李瑩瑩 (中國(guó)石油大學(xué) (北京)石油工程學(xué)院,北京102249)
岳前升 (長(zhǎng)江大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院,湖北 荊州434023)
秦皇島33-1南油田位于渤海中部海域石臼坨凸起中部,北與秦皇島33-1油田緊鄰,西距秦皇島32-6油田約2km,西距塘沽約140km。油田范圍內(nèi)平均水深24.2m。在該油田規(guī)模性開發(fā)之前,儲(chǔ)層潛在損害因素分析是一項(xiàng)十分重要的研究工作,其結(jié)果可為各種入井流體設(shè)計(jì)提供必需的基礎(chǔ)性數(shù)據(jù)。為此,筆者通過(guò)X-射線衍射、掃描電鏡和敏感性分析等手段,研究了該油田儲(chǔ)層損害因素,為鉆完井液體系選擇提供依據(jù)。
秦皇島33-1南油田揭示的地層,自上而下分別為第四系平原組、新近系明化鎮(zhèn)組和館陶組。油田的主要含油氣層系發(fā)育在新近系明化鎮(zhèn)組下段。地層以砂泥巖為主。
1)儲(chǔ)層物性特征 巖心樣品的孔隙度、滲透率分析資料統(tǒng)計(jì)表明,孔隙度分布范圍24.6%~41.9%,平均35.4%;滲透率分布范圍 (11.6~18902.7)×10-3μm2,平均5586.4×10-3μm2。全油田含油氣儲(chǔ)層的測(cè)井解釋孔隙度分布范圍21.5%~39.4%,平均34.4%;滲透率分布范圍 (2.3~9856.5)×10-3μm2,平均4135.0×10-3μm2。這些數(shù)據(jù)表明,該油田儲(chǔ)層屬高孔高滲型儲(chǔ)層。
2)儲(chǔ)層巖石學(xué)特征 秦皇島33-1南油田明化鎮(zhèn)組 (Nm)下段儲(chǔ)層巖性以中粗粒、中細(xì)粒巖屑長(zhǎng)石砂巖和長(zhǎng)石巖屑砂巖為主,礦物成分主要為石英、長(zhǎng)石、巖屑,石英含量16%~50%,平均30%,長(zhǎng)石含量20%~44%,平均34%,巖屑18%~62%,平均36%。碎屑顆粒分選中等~好,磨圓度次圓~次棱狀,粒度中值為42~335μm。表1儲(chǔ)層巖樣的X射線衍射分析顯示,儲(chǔ)層中粘土礦物絕對(duì)含量并不高,基本上在5%以下;粘土礦物以伊/蒙混層為主,平均含量達(dá)73.8%,而且蒙脫石混層比較高;其次為高嶺石、綠泥石和伊利石。
3)掃描電鏡分析 儲(chǔ)層巖樣掃描電鏡顯示 (見圖1),孔隙類型以原生粒間孔為主,巖石孔隙發(fā)育較好,分布均勻,連通性較好,孔隙形態(tài)多為不規(guī)則形,喉道多為點(diǎn)狀或片狀,喉道分布均勻。
4)壓力和溫度系統(tǒng) 秦皇島33-1南油田壓力系數(shù)1.009,壓力梯度0.968MPa/100m,溫度梯度3.7℃/100m,屬于正常的壓力和溫度系統(tǒng)。
5)油田水性質(zhì) 地層水礦化度較低,在2800~4500mg/L,按照蘇林分類為NaHCO3水型。
6)原油性質(zhì) 原油性質(zhì)縱向差異較大,Nm0、NmⅠ油組原油為稠油,NmⅡ、NmⅢ油組原油為常規(guī)油。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)SY/T 5358《儲(chǔ)層敏感性流動(dòng)試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法》2010版[1]較2002版[2]相比,主要有以下幾方面變化:①新標(biāo)準(zhǔn)速敏評(píng)價(jià)中取消了束縛水下的油流速敏試驗(yàn),只保留單相鹽水和中性油2種流體速敏性評(píng)價(jià);②新標(biāo)準(zhǔn)水敏評(píng)價(jià)中取消了殘余油下的水敏評(píng)價(jià),只保留了單相鹽水水敏試驗(yàn);③新標(biāo)準(zhǔn)中增加了鹽敏試驗(yàn),并視水敏具體結(jié)果分鹽度上升和下降2種鹽敏試驗(yàn)。
圖1 儲(chǔ)層巖樣SEM分析 (秦皇島33-1南-3井,1162.30m)
1)試驗(yàn)結(jié)果 根據(jù)新標(biāo)準(zhǔn)對(duì)秦皇島33-1南油田明下段儲(chǔ)層敏感性進(jìn)行評(píng)價(jià),其結(jié)果見表1所示。儲(chǔ)層巖樣的敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果,秦皇島33-1南油田儲(chǔ)層對(duì)外界流體還是相當(dāng)敏感的,除鹽酸和土酸處理后巖樣滲透率未出現(xiàn)下降外,其余均出現(xiàn)滲透率不同程度下降現(xiàn)象。
表1 秦皇島33-1南-3井巖樣敏感性分析結(jié)果
2)結(jié)果分析 秦皇島33-1南油田明下段儲(chǔ)層膠結(jié)疏松,孔隙連通性好,表現(xiàn)出高孔高滲特性,儲(chǔ)層粘土礦物雖然含量不高,但膨脹性很強(qiáng),而且主要分布于孔隙表面和喉道連接處,這就決定了儲(chǔ)層對(duì)流體流速變化、礦化度變化和堿度變化比較敏感。對(duì)于鉆完井過(guò)程而言,儲(chǔ)層的高孔高滲性意味著鉆完井液中的固相易侵入儲(chǔ)層,因此控制固相侵入深度至關(guān)重要。結(jié)合以上試驗(yàn)數(shù)據(jù),對(duì)于鉆完井過(guò)程,鉆完井液中的固相侵入、水敏、pH值和密度是造成秦皇島33-1南油田儲(chǔ)層損害的潛在因素。
(1)秦皇島33-1南油田明下段埋藏淺,屬高孔、高滲型儲(chǔ)層。儲(chǔ)層粘土礦物以伊/蒙混層為主。
(2)秦皇島33-1南油田儲(chǔ)層對(duì)流體流速、酸堿度、鹽度和應(yīng)力等變化比較敏感。
(3)鉆完井過(guò)程中儲(chǔ)層損害因素主要為固相侵入、水敏損害和應(yīng)力敏感性損害。因此,實(shí)際鉆采生產(chǎn)中,應(yīng)適當(dāng)?shù)目刂屏黧w產(chǎn)出和注入速度、入井流體的酸堿度、鹽度和固相侵入,以保護(hù)儲(chǔ)層。
[1]SY/T5358-2010,儲(chǔ)層敏感性流動(dòng)試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法 [S].
[2]SY/T5358-2002,儲(chǔ)層敏感性流動(dòng)試驗(yàn)評(píng)價(jià)方法 [S].