化度较低的外来流体进入岩石孔隙时，伊/蒙混层的晶层吸附大量水分子，发生水敏膨胀。此外，高岭石、伊利石等黏土矿物，在与水接触时，使原有的絮凝平衡发生破坏，产生的黏土颗粒碎片，在以中孔中细喉和小孔细喉型为主，喉道分选较差的岩石孔隙运移过程中易堵塞渗流通道，前面分析研究区长8区储层注入水矿化度1 000 mg/L左右，注入水矿化度小于临界矿化度，可以判断注入水对长8储层有盐敏伤害[5]，因此形成水敏及盐敏伤害。

2.5 酸敏实验结果

本次实验分别选取研究区长8储层两口井各一块岩心，进行盐酸酸敏与土酸酸敏实验，实验结果（见图2）。酸敏实验结果表明，研究区长8储层遇盐酸和土酸后，1号岩心与2号岩心的酸敏损害率分别为33.5%与21.8%，渗透率均下降。

2.6 酸敏伤害机理分析

研究区储层酸敏性矿物绿泥石、铁方解石、铁泥质、灰泥质等矿物的含铁含铝量较高，在储层中分布具有极强非均质性特征。储层孔隙中存在的含铁含铝矿物，在酸化过程中分解成二价的亚铁离子、亚铝离子，进入地层水后，在氧化条件下形成Fe（OH）3、Al（OH）3等沉淀，且铁泥质、灰泥质等杂基泥质，在酸化过程中溶解了杂基泥质中的灰泥，解放出大量游离泥质，由于沉淀和泥质杂基的运移和沉淀，堵塞孔隙喉道，导致储层渗透率下降，造成酸敏伤害。

2.7 碱敏实验结果

分别选取研究区长8储层3口井的3块岩心，室内进行了碱敏实验，碱敏实验结果表明，随着pH的增加，研究区长8储层3块岩心渗透率变化均不大，碱敏损害率为9.8%～19.9%，平均13.1%，属于弱碱敏。

2.8 碱敏伤害机理分析

研究区储层中的硅酸盐矿物（长石类矿物）和氧化硅矿物（石英类矿物）等，在碱性环境下可能生成沉积物。在强碱性环境黏土矿物将产生新的硅酸盐沉淀物和硅凝胶体堵塞孔喉。但研究区储层不含蒙脱石，且高岭石含量相对较少，总体形成的硅酸盐沉淀物和硅凝胶体较少，所以该储层的岩心表现为弱碱敏性。

2.9 应力敏实验结果

分别选取研究区中长8储层两口井的两块岩心室内进行应力敏感性实验，实验结果（见图3）。从实验结果可以看出，随着储层岩样围压逐渐增加，岩样渗透率下降，围压逐步减小，岩样渗透率有一定恢复，但没有恢复到原始渗透率值，两块岩样的不可逆损害率分别是54.6%，11.2%，不可逆伤害程度[6]为弱～中等偏强。

2.10 应力敏伤害机理分析

岩石渗透率、黏土矿物含量及孔隙类型是影响应力敏感性评价结果的主要依据，围压的增加导致岩石的平均孔喉半径减小，由于岩石的渗透率与平均孔喉半径呈正相关，因此，导致岩石渗透率呈下降趋势。且研究区储层黏土类矿物在外力作用下，容易变形或破碎，产生微粒运移而堵塞孔隙和喉道，使储层渗透率明显降低。这是研究区储层存在应力敏感伤害的原因。

3 结论

图2 西峰油田白马中区长8储层酸敏实验结果

研究区储层主要为黑色、灰黑色细-中粒岩屑长石砂岩，少量为长石质岩屑砂岩。黏土矿物主要为伊利石和绿泥石，次为高岭石和伊/蒙混层。通过对研究区长8储层敏感性室内评价实验，结果表明储层表现为弱速敏、中等-强水敏、中等盐敏、中偏弱-中偏强酸敏、弱碱敏、弱-中等应力敏感。引起储层伤害的各类敏感性机理具体分析如下：

图3 西峰油田白马中区长8储层岩样覆压实验结果图

（1）岩石的粒度分选和胶结物胶结程度都相对较好。且黏土矿物中易于引起速敏效应的伊利石和高岭石相对含量低，运移并不强，故储层表现为弱速敏性。

（2）伊/蒙混层矿物为研究区储层中典型的水敏性黏土矿物。且高岭石、伊利石等黏土矿物，与水接触时，絮凝平衡发生破坏，产生的黏土颗粒碎片，在运移过程中易堵塞渗流通道，造成水敏，盐敏伤害。

（3）酸敏性矿物绿泥石、铁方解石、铁泥质、灰泥质等矿物，在储层中分布具有极强非均质性特征，在酸化过程中分解成游离态离子，在氧化条件下形成沉淀，运移过程中堵塞孔隙喉道，导致储层渗透率下降，造成酸敏伤害。

（4）研究区储层不含蒙脱石，且高岭石含量相对较少，总体形成的硅酸盐沉淀物和硅凝胶体较少，所以该储层的岩心表现为弱碱敏性。

（5）围压的加多致使岩石平均孔喉半径缩小，造成了岩石渗透率下降。储层黏土类矿物在外力作用下，容易变形或碎裂，微粒运移过程中易堵塞孔隙和喉道，使储层渗透率明显下降。