靳 軍，唐洪明，周基賢，劉 淼，張文錦，周 翊

（1.中國(guó)石油新疆油田分公司實(shí)驗(yàn)檢測(cè)研究院，新疆 克拉瑪依 834000；2.西南石油大學(xué)地球科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，四川 成都 610500）

準(zhǔn)噶爾盆地阜康凹陷侏羅系頭屯河組是該地區(qū)的主力產(chǎn)油層位，在鉆完井、酸化、壓裂、注水、采油、提高采收率等勘探開(kāi)發(fā)過(guò)程中，儲(chǔ)層敏感性對(duì)單井產(chǎn)能影響大，并且制約了油氣開(kāi)發(fā)效率[1-5]。對(duì)于儲(chǔ)層敏感性損害程度、機(jī)理與黏土礦物類型、含量間關(guān)系，前人做了大量的研究工作，普遍認(rèn)為影響敏感性的主要因素為黏土礦物類型及其含量[6-8]，與孔喉大小及碎屑組分也有一定聯(lián)系。水敏損害率與蒙脫石、伊/蒙間層相對(duì)含量呈正相關(guān)；酸敏損害率與綠泥石含量呈正相關(guān)；速敏損害率與高嶺石、伊利石相對(duì)含量呈正相關(guān)，并且通?？缀戆霃皆叫。饺菀自斐蓛?chǔ)集層敏感性增強(qiáng)。但敏感性損害與儲(chǔ)層物性的關(guān)系，及其他填隙物間類型與含量間的關(guān)系研究不夠深入，對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)的損害也并沒(méi)有進(jìn)行直觀、定量的評(píng)價(jià)，對(duì)系統(tǒng)分析儲(chǔ)層敏感性損害程度與機(jī)理不全面，甚至出現(xiàn)潛在的損害預(yù)測(cè)—室內(nèi)評(píng)價(jià)—礦場(chǎng)生產(chǎn)三者相互矛盾等問(wèn)題，難以科學(xué)地指導(dǎo)礦場(chǎng)生產(chǎn)措施的順利實(shí)施。因此，以準(zhǔn)噶爾盆地阜康凹陷頭屯河組為研究對(duì)象，在綜合分析儲(chǔ)層地質(zhì)特征、敏感性礦物類型與含量、填隙物類型與含量、孔隙結(jié)構(gòu)等基礎(chǔ)上，結(jié)合大量的敏感性室內(nèi)評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)分析低滲儲(chǔ)層敏感性損害機(jī)理與控制因素，為后期儲(chǔ)層保護(hù)、注水開(kāi)發(fā)、增產(chǎn)措施、提高采收率等技術(shù)的應(yīng)用推廣，提供技術(shù)支撐與科學(xué)依據(jù)，并為綜合分析低滲儲(chǔ)層敏感性損害機(jī)理提供典型案例。

1 儲(chǔ)層地質(zhì)特征

阜康凹陷是準(zhǔn)噶爾盆地西北部油氣資源最豐富的地區(qū)之一[9]，侏羅系頭屯河組屬于湖泊辮狀河三角洲沉積體系[10]。巖性以長(zhǎng)石巖屑砂巖為主，巖屑組分以凝灰?guī)r為主；填隙物主要為泥質(zhì)，含量2%～8%，其次為高嶺石、方解石、微量黃鐵礦以及自生石英等，不同類填隙物含量相差大?？紫抖绕骄鶠?5.02%，滲透率平均為3.68×10-3μm2。儲(chǔ)集空間主要為原生粒間孔及剩余粒間孔。根據(jù)流體資料分析，油藏原油為輕質(zhì)、低黏度常規(guī)油。通過(guò)統(tǒng)計(jì)頭屯河組不同含油飽和度樣品（樣品數(shù)量為19個(gè)）的黏土（粒徑小于16 μm）絕對(duì)含量表明，油層黏土礦物絕對(duì)含量平均為3.6%，含油層黏土礦物絕對(duì)含量平均為7.28%，油水同層黏土礦物絕對(duì)含量平均為5.38%。

頭屯河組砂巖黏土礦物中伊/蒙間層相對(duì)含量為4%～95%，平均為64.6%；高嶺石相對(duì)含量為1%～85%，平均為14.6%；綠泥石相對(duì)含量為1%～47%，平均為10.4 %；伊利石相對(duì)含量為2 %～43 %，平均為9.6 %；間層比含量為76 %～92 %，平均為83.8 %。伊/蒙間層在中滲儲(chǔ)層中主要表現(xiàn)為薄膜狀，具有蜂窩狀微結(jié)構(gòu)（圖1a、圖1b）。高嶺石單晶呈六方片狀，集合體呈書頁(yè)狀、蠕蟲狀或者蝕變假象，主要分布在粒間（圖1c）。綠泥石主要呈交代假象（粒內(nèi)分布）（圖1d），偶見(jiàn)粒間薄膜枳殼狀（圖1e）等。鑄體薄片鑒定統(tǒng)計(jì)（樣品個(gè)數(shù)為58）表明，填隙物類型多，以泥質(zhì)為主（1 %～35 %，平均為1.75 %），其次為方解石（0～10%，平均為1.92%）；膠結(jié)物類型多，除自生黏土礦物外，還含有少量方解石、黃鐵礦、方沸石、自生石英等。方解石以連晶狀方式存在（圖1f），自生石英微晶充填于粒間孔隙，其多呈垂直顆粒生長(zhǎng)，并附著在伊/蒙間層表面。

圖1 準(zhǔn)噶爾盆地阜康凹陷頭屯河組砂巖儲(chǔ)層照片及黏土礦物賦存狀態(tài)Fig.1 Reservoir photo and clay mineral occurrence state of Toutunhe Formation in Fukang Sag,Junggar Basin

2 實(shí)驗(yàn)流程與實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

實(shí)驗(yàn)采用巖心流動(dòng)驅(qū)替方法，通過(guò)頭屯河組9塊典型段塞樣實(shí)驗(yàn)曲線進(jìn)行機(jī)理研究。依據(jù)石油行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《儲(chǔ)層敏感性流動(dòng)實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)方法：SY/T 5358—2010》[11]進(jìn)行頭屯河組敏感性評(píng)價(jià)。頭屯河組地層水總礦化度平均為4 128.23 mg/L，氯離子含量平均為1 863.45 mg/L，水型為NaHCO3型。頭屯河組地層水礦化度低，水敏性損害是按照礦化度逐級(jí)降低的順序評(píng)價(jià)，地層水礦化度4 128.23 mg/L、次地層水2 064.12 mg/L、蒸餾水；儲(chǔ)層鹽敏性損害是按照1、2、3、4、5倍模擬地層水礦化度逐級(jí)升高的順序評(píng)價(jià)。以各個(gè)敏感性條件為橫坐標(biāo)，不同條件下巖樣滲透率（Kn）與初始滲透率（Ki）的比值為縱坐標(biāo)，繪制敏感性評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)曲線。

為進(jìn)一步深化儲(chǔ)層敏感性損害機(jī)理，通過(guò)蘇州紐邁電子科技有限公司生產(chǎn)的MacroMR12-150H-I核磁共振儀測(cè)量實(shí)驗(yàn)前后巖心的T2譜，對(duì)比敏感性損害對(duì)孔隙結(jié)構(gòu)的影響程度；利用FEI公司的FEI Quanta 650掃描電子顯微鏡明確水敏性黏土礦物的膨脹、分散等機(jī)理，對(duì)比實(shí)驗(yàn)前后敏感性礦物產(chǎn)狀與形態(tài)，深入研究目的層水敏性等損害機(jī)理。

3 儲(chǔ)層敏感性損害評(píng)價(jià)及機(jī)理

3.1 速敏性損害評(píng)價(jià)結(jié)果與機(jī)理

表1和圖2為頭屯河組典型速敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)統(tǒng)計(jì)81塊段塞速敏損害結(jié)果表明，無(wú)速敏和弱速敏樣品占比67.9%，中等偏弱速敏樣品占比14.8%，中等偏強(qiáng)和強(qiáng)速敏樣品占比17.3%。由無(wú)速敏巖心的NMR-T2響應(yīng)曲線（圖2b）可以看出，T2譜呈單峰的形態(tài)，主要以中孔隙為主。對(duì)比實(shí)驗(yàn)前后曲線可知，實(shí)驗(yàn)后T2譜信號(hào)量減小了2%，且減小發(fā)生在T2=10 ms左右譜峰值，推斷微粒運(yùn)移主要發(fā)生在相對(duì)大的孔隙，其為主要滲流通道，同時(shí)微粒運(yùn)移后會(huì)導(dǎo)致巖心孔隙度與孔隙分布的變化。巖心速敏性弱，孔隙分布變化不大。高嶺石等是速敏損害源，頭屯河組中高嶺石呈蠕蟲狀集合體賦存于顆粒之間，并伴有方解石膠結(jié)，微結(jié)構(gòu)穩(wěn)定（圖1c、圖1f）；伊利石呈毛發(fā)狀但含量低，不是速敏損害主要損害源。低滲透儲(chǔ)層孔隙細(xì)小，實(shí)驗(yàn)過(guò)程中時(shí)有驅(qū)壓過(guò)高，流量難以達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的6 cm3/min，根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，壓力梯度大于2 MPa/cm時(shí)，可結(jié)束實(shí)驗(yàn)。對(duì)于小孔隙而言，流體在其中的滲流速度慢，分散質(zhì)點(diǎn)狀黏土礦物以及其他一些分散狀填隙物等是速敏損害源，但由于其難發(fā)生啟動(dòng)與運(yùn)移，不會(huì)發(fā)生速敏損害。因此，對(duì)于低滲儲(chǔ)層而言，微納米級(jí)孔隙占優(yōu)，不管是注水或者采油，滲流速度有限，微粒運(yùn)移壓差大，速敏不是儲(chǔ)層主要損害類型。

表1 頭屯河組儲(chǔ)層巖心速敏損害測(cè)試數(shù)據(jù)Table 1 Reservoir core velocity sensitive damage test data of Toutunhe Formation

圖2 頭屯河組典型速敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.2 Experimental curve of velocity sensitivity of Toutunhe Formation

3.2 水、鹽敏性損害評(píng)價(jià)結(jié)果與機(jī)理

表2和圖3為頭屯河組典型水敏、鹽敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果，通過(guò)統(tǒng)計(jì)水敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果（樣品個(gè)數(shù)為80）表明，強(qiáng)水敏和中等偏強(qiáng)水敏樣品占比63.8 %，中等偏弱水敏樣品占比33.8 %，弱水敏樣品占比2.5 %，頭屯河組整體具有中等偏強(qiáng)—強(qiáng)水敏性。對(duì)比不同礦化度水敏實(shí)驗(yàn)前后的NMR-T2響應(yīng)曲線，峰變化在1 ms左右，水敏后T2譜信號(hào)量減小17%，說(shuō)明儲(chǔ)層發(fā)生水敏后對(duì)巖心孔隙結(jié)構(gòu)造成了一定破壞，其原因是水敏性黏土礦物（伊/蒙間層）的膨脹與分散運(yùn)移[12-14]，黏土膨脹占據(jù)更多的孔隙體積（圖3b）；同時(shí)薄膜狀黏土膨脹后，賦存在薄膜上的其他微粒從顆粒表面剝離下來(lái)，從穩(wěn)定的微粒，變?yōu)榭蛇\(yùn)移的微粒，這些微粒包括高嶺石、雜基等，使得水敏反應(yīng)后還疊加了速敏損害效應(yīng)。

表2 頭屯河組儲(chǔ)層巖心水敏、鹽敏損害測(cè)試數(shù)據(jù)Table 2 Water/salt sensitive damage test data of reservoir cores of Toutunhe Formation

73塊樣品鹽敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果統(tǒng)計(jì)表明，中等偏強(qiáng)和強(qiáng)鹽敏樣品占比89.1 %，中等偏弱鹽敏樣品占比18.8 %，弱鹽敏樣品占比6.3 %，頭屯河組具有中等偏強(qiáng)—強(qiáng)鹽敏，臨界礦化度為2倍地層水礦化度（8 256.46 mg/L）。圖3d表示不同礦化度流體反應(yīng)前后NMR-T2響應(yīng)曲線，主峰在1 ms左右，以小孔隙為主；T2譜對(duì)比表明，鹽敏實(shí)驗(yàn)后T2譜信號(hào)量減少幅度為10 %，小孔體積空間未發(fā)生明顯變化（T2＜1 ms），分析其原因可能是孔隙太小，黏土膨脹空間受限，膨脹強(qiáng)度沒(méi)有大孔中明顯；而對(duì)于相對(duì)大的孔隙，其是流體滲透主要通道，易于與不同類型流體接觸反應(yīng)，即發(fā)生伊/蒙間層、蒙脫石等水敏性礦物晶格剝離、分散、運(yùn)移，在T2譜體現(xiàn)出T2＞1 ms對(duì)應(yīng)的孔隙體積減小，而且隨著礦化度增加這種趨勢(shì)變化越明顯。因此，鹽敏損害后巖心孔隙體積有所減小，鹽敏損害發(fā)生在相對(duì)大孔隙中，黏土分散與運(yùn)移分割孔隙，導(dǎo)致大孔隙向小孔隙變化，使得巖心滲透率降低。

圖3 頭屯河組水敏、鹽敏感性實(shí)驗(yàn)曲線Fig.3 Experimental curve of water/salt sensitivity of Toutunhe Formation

通過(guò)原位電鏡觀察水敏性礦物的水化膨脹（圖4）可見(jiàn)：呈薄膜狀充填于粒間與粒表的黏土礦物浸泡后會(huì)膨脹且從顆粒表面剝離，流體沖刷下易發(fā)生分散運(yùn)移，同時(shí)由于膨脹會(huì)形成粒緣縫（圖4a、圖4b）；另一種現(xiàn)象為充填在顆粒間的黏土礦物浸泡后明顯發(fā)生膨脹，將孔隙充填更“飽滿”，顆粒間的縫明顯減?。▓D4c、圖4d）。這兩種方式的損害均會(huì)導(dǎo)致孔隙半徑減小，與前述核磁T2譜實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合。值得注意的是如果伊/蒙間層等表面賦存有自生石英、雜基等微粒，隨著水敏性黏土礦物的膨脹與剝離，原本穩(wěn)定的顆粒也會(huì)隨黏土的分散運(yùn)移而發(fā)生運(yùn)移，加劇儲(chǔ)層水敏性損害，但這種誘發(fā)其他微粒的損害，與傳統(tǒng)定義的水敏性礦物膨脹分散運(yùn)移不同，為水敏礦物損害后的“速敏損害”疊加效應(yīng)，屬于“次生”損害。

圖4 頭屯河組浸泡實(shí)驗(yàn)前后鏡下原位觀察Fig.4 In-situ observation under microscope before and after immersion experiment of Toutunhe Formation

3.3 酸敏性損害評(píng)價(jià)結(jié)果與機(jī)理

圖5是使用土酸液（12%HCl+3%HF）驅(qū)替前后的典型酸敏實(shí)驗(yàn)曲線。通過(guò)49塊段塞樣品酸敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，無(wú)酸敏樣品占比16.3%，弱酸敏樣品占比28.6%，中等偏弱酸敏樣品占比22.4%，中等偏強(qiáng)酸敏樣品占比20.4 %，強(qiáng)酸敏樣品占比12.2 %。整體來(lái)說(shuō)，頭屯河組酸敏損害程度范圍大，從無(wú)酸敏到強(qiáng)酸敏均有涉及，酸敏損害程度主要呈弱—中等偏弱。對(duì)于儲(chǔ)層物性低、填隙物含量高、鈣質(zhì)組分少的儲(chǔ)層，預(yù)測(cè)有酸敏，實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)結(jié)果也證實(shí)存在酸敏，這類儲(chǔ)層占比55.0 %（中等偏弱—強(qiáng)酸敏）；酸敏機(jī)理是殘酸返排困難，易于形成二次沉淀等，導(dǎo)致孔喉減小，發(fā)生酸敏損害。

弱酸敏儲(chǔ)層占比28.6%，如圖5所示，F(xiàn)022巖樣酸敏損害率為3.27%，評(píng)價(jià)損害程度為無(wú)損害（表3），對(duì)比酸敏實(shí)驗(yàn)前后T2譜表明，酸對(duì)儲(chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu)改變大。由于二次沉淀、微粒運(yùn)移等，導(dǎo)致相對(duì)大孔喉變成中小孔喉，但是滲流率影響不大。

圖5 頭屯河組酸敏感性實(shí)驗(yàn)曲線Fig.5 Experimental curve of acid sensitivity of Toutunhe Formation

表3 頭屯河組儲(chǔ)層酸敏實(shí)驗(yàn)前后孔隙結(jié)構(gòu)各參數(shù)對(duì)比Table 3 Comparison of pore structure parameters before and after acid sensitivity test in Toutunhe Formation

根據(jù)儲(chǔ)層敏感性礦物類型以及孔隙結(jié)構(gòu)特征預(yù)測(cè)儲(chǔ)層無(wú)酸敏，但是實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)為酸敏損害，原理與機(jī)理見(jiàn)4.3。

3.4 堿敏性損害評(píng)價(jià)結(jié)果與機(jī)理

堿敏實(shí)驗(yàn)2塊樣品，一塊損害率為45.7%，堿敏損害程度為中等偏弱，另一塊損害程度為65.6%，堿敏損害程度為中等偏強(qiáng)（表4）。F051樣品是一塊中孔、中滲巖心，其NMR-T2曲線呈雙峰形態(tài)，NMR-T2橫坐標(biāo)數(shù)值出現(xiàn)在1～100 ms，驅(qū)替完堿性流體后，在NMR-T2橫坐標(biāo)數(shù)值為10～100 ms變化波動(dòng)較大。堿性外來(lái)流體誘發(fā)黏土礦物分散，結(jié)構(gòu)失去穩(wěn)定，或者與石英、長(zhǎng)石等有溶解作用發(fā)生。F022巖心堿敏損害率為45.7%，是一塊低孔、超低滲巖心，NMR-T2曲線呈雙峰形態(tài)，NMR-T2主峰分布在10～100 ms，該巖心以大孔隙為主。巖心驅(qū)替后，小孔隙體積減小，大孔隙體積略有增加。

表4 頭屯河組儲(chǔ)層巖心堿敏損害測(cè)試數(shù)據(jù)Table 4 Alkaline sensitive damage test data of reservoir cores of Toutunhe Formation

4 敏感性損害控制因素討論

儲(chǔ)層敏感性損害控制因素有很多，包括黏土礦物含量、黏土礦物類型和儲(chǔ)層物性特征，其中黏土礦物類型和含量是主要因素[15-17]。重點(diǎn)討論頭屯河組各因素對(duì)敏感性損害程度的影響。

4.1 黏土礦物類型與含量

儲(chǔ)層的黏土礦物特征是影響儲(chǔ)層敏感性的主控因素，頭屯河組究竟是什么相關(guān)性呢？圖6分別將不同類型黏土礦物相對(duì)含量與各敏感性損害率進(jìn)行對(duì)比，結(jié)果表明各類黏土礦物的相對(duì)含量與速敏損害率相關(guān)性不大。據(jù)圖6b、圖6c，水敏、鹽敏損害率與伊/蒙間層相對(duì)含量呈正相關(guān)，主要原因是伊/蒙間層礦物中，富含具有膨脹性和親水性的蒙脫石（間層比平均為83.8%），并且伊/蒙間層產(chǎn)狀多呈蜂窩狀。與低于地層水礦化度的流體接觸時(shí)，蒙脫石發(fā)生膨脹，伊/蒙間層由于膨脹層而解體，高嶺石等非膨脹性微粒亦會(huì)分散遷移，堵塞孔隙，造成地層滲透率下降[18-19]。與水敏相似，伊/蒙間層和伊利石對(duì)儲(chǔ)層鹽敏損害率也有重要影響（圖6c），當(dāng)伊/蒙間層與高于地層水礦化度流體相遇時(shí)，會(huì)壓縮黏土顆粒擴(kuò)散雙電層厚度，造成顆粒失穩(wěn)、脫落，堵塞孔隙喉道，引起儲(chǔ)層滲透率的降低。綠泥石是影響儲(chǔ)層酸敏感性最主要的黏土礦物，隨著伊/蒙間層含量增加，酸敏損害呈一定的正相關(guān)性（圖6d），但與酸敏性礦物相關(guān)性不強(qiáng)，是因?yàn)榫G泥石含量低，且大部分綠泥石賦存形式為粒內(nèi)交代假象。研究區(qū)塊的主要黏土礦物類型為伊/蒙間層，影響各種敏感性的損害程度，因此，儲(chǔ)層敏感性損害強(qiáng)度與黏土礦物類型有關(guān)。

圖6 頭屯河組黏土礦物相對(duì)含量與各敏感損害率關(guān)系Fig.6 Relation between relative content of clay minerals and sensitivity index of Toutunhe Formation

4.2 儲(chǔ)層物性

速敏的臨界流速隨滲透率增加，呈加大趨勢(shì)（圖7a），氣測(cè)滲透率小于50×10-3μm2時(shí)，儲(chǔ)層臨界流速小于15 m/d，因?yàn)轵?qū)替壓差高，低滲儲(chǔ)層速敏室內(nèi)評(píng)價(jià)難以達(dá)到行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)要求的最高流量6 mL/min。滲透率越大，速敏的臨界流速越大且發(fā)生中偏強(qiáng)的速敏損害；滲透率低的儲(chǔ)層，微孔小，滲流壓差大，但產(chǎn)量低，難以啟動(dòng)微粒，發(fā)生規(guī)模性運(yùn)移與堵塞。

滲透率對(duì)水敏、鹽敏損害也有一定的控制，隨滲透率增加，水敏/鹽敏損害率呈增加趨勢(shì)。物性好的儲(chǔ)層，水敏/鹽敏性礦物呈薄膜狀特殊產(chǎn)狀，與外來(lái)流體接觸更充分，損害程度更大（圖7b）。酸敏損害主要是二次沉淀，以及富含鐵鎂質(zhì)元素的火山巖巖屑，碳酸鹽礦物等，碳酸鹽礦物可通過(guò)鹽酸預(yù)處理預(yù)防其二次沉淀，頭屯河組綠泥石呈集合狀產(chǎn)出，與酸接觸面積和強(qiáng)度受限，酸敏損害程度不均勻（圖7c），與富鐵鎂的火山巖巖屑以及其他填隙物有關(guān)。

圖7 頭屯河組滲透率與各敏感性關(guān)系Fig.7 Relation between permeability and sensitivity of Toutunhe Formation

4.3 其他填隙物

研究區(qū)綠泥石相對(duì)含量偏低，部分井綠泥石相對(duì)含量?jī)H有6%，而部分巖心酸敏損害程度室內(nèi)評(píng)價(jià)卻達(dá)到中等偏強(qiáng)，且損害主要發(fā)生在物性相對(duì)好的儲(chǔ)層中（滲透率大于10×10-3μm2）。這一情況表明綠泥石已不再是影響酸敏性最主要的因素。

鑄體和電鏡觀察表明黏土礦物呈薄膜狀產(chǎn)出，同時(shí)粒表和粒間賦存大量的自生石英微晶（直徑小于5 μm）（圖8a—圖8b）。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景及成巖演化推測(cè)，這種石英微晶可能是凝灰質(zhì)玻脫化作用形成[20]。成巖階段早期，在堿性的埋藏環(huán)境下，凝灰質(zhì)經(jīng)蝕變轉(zhuǎn)化成蒙脫石，在此過(guò)程中釋放出的二氧化硅在顆粒表面形成自生石英微晶。這些自生石英微晶多呈垂直顆粒生長(zhǎng)，并且附著在伊/蒙間層表面，由于沒(méi)有石英碎屑顆粒起到成核作用[21]，即使有充足的二氧化硅也難以生長(zhǎng)成較大的自生石英，只能以石英微晶的形態(tài)存在。此外，凝灰質(zhì)的脫玻化作用雖然會(huì)產(chǎn)生一定量的微孔隙，但發(fā)育空間仍不足夠供自生石英生長(zhǎng)。

圖8 頭屯河組酸敏實(shí)驗(yàn)前后結(jié)果Fig.8 Results before and after acid sensitivity experiments of Toutunhe Formation

儲(chǔ)層中綠泥石平均含量為10.4%且呈集合體假象產(chǎn)出（圖1d），碳酸鹽巖平均含量為3.0%。從酸敏性礦物類型與含量預(yù)測(cè)，儲(chǔ)層不會(huì)存在這么強(qiáng)的酸敏性損害。3.3節(jié)討論了弱酸敏的情況，而出現(xiàn)中等偏強(qiáng)—強(qiáng)酸敏的原因如下。對(duì)比NMR-T2譜可知，酸化對(duì)巖石孔隙分布改變的影響較大，尤其是相對(duì)大的孔隙。F5井巖心酸敏損害率為54.2 %，損害程度為中等偏強(qiáng)（表3），酸敏實(shí)驗(yàn)前后核磁T2譜（圖9）表明驅(qū)替后T2譜左移，向NMR-T2橫坐標(biāo)數(shù)值較小的方向偏移且NMR-T2譜信號(hào)量減小11 %，說(shuō)明巖石酸化導(dǎo)致的二次沉淀或者其他堵塞物堵塞了孔隙，同時(shí)將大孔隙分割成小孔隙，NMR-T2譜曲線主峰出現(xiàn)時(shí)間由100 ms轉(zhuǎn)變?yōu)?0 ms。

圖9 F5井使用土酸液流體損害前后NMR-T2響應(yīng)曲線Fig.9 NMR-T2 response curve before and after soil acid fluid damage of Well-F5

儲(chǔ)層土酸液作用后，酸會(huì)溶蝕部分黏土，改變顆粒間電荷平衡，而石英微晶顆粒小，比表面積大，與酸作用后易于從顆粒表面剝離下來(lái)，發(fā)生遷移，堵塞孔隙，同時(shí)產(chǎn)生的Si4+會(huì)與溶液中的OH-離子結(jié)合形成難溶的硅酸鹽膠體沉淀，造成滲透率降低（圖8c）。結(jié)合T2譜對(duì)比發(fā)現(xiàn)，酸化對(duì)這種富石英微晶儲(chǔ)層的孔隙結(jié)構(gòu)改造作用強(qiáng)，自生石英成為可運(yùn)移的微粒，堵塞孔隙，使得孔隙度減小。關(guān)于方解石和少量白云石等鈣質(zhì)膠結(jié)對(duì)儲(chǔ)層損害機(jī)理等，不再做贅述。富鈣鎂質(zhì)的巖屑與填隙物，雖與土酸液不直接產(chǎn)生沉淀，但釋放的Fe3+與殘余的酸液中的OH-離子可形成氫氧化物的等二次沉淀，造成滲透率下降[22-23]，加劇酸敏損害。總之，對(duì)于富含自生石英等填隙物的儲(chǔ)層，酸化能溶解的礦物組分含量少，酸化除了會(huì)產(chǎn)生常規(guī)二次沉淀?yè)p害儲(chǔ)層外，還會(huì)產(chǎn)生損害機(jī)理與傳統(tǒng)二次沉淀等損害形式不同的形式，即溶蝕表層黏土導(dǎo)致自生石英等晶體從骨架顆粒表面剝離，形成可移動(dòng)微粒，堵塞孔隙，呈現(xiàn)中偏強(qiáng)—強(qiáng)酸敏、堿敏損害。

5 結(jié)論

在明確儲(chǔ)層地質(zhì)特征，尤其是敏感性類型與產(chǎn)狀基礎(chǔ)上，結(jié)合核磁共振、電鏡與鑄體等手段，系統(tǒng)評(píng)價(jià)了頭屯河組儲(chǔ)層損害程度與機(jī)理，取得了以下認(rèn)識(shí)：

1）頭屯河組具有弱速敏性、中等偏強(qiáng)—強(qiáng)水敏性、中等偏強(qiáng)—強(qiáng)鹽敏、中等偏強(qiáng)堿敏性以及弱—中等偏弱酸敏性的特征。

2）頭屯河組敏感性損害發(fā)生在孔隙相對(duì)大的主要滲流通道中，孔隙細(xì)小的低滲儲(chǔ)層承受敏感性損害能力弱。

3）對(duì)于富含多種黏土礦物、火山巖巖屑與填隙物的儲(chǔ)層，儲(chǔ)層敏感性與黏土礦物的類型、含量和產(chǎn)狀，儲(chǔ)層物性以及填隙物的類型和含量有關(guān)，并且不局限于敏感性礦物而導(dǎo)致的單因素誘發(fā)的損害，通常是多因素同時(shí)發(fā)生，尤其是速敏與酸敏、水敏等。

4）建議采用鑄體薄片、掃描電鏡、核磁共振等多種手段相結(jié)合，綜合研究?jī)?chǔ)層敏感性損害機(jī)理和孔隙結(jié)構(gòu)變化，相對(duì)于行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)評(píng)價(jià)滲透率損害而言，多手段多參數(shù)是從不同角度開(kāi)展儲(chǔ)層損害機(jī)理研究。