恩平24－2油田珠江组储层敏感性研究

胡友林 （长江大学石油工程学院，湖北荆州434023）

岳前升 （长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州434023）

刘书杰，朱 磊，王 珊 （中海油研究总院，北京100027）

恩平24－2油田珠江组储层敏感性研究

胡友林 （长江大学石油工程学院，湖北荆州434023）

岳前升 （长江大学化学与环境工程学院，湖北荆州434023）

刘书杰，朱 磊，王 珊 （中海油研究总院，北京100027）

珠江组储层是恩平24－2油田主力油层之一。根据SY／T5358－2010《储层敏感性实验评价方法》，试验研究了储层流速敏感性、水敏感性、盐度敏感性、酸敏感性、碱敏感性和应力敏感性。研究结果表明，储层速敏程度中等偏强、水敏程度中等偏强、碱敏程度中等偏强、应力敏程度中等偏强，对盐酸和土酸均没有表现酸敏性，储层临界流速为0．75ml／min，临界矿化度为31725～52875mg／L，临界pH值为9，临界应力为3．5MPa。并从储集层中粘土矿物类型、产状、相对含量以及储集层孔喉的发育特征等方面进行了敏感性伤害机理分析，为现场制定开发方案提供了相关理论依据。

恩平24－2油田；珠江组；储层；敏感性评价；损害程度

当储层与外来流体接触时，储层与外来流体发生各种物化作用，造成储层中的粘土矿物水化膨胀、微粒迁移或产生沉淀并堵塞孔道从而使储层孔隙结构和渗透性发生变化。珠江组储层是恩平24－2油田主力油层之一，根据SY／T5358－2010《储层敏感性实验评价方法》对恩平24－2油田珠江组储层岩心进行了敏感性评价试验研究和敏感性损害机理分析［1］，研究了恩平24－2油田珠江组储层潜在的损害因素和损害程度，为现场制定储层保护措施提供了依据。

1 储层基本特征

恩平24－2油田位于中国南海珠江口盆地北部坳陷带，珠一坳陷西缘的恩平凹陷南部，南邻番禺低隆起，所在海域水深92～94m。

1．1 储层岩性

恩平24－2油田储层岩性主要为细－中粒长石岩屑、长石石英砂岩。砂岩成分主要为石英，其次为岩屑、长石，少量云母。胶结类型以孔隙式胶结为主，胶结物含量0．5%～25%，以泥质胶结为主，泥晶结构菱铁矿其次，局部方解石、铁方解石胶结严重，个别样品有铁白云石黄铁矿和少量石英加大、自生粘土胶结物。粒径0．13～0．7mm，风化程度以中度为主，少量浅－中，分选中等，次棱－次圆状，点接触为主。

1．2 粘土矿物特征

根据X－衍射粘土矿物分析，恩平24－2油田珠江组储层粘土矿物含量相对较低（一般小于5%）。粘土矿物成分主要为高岭石，其次为伊／蒙混层、伊利石，同时见少量绿泥石。根据SEM分析，颗粒间或颗粒表面分布呈蠕虫状或书页状高岭石，呈丝状、不规则状伊利石，呈粒状、细粒状黄铁矿以及粒状、泥晶结构菱铁矿。

1．3 孔隙结构特征

恩平24－2油田储集空间类型为孔隙型，孔隙类型主要为粒间孔，部分粒内和粒间溶孔，少量微孔（自生粘土及少量颗粒内溶蚀而成）、铸模孔、生物体腔孔等；砂岩储层一般面孔率10．3%～31%，平均面孔率17%；储层孔隙发育，孔隙连通性较好；储层孔隙基本上分选中等，粗－略粗歪度；排驱压力（0．013～0．101MPa）和中值压力（0．041～2．314MPa）较低；最大孔喉半径7．31～55．72μm，样品均为大于2．5μm的粗孔喉。

1．4 储层物性

恩平24－2油田储层属于辫状河三角洲平原－前三角洲沉积，储层物性较好。珠江组上段发育14套油层，储层厚度1．5～12．8m，油层有效厚度0．7～3．3m；孔隙度14．4%～23．8%，平均19．7%；渗透率（26．7～1296．9）×10－3μm2，平均447．2×10－3μm2，表现为低－中孔、低－高渗特点。珠江组下段发育12套油层，储层厚度2．7～22．2m，油层有效厚度2．1～7．0m；孔隙度18．1%～26．3%，平均23．2%；渗透率（415．7～1762．6）×10－3μm2，平均1099．3×10－3μm2；多数油层表现为中－高孔、中－特高渗特点。

2 储层敏感性试验研究

选取恩平24－2油田珠江组储层岩心进行系统的储层敏感性试验。试验方法和敏感性损害程度根据SY／T5358－2010《储层敏感性实验评价方法》进行。

2．1 流速敏感性分析

流速敏感性试验是研究储层的流速敏感性程度以及引起渗透率明显下降时的流体流动速度（即临界流速），同时为其他流动试验选择合理的注入速度，为油田实际开发中确定合理的采出和注入速度提供依据。恩平24－2油田珠江组储层速敏试验结果见表1。由表1可知，恩平24－2油田珠江组储层临界流速为0．75ml／min，速度敏感程度为中等偏强。主要是因为储层中含有高岭石、伊利石等易产生速敏的粘土矿物和易产生速敏的各种非粘土矿物如石英、长石等，而且结构不紧密，易发生微粒运移而堵塞孔喉。在试验过程中岩心的渗透率随流速增大而增大主要是因为岩心孔喉粗大，当发生运移的微粒不足以堵塞孔喉时随流体一起被排出。在实际生产中，适当地控制产量和注水速度有利于保护油层。

表1 恩平24－2油田珠江组储层岩心速敏评价试验结果

2．2 水敏感性分析

在钻井、完井及其他作业中，由于各种工作液与地层水的不配伍性，有可能造成储层损害［2］。水敏性试验是测定模拟地层水、1／2模拟地层水和蒸馏水通过岩样的渗透率。在流速敏感性分析结果的基础上，水敏（盐敏、酸敏、碱敏、应力敏感性）试验流体的流速均为0．50ml／min。恩平24－2油田珠江组储层水敏试验结果见表2。由表2可知，恩平24－2油田珠江组储层水敏程度为中等偏强。主要是因为储层中的粘土矿物含有一定量的伊／蒙混层，外来流体进入储层后引起储层中粘土矿物水化膨胀、分散、运移堵塞喉道，对储层造成一定的损害。

表2 恩平24－2油田珠江组储层岩心水敏评价试验结果

2．3 盐度敏感性分析

盐度敏感性是指不同矿化度的工作液进入储层后引起粘土膨胀或分散、运移，储层岩石渗透率发生变化的现象［1］。高于地层水矿化度的工作液滤液进入储层后，可能造成粘土矿物收缩、失稳、脱落，堵塞孔隙喉道；低于地层水矿化度的工作液滤液进入储层后，可能引起油层中粘土矿物的膨胀和分散，缩小或堵塞储层孔隙空间和喉道，降低渗透率［3］。盐度敏感性试验是研究储层岩石在接触不同矿化度流体时渗透率的变化规律，为各类工作液的设计提供依据。恩平24－2油田珠江组储层盐度升高和降低时的盐敏试验结果分别见表3和表4。盐度升高时恩平24－2油田珠江组储层损害率为16．67%～50．00%，临界矿化度为52875mg／L，高于地层水矿化度的入井液降低渗透率，主要是因为高矿化度的流体压缩粘土颗粒扩散双电层厚度，造成颗粒失稳、脱落，堵塞孔隙喉道；盐度降低时恩平24－2油田珠江组储层损害率为6．25%～55．00%，临界矿化度为31725mg／L，低于地层水矿化度的入井液降低渗透率，主要是因为低于地层水矿化度的流体与储层中粘土矿物接触后，造成储层中粘土矿物水化膨胀、分散、运移堵塞喉道。因此恩平24－2油田珠江组储层外来流体合理的矿化度范围为31725～52875mg／L。

表3 恩平24－2油田珠江组储层7＃岩心盐敏评价试验结果（盐度升高）

表4 恩平24－2油田珠江组储层8＃岩心盐敏评价试验结果（盐度降低）

2．4 酸敏感性分析

酸液进入油层后，一方面改善油层的渗透率，另一方面会与油层中的矿物及地层流体反应产生化学沉淀或凝胶和破坏岩石原有结构，产生或加剧流速敏感性。酸敏感性试验是研究酸液是否会对储层造成伤害以及伤害的程度，寻求更为合理、有效的酸液配方和酸化处理方法。恩平24－2油田珠江组储层盐酸酸敏和土酸酸敏试验结果见表5。恩平24－2油田珠江组储层酸敏为无，恩平24－2油田珠江组储层属于可酸化地层。造成酸敏损害的主要原因是恩平24－2油田珠江组储层含有少量绿泥石、呈粒状、细粒状黄铁矿以及粒状、泥晶结构菱铁矿等酸敏矿物，易形成铁的氢氧化物沉淀，堵塞孔隙喉道，降低酸化效果。

2．5 碱敏感性分析

高pH值流体进入储层后，一方面破坏储层中粘土矿物和硅质胶结的结构，主要表现为粘土矿物解离和胶结物溶解后释放微粒，从而造成堵塞孔隙喉道；另一方面大量的氢氧根与某些二价阳离子形成氢氧化物沉淀，堵塞孔隙喉道［2］。碱敏试验是研究碱敏发生的条件（主要是临界pH值）以及损害程度，为各类工作液的设计提供依据。恩平24－2油田珠江组储层碱敏试验结果见表6。恩平24－2油田珠江组储层碱敏为中等偏强，临界pH值为9。恩平24－2油田珠江组储层岩性主要为细－中粒长石岩屑、长石石英砂岩，易与碱液发生碱敏反应；恩平24－2油田珠江组储层粘土矿物成分主要为高岭石，高岭石易与碱发生反应，碱对高岭石的溶蚀产生新的矿物堵塞孔隙喉道［3］；恩平24－2油田珠江组储层粘土矿物在碱液的作用下，发生离子交换，Ca蒙脱石转换为Na蒙脱石，粘土水敏性增强［4］。

表5 恩平24－2油田珠江组储层酸敏评价试验结果

表6 恩平24－2油田珠江组储层碱敏评价试验结果

2．6 应力敏感性分析

在油气藏的开采过程中，随着储层内部流体的产出，储层孔隙压力降低，储层岩石原有的受力平衡状态发生改变。应力敏感性评价试验是在施加一定的有效应力时，研究岩样的物性参数随应力变化而改变的性质和应力敏感产生的损害程度。反映了岩石孔隙几何学及裂缝壁面形态对应力变化的响应，从而为确定合理的生产压差和油层保护技术措施提供依据［5］。恩平24－2油田珠江组储层应力敏感试验结果见图1。恩平24－2油田珠江组储层应力敏感性程度为中等偏强，临界应力3．5MPa，发生应力敏感损害后，释放应力渗透率不能恢复，应力敏感损害是不可逆的。主要是因为恩平24－2油田珠江组储层岩性较为疏松，孔隙发育，承受的围压增大到一定程度后，压缩孔隙吼道，降低渗透率。在钻、完井过程中应尽量降低压差和压力激动，降低应力敏感性造成的储层伤害；在采油作业中，应确定合理的开采速度和生产压差。

图1 岩心应力敏感性试验结果

3 结论及建议

1）恩平24－2油田珠江组储层物性较好，粘土矿物含量相对较低，粘土矿物成分主要为高岭石，其次为伊／蒙混层、伊利石，同时见少量绿泥石。

2）储层速敏程度中等偏强、水敏程度中等偏强、碱敏程度中等偏强、应力敏感程度中等偏强，对盐酸和土酸均没有表现出酸敏性。储层临界流速为0．75ml／min，临界矿化度为31725～52875mg／L，临界pH值为9，临界应力为3．5MPa。

3）实际生产中，应确定合理的开采速度和生产压差，入井流体应注意防膨性和控制pH值。

［1］SY／T5358－2010，储层敏感性实验评价方法［S］．

［2］王尤富．渤中25－油田储层敏感性试验研究［J］．石油天然气学报，2009，31（2）：104～106．

［3］熊生春，刘卫东，杨烨，等．高岭石与碱性驱替剂反应实验研究［J］．西南石油大学学报（自然科学版），2009，31（3）：130～133．

［4］欧阳传湘，邓志颖，张伟．轮古7井区三叠系砂岩储层黏土矿物特征及敏感性损害研究［J］．岩性油气藏，2011，23（5）：111～114．

［5］罗东红，唐海雄，熊友明，等．南海流花11－礁灰岩油田储层敏感性评价［J］．中国海上油气，2007，19（5）：315～318．

［编辑］ 萧 雨

TE311

A

1000－9752（2012）06－0119－04

2012－02－05

胡友林（1978－），男，2002年江汉石油学院毕业，硕士，讲师，现主要从事钻井液与完井液的教学与科研工作。