马海东地区致密砂岩储层敏感性评价
时间：2023-01-20 08:15:05 来源：天一资源网 本文已影响 人 
＊王建东 张学才 王军 董臣强 周广清 范治豪
（1.中国石化胜利油田分公司油气勘探管理中心 山东 257000 2.中石化新疆新春石油开发有限责任公司 山东 257000 3.重庆大学资源与安全学院 重庆 400044）
国内已探明的低渗透地质原油储量目前占我国探明油气资源地质储量1/3以上，且随着探测的进行，比例仍在增长。但由于低渗储区所在地理环境一般复杂多样，需要进行储层敏感性的分析评价，以提高油气井的产能。虽然前人对其他地区致密储层的敏感性相关问题进行了大量研究，但储层的敏感性会受到不同地区和层位条件的影响而产生差异，因此仍有必要对新地区储层敏感性开展研究。本文利用X射线衍射、扫描电镜和岩芯流体驱替实验手段进行测试，从储层的矿物成分和孔隙结构特征分析敏感性的影响因素，以提供有效开发的依据和增产措施的指导。
柴达木盆地经历古生代、中生代和新生代3个成盆旋回，共发育上古生界、中生界和新生界等构造层，晚第三纪至第四纪以来，盆地受到印度板块强烈俯冲和阿尔金断裂带走滑影响，发生强烈的构造变形，最终形成现今多隆多坳的构造格局。马海东构造带发育Pt、J2d、E1-2l、E3g下四套含油层系，具有“三层楼”复式成藏特征。平顶山断裂上盘在20世纪50年代完成的各井内均见油气显示，表明上构造层仍有较大勘探潜力。作为新的勘探领域，下步一方面需加强圈闭识别、描述工作；
另一方面，平顶山断裂上盘的油气成藏模式认识不清，有待深化研究。
(1)矿物成分分析
使用X射线衍射分析技术对马海东地区E3g下岩样进行定量检测，结果显示岩石类型以石英为主，平均占比58.33%；
其次为斜长石与黏土矿物，分别占16%与10%；
钾长石、方解石与硬石膏占比为7%、6.33%和2.33%。黏土矿物主要有伊/蒙间层、伊利石、绿泥石和高岭石，分别占57%、26.33%、8.33%和7.33%。伊/蒙间层平均相对质量分数占比最高。按Basan等[3]的评价标准，当储层黏土矿物含量为10%～15%时，属于中黏土矿物储层，因此马海东地区E3g下储层属于中黏土矿物储层，开发过程中可能会受到储层的敏感性影响，致使开发效果下降。
(2)孔隙结构特征
扫描电镜资料如图1(a)图显示储集空间类型以粒间孔为主，粒间孔范围在5～10μm之间，孔隙分布较均匀，连通性较好；
(b)图显示粒间孔隙充填石英、方解石、片状伊/蒙混层I/S及石英和方解石有溶蚀现象；
(c)图显示粒间孔隙充填石英、方解石、钾长石、片状伊/蒙混层I/S及石英、方解石和钾长石有溶蚀现象；
总体而言，原生粒间孔大部分被伊利石、高岭石或自生石英所充，岩石致密、粒间孔较发育，孔隙分布较均匀，连通性较好，最大孔隙大于0.15mm，一般分布于0.04～0.08mm之间，以不规则多边形为主，次为近三角形、四边形等；
孔喉以缩颈喉为主，次为点状喉，喉道宽度一般小于0.02mm，孔喉结构差。具有中低孔、微喉道的特征。填隙物为泥质杂基，方解石胶结整体含量较低。
图1 研究区储层扫描电镜
(3)渗透性特征
马海东地区E3g下层14块岩心分析资料显示，储层渗透率范围为2.5～26.2×10-3m2，平均渗透率7.14×10-3μm2；
孔隙度主要在13.8%～17.6%之间，平均16.6%，属于中孔低渗。渗透率与孔隙度无明显对应变化关系，即渗透率受孔隙度控制作用不明显，表现出致密储层的物性特征。引起此变化的主因在于研究区岩样喉道半径较小，且分布范围较窄。
根据石油天然气行业标准SY/T 5358-2010《储层敏感性流动实验评价方法》对储层岩样进行敏感性评价。实验所用岩样均为马海东地区E3g下层天然岩样，所用流体均按照地层内流体分析结果而设置。取深度为1926.27m、1927.37m、1928.95m的试样进行试验。
(1)速敏性
速敏实验结果表明，岩样的速敏损害率在38.5%～56.3%之间，表现中等偏弱-中等偏强的速敏特征，本次速敏评价实验的临界流速为15.04m/d。研究区储层黏土矿物中伊利石含量较高，容易引起速敏，开发过程中可适当降低注水速度以缓解。
图2 速敏试验曲线 流速与地层水渗透率关系曲线
(2)水敏性
图3 水敏试验曲线
实验水型为Na2SO4，试样的水敏损害率在41.7%～45.3%之间，损害程度中等偏弱。造成储层水敏的主要原因是研究区黏土矿物绝对体积分数较高和伊/蒙间层相对体积分数高，储层孔喉半径小，且片状细喉道发育也容易造成储层水敏，开采过程中需注意水流的矿化度。
(3)酸敏性
图4 酸敏试验曲线 驱替孔隙体积倍数与pH值关系曲线
产生酸敏的原因一般有：储层内有较多含铁矿物如绿泥石等，铁离子产生不溶性氢氧化物沉淀，堵塞孔隙喉道；
酸化释放出的黏土颗粒发生膨胀运移，也可降低酸化效果。注酸类型为12% HCl+3% HF，试件的酸敏损害率均小于0，无酸敏损害。这是由于研究区储层内酸敏性矿物极少，未见绿泥石及易产生沉淀的金属矿物。
(4)碱敏性
碱敏性是指碱性液体进入储层后，与储层岩石或流体接触发生反应产生沉淀，使储层渗流能力下降的现象。实验水型为Na2SO4，碱敏损害率均值为6.45%，属于弱碱敏，无临界pH值。碱液与石英、长石和黏土矿物发生溶解作用生成的胶体或沉淀物堵塞储层孔隙喉道是储层碱敏的主要原因。高pH值溶液与高岭石黏土反应最明显，反应物可堵塞地层孔喉，但研究区内储层高岭石含量相对较少，所以该储层的岩心表现为弱碱敏性。
图5 碱敏试验曲线 碱溶液pH值与渗透率比值关系曲线
(5)盐敏性
盐敏伤害原理可类比水敏伤害，如蒙皂石、伊/蒙混层矿物与低矿化度流体接触时发生膨胀。实验水型为Na2SO4，由实验结果得出，临界盐度为2684mg/L，灰色油斑粉砂岩储层天然岩心盐敏损害程度表现为弱敏特征，开采过程中注水矿化度应尽量大于该值，否则将损害储层，造成储层渗透率下降。
图6 盐敏试验曲线 注入水矿化度与渗透率关系曲线
测试地区储层的敏感性主要表现为中等偏弱-中等偏强速敏、中等偏弱水敏、无酸敏损害、弱碱敏和弱盐敏特征，这是黏土矿物以水敏性的伊/蒙间层为主的缘故；
虽然测试区黏土矿物占比不高，但黏土矿物中伊/蒙间层占比较多，伊/蒙间层容易水化，有较强的水敏性，因此水敏性表现为中等偏弱；
储层岩石属于中孔低渗，且研究区储层黏土矿物中伊利石含量较高，伊利石被流体冲刷后微粒运移能力较强，流体速度变化时，孔喉较易阻塞，因此速敏性表现为中等；
绿泥石等酸敏矿物是引起储层酸敏的主要矿物成分，而绿泥石比例较低，且主要成分为碳酸钙的方解石的存在抵消了一部分酸敏储层伤害，因表现出无酸敏特征；
伊利石含量较高，高岭石含量在7%左右，几乎不含对碱敏感的蒙脱石，是地层弱碱敏的原因之一。
（1）马海东地区E3g下储层岩石类型以石英为主，属于中黏土矿物储层，黏土种类以伊/蒙间层为主，储集空间类型以粒间孔为主，孔隙分布较均匀，连通性较好，原生粒间孔大部分被伊利石、高岭石或自生石英所充，有中孔低渗的特征。
（2）马海东地区E3g下储层的敏感性主要表现为中等偏弱-中等偏强速敏、中等偏弱水敏、无酸敏损害、弱碱敏和弱盐敏特征，在储层保护中应将速敏和水敏重点考虑。
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