注水储层敏感性及其试验方法

.,油气储层损害总的来说不外乎在各作业期间外来流体进入储层与储层中的液体、岩石表面、所含矿物相互作用或带入的固相微粒对储层的堵塞等原因造成的。储层水敏性、盐敏性、速敏性、酸敏性、碱敏性,二、储层损害的机理,.,储层的敏感性是由储层岩石中含有的敏感性矿物所引起的。敏感性矿物是指储层中与流体接触易发生物理、化学或物理化学反应，并导致渗透率大幅下降的一类矿物，它们一般粒径很小(20m)，比表面积很大。常见的敏感性矿物可分为酸敏性矿物、碱敏性矿物、盐敏性矿物、水敏性矿物及速敏性矿物等，与之相对应的是储层的五敏性。,二、储层损害的机理,.,概念：当与地层不配伍的外来流体进入地层后，引起粘土矿物水化、膨胀、分散、迁移，从而导致渗透率不同程度地下降的现象。膨胀机理：第一阶段:粘土表面水合发生渗透效应，吸附水外表面水化膨胀水膜膨胀。可逆化学反应第二阶段:液体中阳离子交换和层间内表面电特性作用水分子进入可扩张晶格的粘土单元层之间层间内表面水化层间膨胀：体积膨胀率有时可达100倍以上。不可逆化学反应,（一）、储层水敏性,.,粘土遇到淡水通常会膨胀。蒙脱石矿物中，又以钠蒙脱石的膨胀性最大，遇水膨胀后的体积可为原体积的810倍。,（一）、储层水敏性,.,层间阳离子交换能力：交换能力强膨胀能力强层间阳离子种类：K+无膨胀性，Ca2+、Na+有膨胀性（离子半径小）外来流体性质：高浓度盐水膨胀性很弱，淡水膨胀性极强临界盐度：盐度临界盐度：渗透率变化不大盐度临界盐度：盐度下降，渗透率大幅度减小预防措施：钻井添加KCl，或用油基泥浆；开发AlCl3,（一）、储层水敏性影响因素,.,常见粘土矿物的主要性质表,（一）、储层水敏性,.,因外来流体流动速度的变化引起地层内微粒迁移，堵塞喉道，造成渗透率下降的现象。,（二）、储层速敏性,.,（二）、储层速敏性,1、外来流体速度的影响减渗速敏现象：储层质量由很差到中等。临界流速VcVVc：迁移微粒细小、数量少，难于形成稳定“桥堵”。VcV某一定值Vkmin：启动与喉道直径匹配的微粒，同时迁移微粒量较多，稳定“桥堵”大量形成，致使渗透率骤然下降。VVkmin：迁移微粒粒径过大、流速过大，冲击、破坏“桥堵”，渗透率增加。,.,增渗速敏现象：储层质量由较好到很好储层质量好、颗粒分选较好；孔喉直径大、分选好；地层微粒细小、流体速度、迁移出地层的微粒越多(出砂)、储层质量越好；良性循环、大孔喉的形成。岩石流动试验曲线：,（二）、储层速敏性,.,（二）、储层速敏性,2、微粒大小、含量及喉道大小的影响微粒直径小于喉道直径：不易形成稳定“桥塞”微粒与喉道直径大体相当：很容易形成堵塞微粒大大超过喉道直径：形成可渗透滤饼微粒含量越多：易形成“桥塞”，堵塞程度愈严重颗粒形状：细长颗粒不能单独形成桥堵球状颗粒易形成稳定桥堵,.,3、流体性质的影响主要有：盐度、PH值、流体中的分散剂(如钻井液滤液)低盐度：易水敏矿物膨胀、破碎微粒迁移桥堵Vc高PH值：颗粒与基质间的结构力减弱微粒数量增加Vc分散剂：粘土分散剂使粘土分散微粒数量增加Vc,（二）、储层速敏性,.,4、多相流体共存及微粒润湿性的影响Muecke(1978)二维微模型可视实验：“多孔介质中单相和多相流动时微粒迁移机理研究”,（二）、储层速敏性,单相流动时，微粒随流体的流动及桥堵,.,(1)单相流体流速足以使微粒保持悬浮时：宽喉道处：微粒随流体通过喉道窄喉道处：可发生桥堵已存在桥堵：可被反向流动扰动而解堵,（二）、储层速敏性,.,(2)油水两相共存影响因素：颗粒和微粒的表面润湿性、界面张力；注水开发中，储层和微粒均为水湿性；含油区：水湿微粒受束缚水约束，不发生迁移；含水区：水湿微粒发生迁移；,（二）、储层速敏性,油水两相共存情况下当水相不流动时，水湿的微粒也不移动,.,(4)混性润湿微粒在油流中在油流的拉力下，微粒沿油-水界面运动,（二）、储层速敏性,湿性润湿微粒在流动区被限制在油-水界面处运移,.,(5)注入某些油-水溶剂（表面活性剂）时两种效应：使原来被润湿性和界面张力控制的微粒发生运移“桥堵”已存在的“桥堵”由于加入油-水互溶剂而发生解堵,（二）、储层速敏性,加入油-水互溶剂，能释放被润湿力和界面张力而固定的微粒，从而导致微粒在高浓度溶剂时运移,.,酸化液进入地层后，与地层中的酸敏矿物发生反应，产生沉淀或释放出微粒，使储层渗透率下降的现象。HCl：碳酸盐岩油层、含碳酸盐胶结物较多的砂岩油层土酸（HClHF）：碳酸盐含量较低、泥质含量较高的砂岩油层,（三）、储层酸敏性,.,盐酸：酸敏性矿物：含铁高的矿物，包括绿泥石(鲕绿泥石、蠕绿泥石)；绿/蒙混层矿物、海绿石、水化黑云母、铁方解石；铁白云石、赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿等；反应产物：Fe(OH)3、SiO2胶体、释放的微粒氢氟酸：酸敏性矿物：含钙高的矿物，方解石、白云石、钙长石、沸石类(浊沸石、钙沸石、斜钙沸石、片沸石