【某油田储层疏松砂岩油层敏感性分析案例4300字】

某油田储层疏松砂岩油层敏感性分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u27326某油田储层疏松砂岩油层敏感性分析案例 1110161.1速敏 2141581.2水敏 5104321.3盐敏 7226681.4碱敏 9102281.5酸敏 10在油气层中容易与外来流体发生物理和化学反应，因而导致储层损害的矿物属于敏感性矿物，大多数的敏感性矿物属于自生类矿物，其颗粒直径小于37um的微粒级别范围，而且比表面积比较大，绝大多数附着于孔喉附近，因此总是首先优先与外来流体相接触，产生相互作用[7]。基本上油气层损害的类型取决于敏感性矿物的类型，根据引起敏感性的因素不同，可以将敏感性矿物分为水敏、速敏、盐敏、碱敏、酸敏等五类，分类以及主要损害形式见下表3-1。表3-1储层敏感性矿物及损害类型敏感类型敏感性矿物主要损害形式速敏高岭石、毛发状伊利石、微晶石英、微晶长石、微晶白云母等分散运移、微粒运移水敏和盐敏蒙脱石、绿蒙混层、降解伊利石、降解绿泥石等晶格膨胀、分散运移酸敏盐酸酸敏绿泥石、绿蒙混层、铁方解石、铁白云石、赤铁矿、黄铁矿等Fe(OH)3↓，非晶质SiO2↓，微粒运移氢氟酸酸敏方解石、白云石、浮石、钙长石、各种粘土矿物等CaF2，非晶质SiO2↓碱敏钾长石、钠长石、斜长石、微晶石英、蛋白石、各种粘土矿物等硅酸盐沉淀、形成硅凝胶根据储层岩石取芯资料显示，金家油田储层岩石粘土含量平均可以达到21.3%，而且以蒙脱石为主，平均为96.3%，见表3-2。表3-2X衍射粘土矿物组分X衍射粘土含量％X衍射分析粘土矿物组分％蒙脱石伊利石高岭石绿泥石21.396.31.02.701.1速敏速敏是指在钻井、采油、注水过程中，流体经过油气层时，油气层中的小颗粒堵塞吼道，降低了储层的渗透率。速敏评价的最终目的是为了了解地层渗透率的变化与地层中外来流体流动速度的关系，计算分析出速敏的临界值[8]。（1）试验结果本试验采用了pH=7的4.0%氯化钾盐水作为注入用水，通过0.22m的滤膜进行过滤。实验温度设置为65摄氏度，试验结果如下表3-3。表3-3速敏试验结果流速(ml/min)渗透率（μm2）0.20.511.5231.3411.3661.4081.3151.1291.0861.063图3-1速敏试验折线图损害程度：（3-1）其中：为渗透率变化曲线中各渗透率点中的最大值；为各渗透率点中的最小值。表3-4速敏评价指标损害程度渗透率损害值损害程度渗透率损害值无速敏≤0.05中等偏强速敏0.51～0.70弱速敏0.06～0.30强速敏＞0.70中等偏弱速敏0.31～0.50经过上述计算与分析可以知道该区块为弱速敏类型。（2）伤害机理速敏伤害主要有以下几种类型：①随着外来注入流体注入速度的增加，渗透率呈现出较大幅度下降，其具有非常明显的临界流速；②随着作业注入外来流体速度的增加，渗透率大幅度增加，表现为表观非速敏特征，尤其是一些疏松砂岩储层；③渗透率基本上不随着流速的变化而变化或者几乎可以忽略的升高，其为非速敏地层。前两种形式经常出现在高渗透或者松散砂岩储层中，在这些储层中，颗粒运移的主要特征是渗透率的变化。胶结比较疏松的地层由于可以参与运移的微粒多，孔隙吼道半径大，所以注水过程中油井见水后容易出现出砂伤害。高岭石和伊利石是速敏性矿物。图3-2、3-3分别是高岭石和伊利石的晶体结构。这两种矿物在原始地层中呈絮凝状态，当外来流体的流速大于临界流速的时候，絮凝的状态会遭到破坏，微小的粘土颗粒开始分散，从砂粒的表面脱落，并且随着流体运移，在孔隙的狭窄处形成堵塞。图3-2高岭石晶体结构图3-3伊利石晶体结构1.2水敏当外来流体与储层不配伍时，就会引起粘土矿物的膨胀、分散、迁移以及堵塞，从而导致储层渗透率下降，这种现象称为水敏[9]。了解粘土矿物遇淡水后膨胀、分散、运移的过程，以此来确定水敏最终对地层的损害程度，这就是水敏评价的目的[8]。（1）试验结果在实验中，首先用地层水流穿过实验所用岩石的岩心，然后用次地层水流穿过岩心，最后用蒸馏水穿过岩心。通过测量岩心在三种矿化度下的渗透率值，判断岩心的水敏感性。在临界注入速率下，样品用标准地层水测得初始渗透率后，再用次地层水驱替六到八倍孔隙的体积，最后用蒸馏水驱替十到十五倍的孔隙体积，测三种不同情况下的渗透率的变化，试验结果见图3-4。表3-5水敏试验结果渗透率（μm2）注入倍数246810121.3421.3161.1941.0601.0220.9530.939蒸馏水次地层水地层水蒸馏水次地层水地层水图3-4水敏试验折线图水敏损害程度采用水敏指数评价，水敏指数由下式计算：（3-2）式中：—水敏指数；—用地层水测定的岩样渗透率，；—用蒸馏水测定的岩样渗透率，；水敏性评价指标如下，见表3-5：表3-6水敏评价指标损害程度水敏指数（Iw）损害程度水敏指数（Iw）无水敏≤0.05中等偏强水敏0.51～0.70弱水敏0.06～0.30强水敏0.71～0.90中等偏弱水敏0.31～0.50极强水敏＞0.90从上述图中可以判断出金家油田属于中等偏强水敏类性。（2）伤害机理在注水过程中，水敏感性主要有以下几种表现形式：①地层渗透率随着矿化度较低的注入水水量的增加而下降，但下降的幅度保持在百分之三十到七十之间；②地层的渗透率随着淡水与地层接触快速下降，有些甚至以很小的注入量就可以使得地层渗透率下降至百分之七十以上，根本没有办法渗透；③第三种比较特殊，注入淡水后明显可以察觉到地层渗透率较小，为弱水敏。蒙脱石和蒙脱石与伊利石、绿泥石混合矿物以及其他混层矿物是最容易产生水化膨胀的粘土矿物。这是因为蒙脱石的晶体构造使它自身具有了比较强的阳离子交换能力，还有较高的晶层底面水化能。如图3-3所示（分子结构），如图3-4所示（晶体结构）。钻开油层之前，粘土矿物一直与油层保持着一种平衡的状态。打开油层后，随着外来流体进入油层，当外来流体的化学成分和盐度与油层不兼容，岩石中的膨胀性粘土便能吸附大量水分子，使岩石的体积发生膨胀。如图3-5所示。图3-5蒙脱石分子结构示意图图3-6蒙脱石晶体结构图3-7蒙脱石遇水产生双扩散电层1.3盐敏从高到低改变通过岩石岩样的流体矿化度，测量岩样在不同矿化度下渗透率的变化。它的目的是为了了解油气储层对接触流体矿化度的敏感性程度，找到盐度递减的前提条件下渗透率明显出现下降的临界矿化度，为油田注水矿化度提供实验数据与依据[8]。（1）试验结果用模拟地层水的标准盐水，应该保证刚开始实验时盐水的盐度不会使岩样发生水敏反应。如果在水敏实验中Kw/Ki小于或者等于零点五，且岩样的渗透率随着盐度减少会发生不断下降的现象，那么此实验应该用标准盐水作为初始盐水。将做实验用的流体装入中间容器，用标准盐水驱替饱和有流体的岩样，等待流动状态稳定之后，测量其渗透率数值，选用的流量应该小于临界的流速值。按照选择的盐度等级，从高到低依次改变盐度直到成为蒸馏水。实验结果如表3-7。表3-7盐敏试验结果流动介质矿化度mg/L注入倍数Ki10-3Ki/KL%标准盐水800011.71100100标准盐水400011.9108498.5标准盐水200012.3102192.8蒸馏水012.899690.5图3-8盐敏试验折线图经分析，可以知道这个区块没有明显的临界矿化度。（2）伤害机理分析地层渗透率与盐度变化之间的关系十分复杂。一方面，粘土矿物水化膨胀作用受盐度下降的影响；而另一方面，微粒的表面电性质，微粒与介质之间之间的作用力也受盐度变化的影响，从而影响着微粒的沉积、分散及运移；与此同时，岩心中发生的离子交换及化学反应会使岩心中水的盐度发生变化。1.4碱敏在pH值较高的储层地下介质环境的情况下，储层渗透率发生下降的现象称为碱敏[10]。了解碱性溶液进入地层后，是不是会对地层发生损害以及碱性溶液对储层的损害程度，寻找到产生碱敏的临界pH值，以此为实验依据设计合理的出口液碱度范围，这是碱敏性评价实验的目的[8]。（1）试验结果用pH值为7的4.0%氯化钾盐水作为饱和用水以及初始注入用水，用pH值为7、8.5、10、11.5、13的4.0%氯化钾盐水做为评价溶液，在设置的不变温度下，将pH值为7的4.0%氯化钾盐水以临界速度注入，测定样品的初始渗透率后，再用pH值为8.5的4.0%氯化钾盐水驱替5到6倍孔隙体积，关闭进出口的阀门，浸泡8小时左右。然后再驱替9到10倍孔隙体积，测量其渗透率的变化。依照这个程度按顺序依次提高注入水的pH值，测定其渗透率的变化情况，试验结果见表3-2。表3-8碱敏试验结果pH值渗透率（μm2）7891011121.3241.3421.2341.1041.0070.8890.818图3-9碱敏实验折线图碱敏损害程度采用碱敏指数评价，碱敏指数主要由下式计算：（3-3）式中：——碱敏指数——用KCl盐水测定的岩样渗透率，；——不同PH值溶液测定岩样渗透率的最小值，；表3-9碱敏性评价指标碱敏性程度碱敏指数碱敏性程度碱敏指数无碱敏≤0.05中等碱度0.31～0.70弱碱敏0.06～0.30强碱度＞0.70经由计算可以得出，金家油田属于中等偏弱碱敏性储层。（2）伤害机理当高PH值流体开始进入地层时，它们会对储层中的粘土矿物和硅质胶结物造成结构性损害，会产生这种损害的主要原因是粘土矿物发生解理以及胶结物溶解后会释放微粒。除此之外，碱性条件下，Ca2+、Mg2+等二价金属离子容易生成沉淀，以结垢的形式造成堵塞。1.5酸敏当注入酸溶液后，酸溶液和酸敏矿物发生了化学反应，形成沉淀或者凝结胶，导致地层渗透率下降的一种现象。（1）试验结果进行酸敏性评价时，在实验流速不大于临界流速的条件下，测量注酸前岩心的渗透率。将饱和地层水注入真空岩样，夹持岩心，向岩心注入孔隙体积为0.5-1.0的酸溶液，模拟关井后酸性岩石的反应和开井后残余酸溶液的回流。然后测量注酸前后的渗透率变化，最后进行评价。所有敏感性反应机理、影响因素最多的一种类型就是酸敏，不同的酸液配方、用量，以及不同的反应条件常常会得到不同的实验结果。表3-10酸敏试验结果酸液空气渗透率岩心初始渗透率注酸后渗透率酸敏指数酸敏程度10%HCL1.2150.9750.8640.112弱酸敏12%HCL+2%HF0.8210.157弱酸敏12%HBF40.9100.061无酸敏图3-10酸敏实验柱状图为评价酸敏损害程度，用注入酸前后储层渗透率的变化来判断酸敏程度。流动酸敏指数：（3-4）其中：——酸敏指数；——酸化前用地层水测定的岩样渗透率，；——酸化后用地层水测定的岩样渗透率，；表3-11酸敏评价指标酸敏性程度酸敏指数酸敏性程度酸敏指数无酸敏≤0.05中等酸度0.31～0.70弱酸敏0.06～0.30强酸度＞0.70从试验结果可以看出，金家油田储层岩石对氟硼酸不存在酸敏损害，对盐酸和土酸的敏感性较弱。（2）伤害机理酸处理后地层主要表现为三种形式：①非酸敏（渗透率增大），这是因为酸液提高渗透能力。②非酸敏（渗透率不变），存在两种可能的原因：一是酸液同岩石的反应程度低；二是改善提高了多少渗透率，酸溶液就损害了多少渗透率，两者大体平衡。③酸敏（渗透率降低），有几种可能的原因：一是因为注入酸溶液，酸化处理后生成了二次沉淀重新堵塞住孔隙吼道，造成渗透率下降；二是所用酸液与地层及地层流体反应形成酸不溶物和酸渣等等；三是由于酸同