鄂尔多斯盆地中部Z井区长4+5储层敏感性分析

陈兵兵 武富礼 袁 珍 李爱荣

(1. 西安石油大学 地球科学与工程学院， 西安 710065；2. 陕西省油气成藏地质学重点实验室， 西安 710065)

0 前 言

油田勘探开发是一个连续的过程，如果油藏原始物理化学平衡状态在工作中被破坏，就会影响油田的开发效果和采收率[1]。油气储层破坏的实质是，储层与外来液体及其携带的固体颗粒不相匹配而使储层渗透率降低，最终导致油气产量降低[1]。Z井区位于鄂尔多斯盆地中部(简称“鄂中”)，其含油层段位于上三叠统延长组，有多种含油组合。近年来，由于对井区储层敏感性损害的认识不够深入，因此在勘探开发过程中对储层造成了一些伤害[2]。为了减少开发中的储层伤害，本次研究将针对Z井区长4+5储层进行敏感性分析，评价储层的破坏程度。

1 区域地质概况

鄂尔多斯盆地延长组主要为河流三角洲相沉积体系，其中长4+5期湖盆以浅湖为主。由于沉积速率高于局部地区，湖盆在小范围内经历了短暂的湖平面波动(湖进)，湖泊面积在短时间内扩大，三角洲形成过程趋缓，沉积中的泥岩含量增加[3]。

研究区位于鄂中，为一平缓的西倾单斜构造，地层倾角小于1°，内部构造简单，局部发育部分低幅度鼻状隆起(见图1)[4]。研究区长4+5储层为三角洲平原沉积环境，分流河道砂体为研究区的主要骨架砂体，砂体沿河道方向呈条带状或连片状分布，连通性较好。

2 储层基本特征

2.1 岩石学特征

从研究区长4+5油层组采集30块样品，委托西安阿伯塔资环分析测试技术有限公司对其进行铸体薄片鉴定分析。实验检测环境为温度25 ℃、湿度(RH)52%，检测所用偏光显微镜为59XC-PC，岩石薄片鉴定检测的执行标准为《岩石薄片鉴定》(SY/T 5368 — 2016)。

薄片鉴定结果显示，砂岩类型以长石砂岩为主，另有少量岩屑长石砂岩。其中，长石占比约57%，石英占比约34%，岩屑占比约1.7%，岩屑类型以变质岩岩屑为主。此外，填隙物的含量较低(平均6.79%左右)，且以胶结物为主，其成分又以方解石为主，含少量绿泥石。

2.2 孔隙结构与物性特征

对铸体薄片的孔隙与特性特征进行实验分析，实验检测环境为温度25 ℃、湿度(RH)52%。孔隙空间被染色的树脂或液态胶所灌注，便于镜下直接观察。岩石薄片鉴定的执行标准仍为《岩石薄片鉴定》(SY/T 5368 — 2016)。

图1 研究区构造位置示意图

薄片鉴定结果显示，长4+5油层组砂岩整体较致密，局部孔隙发育良好。其面孔率主要分布于0.15%～10.25%，平均面孔率为4.89%。 孔隙类型主要为粒间孔和次生溶孔(见图2)：粒间孔发育最为充分，且连通性好，是研究区长4+5油层组的主要储集空间；次生溶孔主要为长石溶孔(平均0.45%)，可见少量岩屑溶孔(平均0.16%)等。溶蚀孔的发育增加了孔隙的连通性，从而改善了储层质量，对储层物性具有较大贡献[5]。

研究区长4+5储层的孔径为8.63～108.37 μm(平均值为52.82 μm)，喉道直径为2.85～10.53 μm(平均值为6.13 μm)。根据鄂尔多斯盆地中生界储层孔隙喉道分级标准，确定本区储层孔喉组合类型以小 — 中孔粗喉型为主。

通过物性分析可知：长4+5油层组孔隙度为1.68%～19.99%，平均值为12.03%；渗透率为(0.01～3.19)×10-3μm2，平均0.73×10-3μm2；平均含油饱和度为42.92%；平均含水饱和度为55.77%。因此，认为研究区长4+5储层属于低孔、特低渗储层。

图2 研究区长4+5储层溶蚀粒间孔镜下照片

3 储层敏感性评价

储层敏感性主要包括速敏性、水敏性、酸敏性、碱敏性和盐敏性。在油气田开发过程中，外来流体的相互作用和地层压力变化会损害储层敏感性，使储层孔喉结构被破坏、物性恶化，进而影响油田开发效果[5]。在此，通过实验对Z井区长4+5储层的敏感性进行评价，以明确其敏感性特征。

3.1 速敏性

速敏性，指因流体的速度变化而引起微粒运移、堵塞喉道，导致储层渗透率下降的现象[6]。对取自研究区长4+5储层的4组实验样品作了速敏性实验分析，结果显示其速敏指数为40.93%～62.97%，平均为47.97%。研究区长4+5储层速敏性实验数据如表1所示。根据储层速敏性评价标准，确认该储层整体上具有中等偏弱 — 中等偏强速敏性，最大临界流速为0.25 mL/min。当注水速度超过最大临界流速时，将会加大对储层的损害。因此，注水速度应小于临界注水速度，以减弱储层的水敏性。

表1 研究区长4+5储层速敏性实验数据

在原始地层状态下，岩石中具有潜在敏感性的矿物保持平衡状态。当矿化度低的流体或外来淡水进入地层后[7]，周围环境的变化会使这些流体变得极不稳定，从而发生水化、膨胀、分散及迁移，导致孔喉堵塞、地层渗透率下降。对取自研究区长4+5储层的4组实验样品作了水敏性实验分析，结果显示其水敏指数为46.69%～56.24%，平均为50.37%。研究区长4+5储层水敏实验数据如表2所示。 根据水敏性评价标准，确认长4+5储层整体上具有中等偏弱 — 中等偏强水敏性。

表2 研究区长4+5储层水敏性实验数据

3.3 盐敏性

当矿化度不同的外来流体进入地层后，随着周围环境的变化与储层中的黏土矿物发生反应，导致其体积增大而发生堵塞，造成储层损害[8-9]。发生盐敏的临界矿化度越高，储层的盐敏性就越强。对取自研究区长4+5储层的4块样品作了盐敏性实验分析，结果显示其盐敏指数为43.10%～53.59%，平均为47.70%。研究区长4+5储层盐敏性实验评价数据如表3所示。根据盐敏性评价标准，研究区长4+5储层整体上具有中等偏弱 — 中等偏强盐敏性，临界盐度为82 500 mg/L。在注水开发过程中，应确保临界矿化度值低于注水的矿化度，否则将会损害储层，致使储层渗透率降低。

表3 研究区长4+5储层盐敏性实验评价

黏土矿物与进入储层的酸性溶液发生反应而使储层孔隙喉道堵塞[10-11]，导致储层渗透率降低。如果储层存在酸溶性堵塞[12-13]，注入工作液不仅能溶解一些岩石矿物、去除酸溶性堵塞，而且能扩大储层通道、提高储层渗透率。对取自研究区长4+5储层的4块实验样品作了酸敏性分析，结果显示其酸敏指数为24.35%～49.16%，平均为33.06%。研究区长4+5储层酸敏性评价实验数据如表4所示。根据酸敏性评价标准，研究区长4+5储层整体上具有弱 — 中等偏弱酸敏性。

表4 研究区长4+5储层酸敏性评价实验数据

黏土矿物与碱液之间发生反应后形成沉淀，从而堵塞孔隙运移喉道，造成碱敏性损害[12-14]。对取自研究区长4+5储层的4块样品作了碱敏性分析，结果显示其碱敏指数为45.21%～51.79%，平均为47.90%。根据碱敏性评价标准，研究区长4+5储层整体上具有中等偏弱 — 中等偏强碱敏性。研究区长4+5储层碱敏性评价实验数据如表5所示。碱液的pH值变化对渗透率有一定影响，当碱液的pH值增大时，渗透率明显降低。在油田勘探开发过程中，射孔液、压井液、钻井泥浆液等工作液均为碱性液体[13-14]。这些碱性工作液进入储层中，与矿物、流体发生作用，从而引起储层渗透性下降，因此需进一步明确其临界pH值。

表5 研究区长4+5储层碱敏性评价实验数据

4 结 语

通过孔隙结构分析、铸体薄片鉴定、X-全岩衍射、岩心敏感性实验，对鄂中Z井区长4+5储层的敏感性作了研究。

研究区长4+5储层属于低孔、特低渗储层，主要含长石砂岩和少量岩屑长石砂岩，孔隙类型主要为粒间孔和粒间溶孔。其中：孔隙度为1.68%～19.99%，平均为12.03%；渗透率为(0.01～3.19)×10-3μm2，平均为0.73×10-3μm2。该储层的敏感性表现为中等偏弱 — 中等偏强速敏性、中等偏弱 — 中等偏强水敏性、中等偏弱 — 中等偏强盐敏性、弱 — 中等偏弱酸敏性、中等偏弱 — 中等偏强碱敏性。