（石油与天然气工程专业论文）渤南油田作业后含水上升机理分析及控制措施实验研究.pdf

渤南油田作业后含水上升机理分析及控制措施实验研究 王金亮( 石油与天然气工程) 指导教师：陈德春( 副教授) 阚淑华( 高工) 摘要 渤南油田进入中高含水丌发阶段后，含水上升，产液量、产油量下降， 注水井吸水能力下降。由于井深、地层高温、高压、低渗，油层工艺措施适 应性差，油阳产量不断下降。特别是酸化及洗井作业后，油井含水上升或不 出油，影响渤南油阳丌发效果。论文结合渤南油田油藏地质、油藏工程和生 产动态资料，采用理论分析与室内实验相结合的方法开展该研究。在对渤南 油阳五、六区非均质性和储层敏感性评价的基础上，研究低渗透油嗣的相渗 规律及含水变化规律，分析了渤南油f f i 作业后含水上升原因，实验研究了作 业后含水上升控制措施。从酸液体系选择和酸液添加剂合理使用两方面实验 研究了控制酸化后含水上升、提高酸化增油效果的措施；研究了控制入井液 固相物质含量、用水基泡沫或油基洗井液减少入侵水污染油层以及以加入添 加剂的污水作为入井液降低油层损害程度等措施，控制了压井与洗井后含水 的上升。研究对低渗透油用控制作业后含水上升、保证油用稳产具有重要的 理论指导意义。 关键词：渤南油田，低渗透，控制措施，实验研究 m e c h a n i s m a n a l y s i so ft h er i s i n gw a t e r c u ta f t e rt h e o p e r a t i o na n de x p e r i m e n t a ls t u d y o fc o n t r o lt e c h n o l o g y i nb o n a n0 i l 行e l d w a n gj i n - l i a n g ( o i la n d n a t u r a lg a se n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yv i c e p r o f e s s o rc h e nd e - e h u na n ds e n i o rt e c h n o l o g i s tk a ns h u - h u a a b s t r a c t b o n a no i l f l e l di sam e d i u m t f i i g hw a t e rc u to i l f i e l d ，o fw h i c hw a t e rc u tr i s e s u p ，l i q u i da n do i lp r o d u c i n gc a p a c i t yd e s c e n d ，w a t e ra b s o r b i n gc a p a c i t yf a l l s t h e d e v e l o p m e n te f f e c to fb o n a no i l f i e l d i sa f f e c t e db ym a n yf a c t o r ss u c ha sh i g h w e l ld e p t h ，h i 曲t e m p e r a t u r eo ft h ef o r m a t i o n , h i g hp r e s s u r e ，l o wp e r m e a b l e s u b l a y e r , b a da d a p t i v e n e s so ft h er e s e r v o i rt e c h n o l o g i cm e a s u r e s ，e s p e c i a l l yb y t h er i s i n gw a t e rc u to f o i lw e l la f t e ra c i d i z i n ga n dc l e a n i n go u to p e r a t i o n s u s i n g t h e o r e t i c a la n a l y s i sa n di n h o u s ee x p e r i m e n ta p p r o a c h e sw h i c hu n i t er e s e r v i o r g e o l o g i cc o n d i t i o no fb o n a no i l f i e l d b 懿e do na n a l y s i n gt h ea e o l o t r o p ya n dt h e s e n s i t i v i t yo fr e s e r v o i rf o rt h ef i f t ha n ds i x t hd i v i s i o no fb o n a no i lf i e l d t h e p e n e t r a t i o nl a wo fo i l w a t e ra n dt h ev a r i a n c el a wo fw a t e rc u tf o rl o wp e r m e a b l e s u b l a y e ro i lf i e l dw a ss t u d i e d ，a n dt h em a i nc a u s eo ft h er i s i n gw a t e rc u ta f t e r o p e r a t i o nw a sa n a l y s e d t h ee x p e r i m e n tf o rf i n d i n gc o n t r o lt e c h n o l o g yo ft h e r i s i n gw a t e r c u ta f t e rt h eo p e r a t i o nw a sr u n n e d t h et r e a t i n g sw h i c hu s et oc o n t r o l t h er i s i n go fw a t e rc u ta f t e ra c i d i z i n ga n dt or a i s et h eo i lp r o d u c t i o no fa c i d i z i n g b yc h o o s i n gf i t t i n ga c i d i z i n gf l u i ds y s t e ma n du s i n ge f f e c t i v ea c i da d d i t i v eb y m e a n so fe x p e r i m e n tw e r er e s e a r c h e d a n dt h em e t h o dt oc o n t r o lt h er i s i n gw a t e r c u ta f t e rk i l l i n gw e l la n de l e a n n i n go u to p e r a t i o nb yc o n t r o l l i n gs o l i dm a t t e r c o n t e n to ft h ee n t e r i n gw e l lf l u i d ，u s i n gw a t e rb a s e df o a mo ro i lb a s e df o a mt o d e c r e a s et h ep o l l u t i o no f r e s e r v o i rb yt h ee n t e r i n gw e l lw a t e ra n du s i n gb a c k w a t e r ；i i j o i n e dw i t ha d d i t i v et od e c r e a s et h ee x t e n to fd a m a g eo fr e s e l w o i r ma l s o s t u d i e d t h er e s e a r c hh a si m p o r t a n t t h e o r yg u i d i n gv a l u ef o re o n t r o l l i n gt h er i s i n g w a t e rc u tf o rl o wp e r m e a b l e s u b l a y e ro i l f i e l da l t e ro p e r a t i o n , a n dc a nf u l f i l lt h e r e q u i r e m e mo fs t a b l yy i e l d i n gp r o d u c t i o nf o r t h eo i l f i e l d k e yw o r d s ：b o n a no i l f i e l d ，l o wp e r m e a b l es u b l a y e r , c o n t r o lo p e r a t i o n ，e x p e n m e n 诅ls t u d y 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及 取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外， 论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中 国石油大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表 示了谢意。 签名：p c ! ； 年y 月同 关于论文使用授权的说明 本人完全了解中国石油大学有关保留、使用学位论文的规定，即： 学校有权保留送交论文的复印件及电子版，允许论文被查阅和借阅；学 校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手 段保存论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 学生签名： 导师签名： 皇主：差。 刍鳓舞y 月h 同 哆年y 月踟r 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 第1 章前言 1 1 渤南油田概况 渤南油田位于山东省东营市河口区，构造上位于济阳坳陷沾化凹陷东北 部的渤南洼陷内。北以埕南断层为界，与埕东油田相邻，南面隔罗家油田与 陈家庄凸起相邻，东靠孤岛凸起，西连沾化洼陷。如图l l 所示。 图1 - 1 渤南油田位置图 渤南油田按断层系统和油水关系划分为十一个区、三十二个断块。渤南 洼陷的基底为中生晃和古生界，厚逾几千米。洼陷内的第三系沉积厚度也达 到几千米，自下而上有：古新统、始新统的孔店组和沙河街组四段：渐新统 的沙三段、沙二段、沙一段和东营组；中新统的馆陶组；上新统的明化镇组。 该油田是一个低渗透、低粘度、低饱和、断块封闭、天然能量不足的受构造 控制的岩性油藏，具有含油层系多、主力单层厚度大、平面上叠合连片、原 l 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 油性质好、埋藏深，渗透性差、自然能量和吸水能力低等特点。 渤南油田五六区位于渤南油田的南部，在构造上属于渤南洼陷的缓坡断 阶带，其南北被三条北倾断层切割，东西两侧受岩性控制，构造南高北低， 砂体顶面埋深3 2 0 5 3 3 7 9 m 。主要含油层系为渐新统沙三段，其地质储量占 全油田储量的8 0 以上；其岩性为深湖至浅湖相的泥岩、油页岩夹多层成因 不同的含砾砂岩、砂岩，含油层系总厚度4 5 0 1 2 0 0 m 。储集层以大的砂体 为主，油层单层厚度大，一般为5 2 0 m ；岩性主要是一些分选性差的粉细 砂岩，储油物性差，详细情况见表1 1 。 表1 1 渤南油田分区油层物性参数表 渗透率孔隙地下原原油含胶质沥矿化度油层油层 ( 1 0 。i n n 2 )度油粘度蜡量 青质 ( m g l ) 温度水型 区块 ( )( m p a s )( )( )( o c ) 一区2 2 02 3 43 9 81 9 12 6 31 7 0 0 01 2 0n a h c 0 1 三区4 2 61 6 7o 71 9 21 61 4 4 3 l1 2 5n a h c 0 3 四区 2 81 6 5 0 7 52 1 6|9 1 3 8 1 2 0 n a h c 0 3 五区 4 3 91 7 1o 8 02 5|1 2 6 7 01 2 0 n a h c 0 3 六区 7 4 12 0 8o 8 62 5 31 51 0 1 2 51 2 0 n a h c 0 3 1 2 研究目的及意义 渤南油田1 9 8 7 年投入全面开发，1 9 8 9 年产油量达到最高峰，年产油 1 8 6 8 x 1 0 4 t 。自1 9 9 1 年以来，各块相继进入中高含水开发阶段，稀油低渗油 田的开发特征表现明显：含水上升，产液量、产油量下降，注水井吸水能力 下降。同时，由于井深( 驾2 0 0 m ) ，地层高温( 1 2 5 1 4 5 ) 、高压( 3 2 m p a ) 、 低渗( - 1 0 1 0 。u m 2 ) ，油层工艺措施适应性差，油田产量不断下降。 主要问题如下： ( 1 ) 压井、洗井作业后，油井含水上升或不出油。 2 中国石油大学( 华东) 工程硕七学位论文第1 章前言 ( 2 ) 油井酸化后含水上升，长时间不能恢复原来水平。 ( 3 ) 岩石的润湿性及中高含水期的油井渗流机理不清，上述现象无法解 释。 ( 4 ) 针对作业后含水上升问题，缺乏相应的对策。 针对上述存在问题，开展低渗透油田岩石非均值程度分析、中高含水期 的渗流规律研究、入井液侵入后含水上升原因和机理分析及控制措施的室内 实验研究，对低渗油田控制作业后含水上升、保证油田稳产具有重要意义。 1 - 3 国内外研究现状 低渗透砂岩油藏在胜利油田分布广泛，且多处于高温、高压的中深层， 以粉细砂和细砂岩为主，油藏物性差，孔隙度低( 5 2 0 ) ，渗透率低( 一 般为l o 5 0 x1 0 。3 v m 2 ) 。外来流体侵入造成的地层伤害是低渗透油层伤害的 重要原因之一。不少油井压井或洗井作业后含水上升，产量下降，恢复时间 长，甚至失去产油能力。针对这种情况，国内相继开展了低渗透油藏作业 后油层损害机理研究和评价，认为低渗透油藏在开发过程中储层极易受到水 锁伤害，渗透率越低，孔喉半径越小，油层压力越低，越容易产生水锁损害， 且越难以解除。国内通过对低渗透砂岩岩心进行水锁伤害研究，分析产生油 井水锁伤害的机理，建立了水锁试验评价方法，研究了水锁伤害的规律和程 度。试验结果表明，低渗透岩心经外来水侵入后，油相渗透率将产生比较严重 的伤害，渗透率下降范围在7 6 0 之间，流动压力升高l 3 倍，而且渗透 率越低，水锁伤害越严重。造成水锁效应有内在和外在两方面的因素：储层 致密、孔隙喉道小，油减压力低、存在绿泥石薄膜状的孔隙衬边结构是造成 储层产生水锁效应的内在因素；驱动压差小、外来流体与岩石的润湿角小、 粘度大及油水界面张力大是造成储层产生水锁效应的外在因素。通过室内实 验研究表明：提高排液速度可以提高渗透率的保留率，抑制水锁效应；向油 层中挤注一定的表面活性剂体系工作液，可以有效地提高油相渗透率的保留 3 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第1 章前言 率，减弱和部分消除水锁效应；在注入水中加入优化后的表面活性体系，可 以改变低渗透油藏流体的渗流特性，有效地增大油水两相同流区，改善其水 驱开发效果。 国外从2 0 世纪6 0 年代开始对油层损害机理进行研究，得到不少对油田 生产实践具有指导意义的结论 2 - 5 。进入2 0 世纪8 0 年代以后，国外开始采用 物理模型和数字模拟研究油层损害机理，取得了很大进展。在油层损害机理 研究的同时，油层损害评价技术也得到了很大进展，美国、德国、加拿大等 国家相继开展了岩相学分析、油层损害室内评价技术、油层损害现场评价技 术等评价技术，从不同的角度对油气层损害进行评价 6 - 阍。国外现阶段多采 用系统测试方法，评价油井生产各阶段的油层损害情况，提出有针对性的控 制措施。 1 4 研究内容及技术路线 ( 1 ) 渤南油田油层物性及渗流规律研究 油田的非均质程度研究； 储层的敏感性研究； 低渗油田油水的相渗规律及含水变化规律研究。 ( 2 ) 入井液引起的含水上升原因及机理研究 压井液、洗井液引起的含水上升原因及机理分析； 酸化液引起的含水上升原因及机理分析。 ( 3 ) 入井液引起的含水上升规律实验研究 低渗岩心无入井液反向注入时，水驱油含水上升规律的变化； 少量压井液、洗井液反向注入进入岩心，正向水驱油含水上升规律 的变化： 少量酸化液反向进入岩心后，正向水驱油含水规律的变化； 少量入井液进入岩心后，用微观模型观察正向水驱的油水分布规律。 4 中国石油人学( 华东) 工稗硕士学位论文第1 章前言 ( 4 ) 作业后含水上升控制措施的实验研究 油水的界面特性及贾敏效应研究； 根据渤南油田的地层条件，筛选降低界面张力效果最好的活性剂； 测定少量含有不同浓度的表面活性剂的入井液进入岩心后，正向水 驱油含水上升规律的变化，与上述3 中( 2 ) ( 3 ) 项相比，看水驱效果有无改善； 通过上述实验筛选出降低作业后含水效果最好的表面话性剂及其使 用配方； 有针对性的作业控制措施研究。 结合渤南油田油藏地质，油藏工程和生产动态资料，采用理论分析与室 内实验相结合的方法进行研究。 5 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章渤南油田油层物性及渗流规律研究 第2 章渤南油田油层物性及渗流规律研究 2 1 渤南油田5 、6 区非均质- 性程度研究 2 1 1 构造特征 渤南油田五六区在构造上属于渤南洼陷的缓坡断阶带，其南北被三条北 倾断层切割，东西两侧受岩性控制，构造南高北低，砂体顶面埋深3 2 0 5 3 3 7 9 m 。含油面积为1 8 k m 2 ，主要含油层系为沙三段九砂层组，含油井段长 3 0 1 0 5 m ，平均砂层厚度5 0 m ，有效厚度2 5 1 m ，含油面积6 6 k m 2 ，地质储 量9 1 8 x 1 0 4 t 。 该区块为低渗透、低粘度、低饱和、埋藏深受构造控制的岩性油藏，油 藏的基本特征参数( 见表2 - 1 ) 。 表2 1 渤南油田五六区油藏基本参数表 项目数据项目数据 含油面积( k m 2 ) 6 6 地下原油密度( k g ，m 3 ) 6 9 7 平均效厚( m ) 2 5 1 地面原油粘度( m p a s ) 1 1 4 地质储量( 1 0 4 t ) 9 1 8 地f 原油粘度( m p a 曲 1 5 水驱储量( 1 0 4 t ) 9 1 8体积系数1 3 7 4 动用储量( 1 0 4 t ) 9 1 8 油层温度( ) 1 2 0 可采储量( 1 0 4 t ) 3 0 3 原始地层压力( m p a ) 3 2 8 采收率( ) 1 9 8饱和压力( m p a )2 1 1 平均孔隙度( ) 1 6 7 原始油气比( m 3 0 1 1 7 空气渗透率( 1 0 3 岬2 ) 1 4 8 地饱压差( m p a ) 1 1 7 含油饱和度( 呦 5 3 6 地层水矿化度( m g l ) 1 0 0 0 0 地面原油密度( k 咖3 ) 8 5 3 地下油水粘度比 6 6 中国石油大学( 华东) 工稃硕士学位论文第2 章渤南油田油层物性及渗流规律研究 2 1 2 储层物性特征及能量保持状况 五、六区两个主力层为e s 3 9 1 和e s 3 9 3 ，其共同特点是：砂体项面埋深总 趋势均为南高北低，东西两侧高而中问低的槽状，东西两侧主要为斜坡型， 在此总趋势上又有局部变化，发育多个正向和负向微型构造。储层为砂岩、 粉细砂岩、含砾砂岩和灰质砂岩，胶结物主要为泥质胶结，碳酸盐含量4 3 ， 胶结类型为孔隙型和接触一孔隙型胶结，物性由上到下逐渐变差：储层各砂 层组的孔隙度的主要分布范围是1 5 2 5 ，平均孔隙度1 7 5 ；渗透率 1 4 5 x 1 0 3 岬2 。其中，第l 和第6 砂层组平均孔隙度最高，其次是第4 和第8 砂层组，第9 砂层组最低。 六区主要发育s 3 1 4 砂层组，五区主要发育$ 3 4 9 砂层组，平均有效 厚度2 4 2 米，油层基本为北倾，倾角为3 6 度。具有油层埋藏深，主力油 层单层厚度大，渗透性差等特点。 五六区能量保持状况不均衡，层问、平面不均衡现象严重。s 3 6 砂组由 于渗透性好，能量保持较好，压力水平较高。而在s 3 9 砂组，由于地层非均 质和注采井网控制程度的差异等原因，不同部位压力水平差别很大。主体部 位渗透性较高，一般大于1 4 3 x l o - 3 i t m 2 ，注采井网完善，地层压力保持在较 高水平，平面上主体部位压力水平较高。在砂体边部和断层附近压降较大， 供液能力差，单井产液量低，压降达到1 1 0 m p a 左右。 根据五、六区油井资料统计，油藏平均地层原始压力达到3 2 4 m p a ，地 层压降达到5 1 m p a ，弹性产率为7 2 4 0 t m p a ，与胜利油区不同类型油藏的弹 性产率对比，属于天然能量不足，低产能，弹性封闭油藏。 2 1 3 九砂组储层非均质性程度 ( 1 ) 储油层岩性及构造的差异 五区、六区的九砂组4 个小层的主要特点如下： 9 4 小层：砂体最大厚度可达3 0 米，展布方向为南东一北西向。主砂体 7 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章渤南油田油层物性及渗流规律研究 两侧为浊积水道边缘，由五区向六区相变为较深湖沉积，五区东部在浊积水 道边缘外侧可明显分出一个浅水湖泊相带和深水湖泊。由砂体厚度表示的浊 积水道主流线成网状或辫状形态。 9 3 小层：继承了9 4 的沉积特点，砂体厚度、微相类型及展布特征与其类 似。 9 2 小层：出现双浊积水道，分布于五区的东西两侧。浊积水道主流线方 向仍为南东一北西向。分东、西两个厚度中心，东部砂体厚度大。砂体一般 厚度6 1 2 米，最大可达2 8 米。呈狭长扇状展布，为中间厚两侧薄的透镜 状体，在浊积水道两侧分布有浊积水道边缘，再外是湖泊沉积。砂体埋深 3 2 0 0 3 4 0 0 米。 9 1 小层：沉积特征及微相分布基本同于9 2 ，砂体厚度1 0 2 5 米，主体 部位大于2 0 米，展布方向里东南一西北向分布，油层全区分布，向西与六 区连接的附近砂体尖灭。 ( 2 ) 储层物性的差异 五区、六区的储层纵向上、平面上非均质程度差异较大，表现在； 层间渗透率差异较大 五区纵向上9 1 与9 2 物性差异较大，其中9 1 孔隙度1 7 4 ，9 2 为1 5 2 ， 渗透率9 为2 0 2 x 1 0 - 3 1 1 , 1 - 1 2 ，9 2 为6 7 x l o 。t a m 2 ，含油饱和度分别为2 2 9 、 2 2 5 ，含水饱和度9 1 与9 2 分别为3 1 7 和4 5 6 ，由此可见9 1 的物性要比 9 2 的好，这也就是9 1 比9 2 高产的原因。 九砂组平均孔隙度1 4 8 6 ，平均渗透率1 2 2 2 x 1 0 。“m 2 。九砂组4 四个 小层物性存在差异，主力油层9 1 层最好，属中等孔隙度，低渗透率储层，9 2 、 9 3 、9 4 层比9 1 层物性差，孔隙度大部分小于1 5 ，渗透率小于l o x l o 。呻1 2 ， 属于低孔隙度，特低渗透率储层。 层内非均质严重 8 中国石油大学( 华东) - t 稃硕士学位论文第2 章渤南油田油层物性及渗流规律研究 从取芯井资料( 表2 2 ) 可看出主力油层9 1 层的平均渗透率最高，单层突 进系数、变异系数均最大，9 2 层的平均渗透率较低，其单层突进系数和变异 系数较低。说明9 1 层物性最好，非均质最严重。 表2 - 2 层内渗透率变化表 层 样 井号品 k m 缸k mk k伥。 k 。足 v k 位 ( 1 0 。岬2 )( 1 0 。岬2 ) 数 ( 1 0 。1 1 2 ) 9 17 04 9 2 0 4 8 2 2 4 51 0 2 52 1 9 22 5 8 义5 9 2 1 0 63 7o 3 36 4 21 1 2 15 7 61 1 i 检l 平均值 2 6 4 5o 4 11 4 4 45 6 8 5 51 3 8 4l ，8 5 9 15 72 1 9o 7 52 7 9 0 2 9 2 0 07 8 51 1 8 义5 9 21 0 94 40 0 45 8 51 1 0 07 5 21 2 5 试l 平均值 1 3 1 5 00 4 01 6 8 86 9 67 6 91 2 2 9 15 73 7 62 1 03 0 4 2 1 7 9 0 51 2 3 61 6 7 义 9 2 1 7 4 2o 1 68 8 82 6 2 5 04 7 31 2 8 6 5 - 4 - 2 平均值 2 0 91 1 31 9 6 5 2 2 0 7 9 8 5 5 1 4 8 小层 9 l1 8 43 6 2 0 01 1 l2 6 6 l3 2 6 1 31 3 6 0 1 7 4 平均 值 9 2 2 3 2 4 1 0 0 o 1 8 5 5 62 2 7 7 87 3 71 1 9 层内非均质性，9 1 层分四个均质段，9 2 层分五个均质段，各均质段渗透 率的单层突进系数、级差和变异系数差异大，各井各小层不同均质段中差异 是较大的，层内非均质严重。 2 1 4 储层流体特性 ( 1 ) 流体性质 油气性质：渤南油田五六区九砂组油藏为轻质油一稀油油藏。其中原油 具有“一高三低”的特点，即凝固点高，凝固点为1 3 3 7 ；低比重、低粘 度，低含硫，地面原油密度为8 3 3 9 0 0 k g m 3 ，地下原油粘度为8 1 5 5 4 m p a s ， 9 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章渤南油田油层物性及渗流规律研究 原油组分含硫量o 0 8 1 4 5 。天然气极少，为气顶气分布在构造项部。 根据渤南水分析报告，渤南污水组成如表2 3 所示。 表2 - 3 渤南污水组成 组成成分 n a + + k +c a 2 + m 矿 c 【 s 0 4 2 h c 0 3 。 c 0 3 2 总矿化度 含量( m g l ) 2 4 6 22 33 8 2 0 3 08 62 6 4 62 6 97 5 5 4 就地层水而言，引起无机沉淀的主要是c a 2 + 、m 矿+ 、h c 0 3 - 和8 0 4 2 的浓 度，对是c a 2 + 、m 矿和h c 0 3 浓度占总矿化度的1 0 以上的地层水，入井液 的各类处理剂极易发生沉淀反应；当外来液体的p h 值升高时，导致地层水 的h c 0 3 - 不断转变为旷和c 0 3 ，有利于碳酸盐的生成。 ( 2 ) 流体性质分布规律 流体性质分布特征：原油性质平面分布特征为九砂组原油性质在平面 上非均质性不明显。原油密度和粘度的变化均不大，变化趋势一致。总体上 原油密度和粘度南部较高，北部相对较低，原油性质变好。原油性质在垂 向上的分布规律为随深度和层位的变化不大。地层水性质平面分布规律： 地层水矿化度变化的总体趋势为自南向北由低变高，浊积水道区矿化度变化 大。地层水性质垂向分布规律：同一砂层组内不同小层的地层水总矿化度 程度不同，并且随着小层埋深的增加，地层水总矿化度呈增大的趋势。 2 2 渤南油田5 、6 区储层敏感性分析 2 2 1 储屡岩石矿物组成 五区s 3 9 砂组主要以长石细砂岩为主，夹长石中砂岩，含砾砂岩和灰质 砂岩，义6 5 4 2 井略粗，以中、细硬砂岩为主，含砾硬砂岩、灰质砂岩，平 均石英含量3 9 7 8 ，长石含量3 3 8 ，岩屑含量2 6 2 ，石英含量与长石+ 岩屑含量 1 ，按岩石成熟度划分标准属低成熟度砂岩( 表2 - 4 ) 。通过粒度资 1 0 中国石油大学( 华东) 工程硕十学位论文第2 章渤南油田油层物性及渗流规律研究 料分析，粒度中值范围在o 0 5 0 4 5 m m 之间，平均0 1 6 毫米，属细砂岩粒 级，其中义6 5 - 4 2 井粒度中值范围0 0 9 0 7 1 毫米，平均0 2 5 毫米，属中 砂岩粒级，分选系数1 4 1 3 0 7 ，平均1 6 7 ，分选差一中等。从薄片分析、 电镜观察颗粒磨圆度为棱角次棱角状( 见表2 5 ) 。 表2 4 渤南油田五六区九砂组岩矿成分统计表 胶结物 层块石英长石岩属杂基铁白 井号 铁片解碳酸盐 黄铁矿 位数 ( ) ( ) ( )( ) 云石 ( ) 石( )( )( ) 9 11 14 1 9 03 1 8 22 6 1 83 9 13 1 8o 2 700 义5 检 9 22 04 2 9 03 2 8 52 4 4 04 6 01 5 04 0 5o0 1 9 363 8 1 63 1 13 0 53 1 65 8300 全井平均 4 2 4 03 2 3 42 5 2 94 2 62 3 42 1 60o 9 l1 23 9 4 23 8 2 5 2 2 1 75 5 83 0 83 0 000 义5 试 9 22 03 7 5 03 8 3 52 1 3 07 8 02 9 54 2 0oo 1 5 1 全井平均 3 8 2 23 8 3 12 1 6 26 9 62 9 93 7 5o 0 0 9 v 9 l 53 5 6 02 9 8 03 4 6 06 2 03 0 00 6 0o 3 0o 义 9 243 6 3 03 0 5 03 3 3 06 0 02 5 06 3 0 l o 30 5 0 6 5 _ 4 - 2 全井平均 3 5 9 53 0 1 53 3 9 56 1 0 2 7 53 4 55 3o 1 3 小层平9 12 83 9 7 23 4 2 22 5 9 75 0 33 1 21 5 00 0 50 均值 9 2 4 43 9 8 53 5 1 4 2 3 8 06 1 82 2 54 3 20 9 40 1 1 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章渤南油田油层物性及渗流规律研究 表2 5 粒度数据表 分选系数c 值中值杂基 井号层位样品数 最大最小平均( m m )( r a m )( ) 9 16 52 1 6i 3 70 5 3o 2 17 8 4 义5 检1 9 2 9 62 9 71 3 61 6 30 3 80 4 11 2 1 平均 ， |1 6 00 4 6o 1 89 9 7 9 l2 31 7 21 5 51 6 4o 4 4o 1 91 0 8 义5 试1 9 24 43 0 71 4 l1 8 5o 5 5o 1 5 1 4 3 平均 |1 7 80 5 l0 1 61 3 1 9 l8 8，|1 5 80 5 02 08 6 1 两井 9 2 1 4 0|1 7 00 4 3o 1 41 2 8 平均 两井平均 |，1 6 40 4 7o 1 71 0 7 l 9 l2 82 5 91 5 61 8 4o 8 1 0 2 7| 义6 5 _ 4 - 2 9 2 83 4 01 5 92 1 21 0 00 2 4， 平均|，1 9 70 9 lo 2 6| 9 l1 1 6，|1 6 4o 5 8 o 2 2| 平均 9 21 4 8， | 1 7 2 0 4 6o 1 5 | 总均 |1 6 8o 5 20 1 9 2 2 2 储层胶结物成分 根据x 衍射分析和电镜观察，九砂组砂岩中粘土矿物主要为伊利石，其 次为伊蒙混层矿物，除个别样品外高岭石含量较少。 ( 1 ) 伊利石 在济阳砂岩的粘土矿物中伊利石的相对含量与埋深成正比，埋藏越深， 其含量越高，蒙脱石伊蒙混层伊利石转化愈多。伊利石是对油层损害最 严重的粘土矿物，三口取心井伊利石的平均含量占粘土矿物总量的5 2 ，从 1 2 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章渤南油田油层物性及渗流规律研究 义5 检l 、义5 - 试l 扫描电镜观察伊利石呈多种产状充填于孔隙中：呈薄膜 状包裹颗粒，使颗粒轮廓不清，颗粒间的喉道变小；呈叶片状、搭桥状充填 孔隙中，减小或堵塞孔隙，影响储层的孔隙度和渗透率。 ( 2 ) 伊蒙混层 表2 - 6 渤南油田五六区九砂组粘土矿物含量 样品粘土矿物含量 井号层位 块数 i s ( )1 ( 呦k ( 哟c h ( 呦混层比 9 i35 14 35l2 0 义5 检1 9 234 4 3 35 3 3 3112 0 平均 4 7 6 74 8 1 73l2 0 ， 9 l22 3 51 75 72 52 0 义5 一试19 2 4 4 64 75 2 51 7 52 0 平均 3 4 7 53 23 1 1 32 1 32 0 9 】54 03 6 22 6 51 62 0 两井平均9 2 7 4 5 2 8 4 9 7 l 3 4 2 1 4 32 0 两井总平均 4 2 6 44 2 9 63 0 3 51 5 22 0 9 113 56 5001 5 义6 5 - 4 2 9 22 1 77 5 51 5o1 5 平均 2 67 0 2 57 5o1 5 9 l63 9 1 73 82 2 0 81 3 31 9 平均 9 29 3 9 3 85 5 4 4 5 9 9 1 1 11 8 总平均3 9 2 8 4 6 7 21 4 0 41 2 21 8 ，5 伊蒙混层含量占粘土总量的3 7 ， 向伊利石转化的中间产物，埋藏越深， 电镜下与伊利石不好区分，是蒙脱石 转化越多，伊蒙混层矿物逐渐转化伊 利石，伊蒙混层比越小。本区油层埋深大于3 2 0 0 米，混层比1 5 2 0 ，混 1 3 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章渤南油田油层物性及渗流规律研究 层矿物对油层的损害与伊利石类似。渤南油田五六区九砂组粘土矿物含量见 表2 - 6 。 表2 6 中i s 表示伊蒙混层矿物，l 表示蒙脱石，k 表示高岭石，c h 表 示绿泥石，混层比指蒙脱石占伊蒙混层矿物的百分数。 ( 3 ) 高岭石 五区9 砂组3 口取芯井高岭石含量占粘土总量的1 0 ，义5 检l 井高岭 石较少见，义5 试1 井含量较高，个别样品可达5 8 。自生高岭石是长石砂 岩中较常见的粘土矿物，义5 试1 井扫描电镜下清楚可见了：呈蠕虫状、书 页状集合体充填于空隙之中，降低孔隙度和渗透率，使砂岩物性变差，而且 它的固着力较弱，在流体的作用下易发生机械移动，堵塞喉道，对注水开发 不利。 ( 4 ) 碳酸盐胶结物 碳酸盐含量平均6 4 ，主要成分为铁白云石、铁方解石，其次是方解石 和少量黄铁矿。碳酸盐含量直接影响储层孔隙度和渗透率的高低。由岩心观 察，凡是碳酸盐胶结的砂岩，岩石致密、坚硬，孔隙极不发育，含油差或不 含油。 2 2 3 储层岩石的润湿性及孔隙特征 ( 1 ) 油藏岩心的润湿特性 岩心分析结果表明，渤南油田储层润湿性为亲水一弱亲水，极少数为亲 油，对水驱采收率是有利的。另外薄片鉴定资料表明岩心石英矿物的含量较 高，而石英矿物极易亲水。由此可以直接或间接证明岩石润湿性为亲水一弱 亲水。 ( 2 ) 孔隙特征 通过观察岩石薄片可以对岩石的结构、矿物成分、胶结物成分、胶结类 型进行鉴定。由岩心薄片分析结果知，渤南油田储层分选中等、岩石致密， 1 4 中国石油大学( 华东) 工程硕士学位论文第2 章渤南油田油层物性及渗流规律研究 又有一定数量的泥质和碳酸盐矿物等填隙物，储层孔隙以剩余粒间孔为主。 2 2 4 储层敏感。眭分析 储层岩石的敏感性不仅直接影响着注水作业及酸化、压裂施工等工作的 顺利进行，而且对储层造成严重伤害，对注水开发油田的水驱效率也有较大 程度的影响。 义6 5 - 4 2 等井的粘土矿物x 衍射定量分析表明，本区粘土矿物的类型 主要有：伊利石( i ) 、伊蒙混层( i m ) 、高岭石( k ) ，对应的含量分别占粘土总 量的5 2 、3 7 和1 0 左右。根据粘土矿物的类型、含量、产状及孔喉特征， 本区油层存在潜在的速敏性和水敏性。 ( 1 ) 速敏评价 由于渤南油田伊利石含量大( 占粘土总量的5 2 ) ，并以蠕虫状或呈绒球 状附着于颗粒和岩石孔壁上，易产生速敏，预计临界流速较低。对义5 7 井 作了速敏性，结果见表2 7 所示。 表2 7 五区义5 7 井速敏评价结果 样 等价液体临界 长度直径孔隙度井段 k v k 。速敏 渗透率k 。 层位流速 号 ( c m )( c m )( )( m ) 程度 ( 1 0 - 3 岬2 ) ( m d ) 3 2 5 6 6 中等 4 24 78 0 22 51 2 5 2e s 9 3l o5 1 2 8 3 2 5 1 2 3 3 2 5 6 6 中等 9 32 5 6 97 8 62 51 2 6 7e s 9 3l o3 5 5 5 3 2 5 1 2 3 3 2 5 1 2 3 中等 1 1 61 0 1 08 4 3 2 51 3 5 8e s 9 31 04 6 6 3 3 2 6 4 6 表中k v 为速敏性分析最小渗透率。 由表2 7 知，临界流速为1 0 m d ，在临界流速v 。下，0 4 2 0 h ) ，测岩心湿重，计算孔隙体 积； 中国石油大学( 华东) 工程硕七学位论文第4 章作业后含水上升控制措施实验研究 将岩心装入夹持器恒温6 5 。c 至少三个小时，用含i k c l 的注入水 测岩心渗透率k w l ； 反向注入酸液1 p v ，9 0 反应6 h ： 用含i k c l 的注入水驱5 p v 后测定岩心的渗透率k w 2 。 ( 2 ) 实验流程 实验流程同图4 1 。 ( 3 ) 实验结果及分析 实验用岩心基本数据见表4 。1 2 、表4 1 3 ，实验结果见表4 1 4 。 表4 - 1 2 人造岩心基本数据 岩心号 长度( c m )直径( c m )孔隙体积( m l ) 气测“1 0 - 3 i t m 2 ) 2 95 9 l 2 5 4 69 0 7 86 3 2 - 35