付明義，宋元威，于珺，高潮，羅騰躍

（延長(zhǎng)石油集團(tuán)研究院，陜西 西安710075）

英旺油田構(gòu)造上位于鄂爾多斯盆地一級(jí)構(gòu)造單元伊陜斜坡的東南部，該斜坡為西傾單斜，地層傾角小于1°，局部因差異壓實(shí)作用發(fā)育鼻狀構(gòu)造［1］。長(zhǎng)8 段屬三角洲前緣亞相—前三角洲沉積體系，主要受東北方向物源控制［2］。隨著勘探開(kāi)發(fā)程度的不斷深入和技術(shù)條件的提高，長(zhǎng)8 已成為英旺油田最重要的開(kāi)發(fā)層系。目前，已投產(chǎn)的區(qū)塊存在不同程度的注水難、注水壓力較高及措施效果不明顯等問(wèn)題，而長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層自身特點(diǎn)是造成這些問(wèn)題的本質(zhì)原因。

英旺油田長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層巖性以細(xì)粒長(zhǎng)石砂巖為主，碎屑組成總體具有長(zhǎng)石質(zhì)量分?jǐn)?shù)高、石英和巖屑質(zhì)量分?jǐn)?shù)低、成分成熟度低的特點(diǎn)；填隙物包括雜基和膠結(jié)物，總體質(zhì)量分?jǐn)?shù)較高，以硅質(zhì)、方解石和菱鐵礦為主；碎屑分選較好，主要呈次棱角狀，結(jié)構(gòu)成熟度較低；碎屑顆粒以線(xiàn)接觸為主，膠結(jié)類(lèi)型為綠泥石薄膜式膠結(jié)和孔隙充填式膠結(jié)［2-3］。

1 儲(chǔ)層物性特征

長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層孔隙度最高為16.7%，主要分布范圍6%～13%，平均值為9.991%，級(jí)差為25.0；滲透率最高為1.450×10-3μm2，主要分布范圍（0.100～0.500）×10-3μm2，平均滲透率為0.359×10-3μm2，級(jí)差為75.2（見(jiàn)圖1，2）。參考前人儲(chǔ)層劃分標(biāo)準(zhǔn)［4］，該儲(chǔ)層屬典型的低孔、超低滲儲(chǔ)層，物性很差，并具有很強(qiáng)的非均質(zhì)性。由圖3可知，長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層孔隙度和滲透率表現(xiàn)出正相關(guān)性，但相關(guān)系數(shù)不高，由此可見(jiàn)，超低滲儲(chǔ)層孔隙和喉道的發(fā)育情況對(duì)物性的影響很大，孔喉結(jié)構(gòu)越復(fù)雜，影響物性的因素就越多，而物性的不同正是孔隙結(jié)構(gòu)差異性的一種具體表現(xiàn)［5］。

圖1 長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層孔隙度頻率分布

圖2 長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層滲透率頻率分布

圖3 長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層孔隙度和滲透率關(guān)系

2 儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu)特征

2.1 孔隙類(lèi)型

據(jù)鑄體薄片和掃描電鏡資料，長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層面孔率為0.35%～13.00%，平均為4.01%；在成巖過(guò)程中發(fā)育多種孔隙類(lèi)型，主要為剩余原生粒間孔、粒間溶孔、粒內(nèi)溶孔和鑄?？椎取?/p>

剩余粒間孔多為早期綠泥石薄膜或包殼膠結(jié)、石英和長(zhǎng)石次生加大或其他膠結(jié)作用充填后的剩余粒間孔隙（見(jiàn)圖4a），約占孔隙總體積的26%，鏡下多呈三角形和不規(guī)則形狀，孔徑約為10～40 μm；粒間溶孔是原生粒間孔經(jīng)溶蝕作用改造后的擴(kuò)大孔（見(jiàn)圖4b），鏡下呈不規(guī)則狀，邊緣多為鋸齒狀或港灣狀，孔喉均較粗大，連通性好，孔徑一般為20～45 μm，占孔隙總體積的68%，是本區(qū)長(zhǎng)8 段最主要的一種孔隙類(lèi)型；粒內(nèi)溶孔是骨架顆粒中的長(zhǎng)石、云母或碳酸鹽巖屑被不同程度溶蝕后，在粒內(nèi)形成的大小不等、形貌各異的孔隙（見(jiàn)圖4c），孔徑一般為5～20 μm，約占孔隙總體積的3.8%；鑄?？自趦?chǔ)層中較少，多是鉀長(zhǎng)石被強(qiáng)烈溶蝕后形成的孔隙，約占孔隙總體積的0.8%。

2.2 孔喉分布特征

據(jù)鑄體薄片孔隙特征資料統(tǒng)計(jì)，長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層孔徑分布在8.0～59.0 μm，平均32.3 μm，其中75%的樣品分布在10.0～50.0 μm，主要為小孔。喉道為連通孔隙的狹窄通道，它的發(fā)育狀況對(duì)儲(chǔ)層的滲流能力具有決定性影響［6］。研究區(qū)長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層孔喉中值半徑分布范圍0.030～0.220 μm，平均0.085 μm，其中小于0.200 μm 的占91.5%。參考前人對(duì)鄂爾多斯盆地中生界儲(chǔ)層孔隙及喉道分級(jí)及命名原則［6-7］，研究區(qū)長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層屬小孔、微喉道類(lèi)型，儲(chǔ)集性能很差。

2.3 孔喉分選性

根據(jù)毛管壓力參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析可知，長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層喉道分選系數(shù)分布在0.03～3.75，平均為1.64；變異系數(shù)分布在0.08～1.77，平均為0.54；孔喉偏度分布在1.20～3.80，平均為1.91。以上參數(shù)表明，該儲(chǔ)層孔喉分布較均勻，分選性一般，呈正偏粗態(tài)。

2.4 孔喉滲流性和連通性

長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層排驅(qū)壓力pd較高，主要分布在0.30～4.00 MPa，平均1.99 MPa，中值壓力p50較高，多為3.29～25.96 MPa，平均12.74 MPa，表明儲(chǔ)層滲流能力很差［6-8］；最大孔喉半徑Rmax分布在0.104～2.450，平均0.767 μm；中值半徑分布在0.030～0.220 μm，平均0.085 μm，表明儲(chǔ)層砂巖結(jié)構(gòu)致密，孔喉微細(xì)。退汞效率We多分布在25.49%～49.20%，平均為34.35%，表明儲(chǔ)層砂巖具有超低滲透和連通性差的特點(diǎn)［9］。

3 儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)

儲(chǔ)層敏感性是指當(dāng)儲(chǔ)層與外來(lái)流體接觸時(shí)，由于外來(lái)流體與地層流體不配伍，儲(chǔ)層中的黏土礦物水化膨脹、微粒遷移或產(chǎn)生沉淀并堵塞孔喉，造成滲透率降低的現(xiàn)象［10］。文中根據(jù)SY/T 5358—2002《儲(chǔ)層敏感性流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法》進(jìn)行了長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層敏感性實(shí)驗(yàn)。

3.1 速敏性

速敏性評(píng)價(jià)的主要目的是研究?jī)?chǔ)層滲透率變化與滲流速度的關(guān)系，并找出使儲(chǔ)層滲透率明顯下降的臨界流速［10］。儲(chǔ)層巖石碎屑顆粒中存在固結(jié)疏松的石英和長(zhǎng)石微粒，填隙物中含有結(jié)構(gòu)疏松的伊利石、高嶺石等礦物，這些微粒在外來(lái)流體作用下，尤其是在壓力和注入速度加大的情況下，很容易被沖刷遷移，堵塞孔喉。長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層由于成巖演化程度較高，巖石本身十分致密，而充填于孔隙的高嶺石、伊利石等黏土礦物粒徑十分細(xì)小，幾乎無(wú)法形成堵塞［11］；同時(shí)，方解石多以充填膠結(jié)物形式產(chǎn)出，次生石英、長(zhǎng)石多以加大邊膠結(jié)物的形式產(chǎn)出，也都難以遷移［12］（見(jiàn)圖4d）。

圖4 長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層顯微照片

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，儲(chǔ)層滲透率損害率最高為15.5%，平均為6.3%；臨界流速為0.250～0.750 mL/min，平均為0.375 mL/min（見(jiàn)表1），總體表現(xiàn)為弱—無(wú)速敏的特征，不會(huì)對(duì)儲(chǔ)層造成嚴(yán)重的傷害。

表1 速敏性試驗(yàn)結(jié)果及評(píng)價(jià)

3.2 水敏性

水敏性評(píng)價(jià)是通過(guò)注入不同濃度的鹽水來(lái)評(píng)價(jià)黏土礦物的水敏特征，一般測(cè)定3 種不同鹽度，即原始地層水鹽度、鹽度減半、鹽度為零時(shí)的滲透率［10］。

不同種類(lèi)的黏土礦物結(jié)構(gòu)特征不盡相同，其膨脹性也相差較大，其中蒙脫石膨脹能力最強(qiáng)，其次為伊/蒙和綠/蒙混層礦物，綠泥石、伊利石的膨脹性很弱，而高嶺石則沒(méi)有膨脹性［13-14］。長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層的黏土礦物類(lèi)型以綠泥石為主，伊/蒙混層和伊利石質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低，因而總體表現(xiàn)為中等偏弱水敏的特征。8 塊樣品的滲透率損害率分布在14.6%～47.1%，平均為36.0%（僅有1 塊樣品的滲透率損害率為14.6%）。

3.3 酸敏性

井下作業(yè)過(guò)程中，儲(chǔ)層中含有的大量綠泥石和各類(lèi)硅酸鹽礦物容易與酸液作用，生成Fe（OH）2、SiO2和CaF2沉淀物；碳酸鹽礦物會(huì)與氫氟酸反應(yīng)生成CaF2沉淀物； 含鐵的碳酸鹽礦物與鹽酸反應(yīng)會(huì)生成Fe（OH）2和Fe（OH）3類(lèi)沉淀物，從而對(duì)儲(chǔ)層造成損害，尤其對(duì)孔喉細(xì)小的低滲透儲(chǔ)層更為嚴(yán)重［10，14］。

試驗(yàn)結(jié)果表明，酸敏導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率損害率主要分布在24.2%～29.1%，個(gè)別樣品偏高（47.8%）或偏低（12.1%），整體表現(xiàn)出弱酸敏性，可以采用酸化作業(yè)解堵投產(chǎn)。

3.4 鹽敏性

鹽敏性是不同礦化度等級(jí)的地層水在油氣層中流動(dòng)時(shí)，由于黏土礦物會(huì)發(fā)生水化和陽(yáng)離子交換使黏土層間距加大，產(chǎn)生分散、運(yùn)移、膨脹，而導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率下降的現(xiàn)象［10］。鹽敏性的實(shí)質(zhì)是儲(chǔ)層中的黏土礦物由于地層水鹽度降低發(fā)生膨脹，從而對(duì)儲(chǔ)層造成損害。研究區(qū)黏土礦物中伊蒙混層質(zhì)量分?jǐn)?shù)很低，因而對(duì)鹽敏性的影響不大。

試驗(yàn)結(jié)果表明，長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層7 塊巖樣的臨界鹽度為4 g/L，滲透率損害率分布在31.6%～49.1%，1 塊巖樣為2 g/L，滲透率損害率為12.5%?？傮w上看，本區(qū)長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層的鹽敏程度為中等偏弱，不會(huì)對(duì)儲(chǔ)層造成嚴(yán)重的傷害?？稍谧⑷胨屑尤胍欢康姆琅騽┗蛘呤棺⑷胨牡V化度保持在適當(dāng)水平［15-16］。

3.5 堿敏性

當(dāng)高pH 值流體進(jìn)入油氣層后，將對(duì)油氣層中黏土礦物（如高嶺石）和硅質(zhì)膠結(jié)物的結(jié)構(gòu)產(chǎn)生破壞，從而造成油氣層的堵塞損害［10］。此外，大量的氫氧根與某些二價(jià)陽(yáng)離子結(jié)合會(huì)生成不溶物，也會(huì)造成油氣層的堵塞損害。

試驗(yàn)結(jié)果表明，8 塊巖樣臨界pH 值分布在8.5～11.5，滲透率損害率分布在21.6%～28.4%。總體上看，本區(qū)長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層的堿敏程度為弱，不會(huì)對(duì)儲(chǔ)層造成嚴(yán)重的傷害。

3.6 敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果

根據(jù)上述研究結(jié)果，研究區(qū)長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層具有弱—無(wú)速敏、弱酸敏、弱堿敏、中等偏弱的鹽敏和水敏等特點(diǎn)，敏感性程度總體為弱傷害（見(jiàn)表2）。

表2 儲(chǔ)層敏感性評(píng)價(jià)結(jié)果統(tǒng)計(jì)

根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在開(kāi)發(fā)過(guò)程中可采用以下保護(hù)措施：鉆井過(guò)程中，不僅要優(yōu)選鉆井液體系，還要加入屏蔽暫堵劑，使鉆井液進(jìn)入儲(chǔ)集層的速度控制在2.5 mL/min 以下；控制鉆井液濾失量，減少鉆井液浸泡時(shí)間，增強(qiáng)濾液抑制性；控制例如油田注入水、洗井液等外來(lái)流體的pH 值（8.5 左右）和總礦化度（高于臨界鹽度4 g/L），提高儲(chǔ)層改造酸化壓裂時(shí)的酸液返排率。

4 結(jié)論

1）英旺油田長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層物性很差，具有較強(qiáng)非均質(zhì)性，屬典型的低孔、超低滲儲(chǔ)層。儲(chǔ)層孔隙類(lèi)型多樣，主要以粒間溶孔和剩余粒間孔為主，屬于小孔、微喉道類(lèi)型。

2）毛細(xì)管壓力參數(shù)表明，長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層具有結(jié)構(gòu)致密、孔喉細(xì)微、分選性一般、連通性差等特征，也決定了該區(qū)長(zhǎng)8 儲(chǔ)層具有低孔、超低滲和低產(chǎn)的基本特點(diǎn)。

3）長(zhǎng)8 砂巖儲(chǔ)層敏感性以弱傷害程度為主，對(duì)儲(chǔ)層傷害具有一定影響，在注水或施工作業(yè)時(shí)，應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)層敏感性特點(diǎn)，調(diào)節(jié)工作液與地層配伍，盡可能減少流體對(duì)儲(chǔ)層的傷害。

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