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中國石化股份勝利油田分公司純梁采油廠純梁油區(qū)儲(chǔ)層2009年12月李春芹中國石化股份勝利油田分公司純梁采油廠純梁油區(qū)儲(chǔ)層2009年11一、造成油層傷害的原因
油層傷害主要是由于儲(chǔ)層與外來流體接觸后,發(fā)生五敏效應(yīng)或顆粒堵塞儲(chǔ)層孔隙造成的。儲(chǔ)層本身的特性是造成儲(chǔ)層傷害的內(nèi)因。外來流體的作用是造成儲(chǔ)層傷害的外因,儲(chǔ)層五敏即速敏、水敏、鹽敏、酸敏、堿敏。一、造成油層傷害的原因油層傷害主要是由于儲(chǔ)層與外來流2儲(chǔ)層敏感性1、速敏:是指因流體流動(dòng)速度變化引起地層中微粒運(yùn)移、堵塞喉道,造成滲透率下降的現(xiàn)象。
2、水敏:是指與儲(chǔ)層不配伍的外來流體進(jìn)入儲(chǔ)層后引起粘土礦物膨脹、分散運(yùn)移而導(dǎo)致滲透率下降的現(xiàn)象。3、鹽敏:是指儲(chǔ)層在系列鹽水的作用下,粘土礦物水化膨脹而導(dǎo)致滲透率下降的現(xiàn)象。4、酸敏:酸液進(jìn)入儲(chǔ)層后,與酸敏性礦物發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生沉淀或顆粒,導(dǎo)致滲透率下降的現(xiàn)象。5、堿敏:與儲(chǔ)層接觸到的工作液具有較高的PH值時(shí),高PH值的液體進(jìn)入地層后,導(dǎo)致地層中粘土礦物和硅質(zhì)膠結(jié)的結(jié)構(gòu)破壞,引起儲(chǔ)層傷害6、壓敏:因有效應(yīng)力的變化引起滲透率下降的現(xiàn)象儲(chǔ)層敏感性1、速敏:是指因流體流動(dòng)速度變化引起地層中微粒運(yùn)移3是1:1型層狀構(gòu)造硅酸巖高嶺石的結(jié)晶構(gòu)造晶面間距:0.715nm大多:范德華力少數(shù):氫鍵力晶層內(nèi)是原子的共價(jià)力速敏傷害機(jī)理高嶺石水分子不易進(jìn)入,不膨脹是1:1型層狀構(gòu)造硅酸巖高嶺石的結(jié)晶構(gòu)造晶面間距:0.74高嶺石掃描電鏡特征晶層內(nèi)牢固,晶層間聯(lián)系弱,在機(jī)械力作用下易沿層面解離,形成鱗片狀微粒;同時(shí)與顆粒表面的附著力差,易脫落。書頁狀、蠕蟲狀、手風(fēng)琴狀分布在粒表或充填孔隙速敏傷害機(jī)理高嶺石高嶺石掃描電鏡特征晶層內(nèi)牢固,晶層間聯(lián)系弱,在機(jī)械力作用下5高嶺石:易充填粒間孔,多見于小孔隙水活躍處,另外高嶺石集合體由于其吸附性較差,在流體作用下,井筒附近有較強(qiáng)剪切力,高嶺石易被打碎向喉道運(yùn)移而堵塞喉道,在注水時(shí)應(yīng)加入一定粘土穩(wěn)定劑(速敏)。敏感性礦物高嶺石:易充填粒間孔,多見于小孔隙水活躍處,另外高嶺石集合體6速敏傷害機(jī)理速敏傷害機(jī)理7速敏傷害機(jī)理速敏傷害機(jī)理8速敏傷害機(jī)理速敏傷害機(jī)理9鹽、水敏傷害機(jī)理晶面間距:1.27~1.72nm范德華力層間吸引力弱,交換性陽離子帶著大量水分進(jìn)入晶層間,層間距離增大,膨脹層內(nèi)陽離子被置換,主要發(fā)生在中間的八面體片上是2:1層型層狀構(gòu)造硅酸鹽蒙皂石族礦物和混層礦物鹽、水敏傷害機(jī)理晶面間距:1.27~1.72nm范德華力層間10鹽、水敏傷害機(jī)理蜂窩狀、片狀的蒙脫石或混層礦物作為孔隙襯里包覆在顆粒表面,與水接觸面積大,經(jīng)水化膨脹極易從骨架顆粒脫落下來蒙皂石族礦物和混層礦物鹽、水敏傷害機(jī)理蜂窩狀、片狀的蒙脫石或混層礦物作為孔隙襯里包11混層礦物外力作用下水化膨脹后的蒙皂石分散示意圖外力作用下分散的粘土微粒運(yùn)移堵塞示意圖混層礦物外力作用下水化膨脹后的蒙皂石分散示意圖外力作用下分散12蒙脫石是由顆粒極細(xì)的含水鋁硅酸鹽構(gòu)成的礦物,它們一般為塊狀或土狀。蒙脫石晶體屬單斜晶系的含水層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。高分散性、懸浮性、膨潤性、粘結(jié)性、吸附性伊—蒙混層:具有一定陽離子交換能力,在注水開發(fā)中易水化膨脹,應(yīng)考慮加入適量防膨劑,減少對儲(chǔ)層的傷害(水敏)。敏感性礦物蒙脫石是由顆粒極細(xì)的含水鋁硅酸鹽構(gòu)成的礦物,它們一般為塊狀或13伊利石的結(jié)晶構(gòu)造范德華力K離強(qiáng)健晶面間距:1.0nm水分子難以進(jìn)入晶層間,不膨脹速敏傷害機(jī)理是2:1層型層狀構(gòu)造硅酸鹽伊利石伊利石的結(jié)晶構(gòu)造范德華力晶面間距:1.0nm水分子難以進(jìn)入14片狀:顆粒表面,呈包膜狀,不運(yùn)移,增加束縛水飽和度絲縷狀:在顆粒之間搭橋,易被流體打碎產(chǎn)生運(yùn)移速敏傷害機(jī)理速敏水敏是2:1層型層狀構(gòu)造硅酸鹽伊利石片狀:顆粒表面,呈包膜狀,不運(yùn)移,增加束縛水飽和度絲縷狀:在15速敏傷害機(jī)理速敏傷害機(jī)理16伊利石:由蒙脫石雜基重結(jié)晶轉(zhuǎn)化而來,其集合體表面都分布大量微孔隙,產(chǎn)生束縛水飽和度,極大降低K\SO(速敏)。敏感性礦物伊利石:由蒙脫石雜基重結(jié)晶轉(zhuǎn)化而來,其集合體表面都分布大量微17綠泥石礦物也是2:1層型層狀礦物構(gòu)造硅酸鹽綠泥石的結(jié)晶構(gòu)造晶面間距:1.42nm范德華力氫鍵靜電力酸敏傷害機(jī)理綠泥石礦物也是2:1層型層狀礦物構(gòu)造硅酸鹽綠泥石的結(jié)晶構(gòu)造18綠泥石礦物也是2:1層型層狀礦物構(gòu)造硅酸鹽綠泥石多呈葉片狀、針葉狀和花菜頭狀等,分布于巖心表面或充填孔隙中綠泥石晶層一般不具有膨脹性,綠泥石中富含F(xiàn)e2+,F(xiàn)e3+,酸化后隨PH值上升,將生成Fe(OH)3和Fe(OH)2沉淀酸敏傷害機(jī)理綠泥石礦物也是2:1層型層狀礦物構(gòu)造硅酸鹽綠泥石多呈葉片狀19速敏傷害機(jī)理花菜頭狀速敏傷害機(jī)理花菜頭狀20綠泥石:一族層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物,主要為Mg和Fe的礦物,有較強(qiáng)的酸敏性,在高氧及弱酸環(huán)境中,易產(chǎn)生膠狀氫氧化鐵沉淀而堵塞喉道。敏感性礦物綠泥石:一族層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物,主要為Mg和Fe的礦物,有較21礦物類型結(jié)構(gòu)類型層間連接晶面間距陽離交換容量比表面自由膨脹水高嶺石1:1分子鍵、氫鍵7.151~104~12080~140蒙脫石2:1分子鍵12.4~15.480~150600~8501629~1890伊利石2:1K離強(qiáng)健、分子鍵10.010~4065~180239綠泥石2:1+1靜電、分子鍵、氫鍵14.310~400.7~120黏土礦物結(jié)構(gòu)性質(zhì)礦物類型結(jié)構(gòu)層間晶面陽離交換容量比表面自由高嶺石1:1分子鍵22敏感性礦物含量試驗(yàn)層位伊利石%高嶺石%綠泥石%伊蒙混層%樣品數(shù)塊沙四上1151.84.014.030.341244.05.313.537.34合計(jì)47.94.613.833.88粘土礦物X-衍射分析含量表實(shí)驗(yàn)室小層號(hào)全巖礦物組分相對含量%粘土石英鉀長石斜長石方解石白云石塊數(shù)128.843.03.021.011.812.542112.035.82.316.821.511.84合計(jì)10.439.42.618.916.612.18全巖礦物分析含量表敏感性礦物含量試驗(yàn)層位伊利石%高嶺石%綠泥石%伊蒙混層231.1水敏性評價(jià)指標(biāo):采用水敏指數(shù)來評價(jià)儲(chǔ)層的水敏性。水敏指數(shù)定義如下:Iw=(Kw-Kw*)/KwKw—地層水滲透率,10-3μm2Kw*—去離子水滲透率,10-3μm2敏感性評價(jià)指標(biāo)1.1水敏性評價(jià)指標(biāo):敏感性評價(jià)指標(biāo)241.2鹽度敏感性評價(jià)指標(biāo):通過臨界礦化度的大小來評價(jià)儲(chǔ)層的鹽敏程度。敏感性評價(jià)指標(biāo)1.2鹽度敏感性評價(jià)指標(biāo):敏感性評價(jià)指標(biāo)251.3酸敏感性評價(jià)指標(biāo):采用酸敏指數(shù)評價(jià)儲(chǔ)層的酸敏程度。酸敏指數(shù)定義如下:Ia=(Kw-Kwa)/KwKw—地層水滲透率,10-3μm2Kwa—通酸后滲透率,10-3μm2。敏感性評價(jià)指標(biāo)1.4堿敏感性評價(jià):通過臨界PH值來評價(jià)儲(chǔ)層的堿敏程度。
1.3酸敏感性評價(jià)指標(biāo):敏感性評價(jià)指標(biāo)1.4堿敏感性評價(jià):26敏感性評價(jià)及油層保護(hù)技術(shù)研究,是用各油田巖心作為實(shí)驗(yàn)材料,依據(jù)部頒標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行敏感性評價(jià),得出分油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)結(jié)果。儲(chǔ)層敏感性評價(jià)包括三個(gè)方面:一是儲(chǔ)層潛在敏感性分析,對儲(chǔ)層的敏感性進(jìn)行定性評價(jià)。二是巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn),在儲(chǔ)層敏感性評價(jià)的基礎(chǔ)上,通過巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)對儲(chǔ)層敏感性進(jìn)行定量和半定量評價(jià),確定五敏結(jié)果。巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)是通過測定巖心滲透率變化規(guī)律來評價(jià)儲(chǔ)層敏感性的。三是儲(chǔ)層保護(hù)建議,在儲(chǔ)層敏感性分析和巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對如何保護(hù)儲(chǔ)層,減少傷害,提出合理的油層保護(hù)措施。
敏感性評價(jià)及油層保護(hù)技術(shù)研究,是用各油田巖心作為實(shí)驗(yàn)27二、純梁油區(qū)各油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析(一)純化油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析純化油田沙四上儲(chǔ)層分為砂巖、碳酸鹽巖兩種類型。其中一、二、三砂層組為砂巖或以砂巖為主,其它砂層組以泥質(zhì)灰?guī)r為主,各砂層組不同小層之間巖性差異較大,層內(nèi)非均質(zhì)較嚴(yán)重。地層分選中等,雜基含量高,平均14.3%。膠結(jié)物主要為碳酸鹽,含量高,平均含量達(dá)12.2%。石英次生加大,導(dǎo)致儲(chǔ)層物性較差。粘土礦物以伊蒙混層為主,占粘土礦物的49%,其次為伊利石,占粘土總量的35%,再其次為高嶺石、綠泥石,分別占9%和7%。二、純梁油區(qū)各油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析(一)純化油田儲(chǔ)層28純化油田沙四下紅層為長石粗粉砂巖,部分含泥質(zhì)、灰質(zhì),巖性單一,雜基含量高,與沙四上相近。碳酸鹽含量<10%,明顯低于沙四上。粘土礦物中伊蒙混層、伊利石含量也低于沙四上,而高嶺石、綠泥石含量卻高于沙四上。高嶺石含量高達(dá)27%??缀鹨约?xì)喉道為主,層內(nèi)差異明顯,孔吼分選性、均質(zhì)性差。從以上主要儲(chǔ)層特征分析得出,沙四上儲(chǔ)層可能存在以下潛在傷害:①由于該儲(chǔ)層伊蒙混層含量高,可能導(dǎo)致儲(chǔ)層具有一定程度的水敏性。②含量較高的碳酸鹽膠結(jié)物和含量偏低的高嶺石,可能使該儲(chǔ)層不速敏或弱速敏。③沙四下儲(chǔ)層由于粘土含量不高,故水敏性可能不是該儲(chǔ)層的主要傷害因素。純化油田沙四下紅層為長石粗粉砂巖,部分含泥質(zhì)、灰質(zhì),29油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件30油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件31油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件32高嶺石含量高達(dá)27%高嶺石含量高達(dá)27%33油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件34油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件35油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件36油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件37油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件38粘土礦物以伊蒙混層為主粘土礦物以伊蒙混層為主39油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件40油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件41油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件42油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件43油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件44油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件45油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件46油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件47油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件48純化油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表砂層組速度敏感性堿敏感性水敏感性臨界礦化度(mg/l)酸敏感性沙四上純一不敏中弱中20000-40000不敏純二不敏弱弱10000弱鹽酸敏純?nèi)幻羧跞?0000-40000強(qiáng)土酸敏純四不敏弱弱20000-40000中土酸敏純五不敏弱弱10000-40000中土酸敏沙四下紅一不敏不敏弱5000不敏紅三弱弱弱10000-40000不敏紅四弱弱弱40000弱土酸敏高嶺石伊蒙混層伊蒙混層綠泥石純化油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表砂層組速度敏感性堿敏感性水敏感性臨49(二)樊家油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析樊家油田主要含油層系是沙三中4~7砂層組。膠結(jié)方式以孔隙式膠結(jié)為主,膠結(jié)類型為泥質(zhì)和灰質(zhì)膠結(jié)。孔隙類型以粒間孔和微孔隙為主,含有少量次生溶孔,儲(chǔ)層非均質(zhì)嚴(yán)重。粘土礦物含量為5~8%,其中伊/蒙混層占35~50%(混層比20%),伊利石占30~50%,高嶺石含量變化大,有的層不含高嶺石,有的層達(dá)40%,綠泥石含量一般低于5%;粘土礦物中約有50%以蜂窩狀、卷曲發(fā)絲狀充填在孔隙和孔喉中,其余呈泥塊狀,以顆粒形式充填。(二)樊家油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析樊家油田主要501、水敏感性儲(chǔ)層粘土礦物含量較高,約為7%,含有水敏性礦物。這種儲(chǔ)層常以水敏感性為主,遇淡水后粘土礦物大幅度膨脹,堵塞孔道,而且膨脹后的粘土礦物很容易分散運(yùn)移,進(jìn)一步堵塞孔道,造成儲(chǔ)層水敏傷害。2、鹽度敏感性由于儲(chǔ)層中膨脹性粘土礦物含量高,而且有一部分以蜂窩狀、卷曲發(fā)絲狀充填在孔隙和孔喉中,在一定礦化度流體作用下,粘土礦物容易水化膨脹、分散運(yùn)移,引起滲透率不同程度的下降。這種儲(chǔ)層可能存在一定程度的鹽度敏感性。3、酸敏感性儲(chǔ)層中綠泥石含量較少,這樣的儲(chǔ)層酸敏感性傷害可能不會(huì)很強(qiáng)。但引起酸敏的因素很多,如酸化后容易引起顆粒脫落、運(yùn)移,其它含鐵礦物等。因此儲(chǔ)層仍可能存在酸敏傷害。1、水敏感性儲(chǔ)層粘土礦物含量較高,約為7%,含有水51大蘆湖水敏評價(jià)圖大蘆湖水敏評價(jià)圖52大蘆湖鹽敏評價(jià)圖大蘆湖鹽敏評價(jià)圖53大蘆湖鹽敏評價(jià)圖大蘆湖鹽敏評價(jià)圖54大蘆湖堿敏評價(jià)圖大蘆湖堿敏評價(jià)圖55大蘆湖堿敏評價(jià)圖大蘆湖堿敏評價(jià)圖56
大蘆湖儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表砂層組速敏性水敏性鹽敏性酸敏性堿敏性臨界礦化度(mg/l)S3中4無強(qiáng)強(qiáng)中弱30000S3中5無強(qiáng)強(qiáng)中弱30000S3中6無中強(qiáng)中弱30000S3中7無中強(qiáng)中弱15000伊/蒙混層綠泥石大蘆湖儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表砂層組速敏性水敏性鹽敏性酸敏性堿敏性57(四)梁家樓油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析地區(qū)
伊/蒙%伊利石%高嶺石%綠泥石%伊/蒙混層混層比梁中10879330梁北10775820(四)梁家樓油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析地區(qū)伊/蒙伊利石高581、速度敏感性:雖然儲(chǔ)層中存在高嶺石等速敏性礦物,但它們是以膠結(jié)物和填隙物形式存在,且儲(chǔ)層的成巖作用較強(qiáng)。因而不會(huì)產(chǎn)生大量的可運(yùn)移的微粒,所以儲(chǔ)層基本不存在速度敏感性或只具有較弱的速度敏感性。2、酸敏感性:儲(chǔ)層中含有綠泥巖、鐵方解石和鐵白云石,當(dāng)巖石與鹽酸反應(yīng)時(shí),會(huì)釋放出大量的鐵離子,能形成大量的Fe(OH)3沉淀;當(dāng)巖石與土酸反應(yīng)時(shí),會(huì)形成CaF2沉淀以及出現(xiàn)Fe(OH)3沉淀等。且酸蝕后,可能會(huì)產(chǎn)生大量的可運(yùn)移的微粒隨流體的流動(dòng)而堵塞儲(chǔ)層。所以儲(chǔ)層可能具有較強(qiáng)的酸敏感性。(四)梁家樓油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析1、速度敏感性:雖然儲(chǔ)層中存在高嶺石等速敏性礦物,但它們是593、堿敏感性:當(dāng)堿性流體與儲(chǔ)層接觸時(shí),地層中的粘土等礦物發(fā)生變化,但機(jī)理較復(fù)雜,儲(chǔ)層可能具有較弱的堿敏感性。4、水敏感性、鹽敏感性:根據(jù)礦物分析,儲(chǔ)層中伊/蒙混層粘土礦物的相對含量為18~22%,混層比30,因地層水礦化度不高,因而當(dāng)外來低礦化度或淡水工作液進(jìn)入儲(chǔ)層后,則會(huì)變?yōu)橐?蒙混層礦物的狀態(tài)而對儲(chǔ)層帶來損害。所以,儲(chǔ)層會(huì)具有不同程度的水敏感性和鹽敏感性
3、堿敏感性:當(dāng)堿性流體與儲(chǔ)層接觸時(shí),地層中的粘土等礦物發(fā)60梁61長期沖刷,造成高齡石黏土運(yùn)移梁61長期沖刷,造成高齡石黏土運(yùn)移61油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件62油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件63油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件64油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件65油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件66油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件67油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件68油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件69油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件70油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件71
梁家樓油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表單元井號(hào)速度敏感性堿敏感性鹽敏感性水敏感性鹽酸敏感性土酸敏感性臨界礦化度(mg/l)梁中L38-6無無強(qiáng)弱無弱20000梁北L43-3無無弱中弱中弱中弱中40000L61-9弱無強(qiáng)中中中40000高嶺石綠泥石伊/蒙混層粘土梁家樓油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表單元井號(hào)速度敏感性堿敏鹽敏水72(五)正理莊油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析1、儲(chǔ)層特征這次研究的主要對象為正理莊油田正南、正中、正北及金北等四個(gè)區(qū)塊的儲(chǔ)層,取芯井分別是:正南油田東營組正氣1井、沙一段正南8-16井、正中油田沙二段高23-6井、正北油田沙一段正12-9井、沙二下段為正12-14井、以及金北油田沙二段金31井。(五)正理莊油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析1、儲(chǔ)層特征731.1正南1)東營組砂巖儲(chǔ)層:分析段砂巖普遍成巖性差,以疏松含油砂巖和油浸砂巖為主;個(gè)別薄層發(fā)生強(qiáng)化學(xué)膠結(jié),呈致密塊狀砂巖。巖性以長石巖屑砂巖和巖屑長石細(xì)砂巖為主,分選性好。碎屑成分石英占30~41%,長石占28~35%,鉀長石稍多,巖屑約占25~38%,以石英巖、結(jié)晶巖、動(dòng)力變質(zhì)巖和中酸性噴出巖屑為主,少量泥質(zhì)巖屑。砂巖膠結(jié)類型多屬孔隙式和孔—隙接觸式,泥質(zhì)雜基呈鱗片狀,含量多在3~8%,鐵方解石、鐵白云石膠結(jié)物低于5%。砂巖中粘土礦物以高嶺石和蒙脫石為主,另有少量伊利石。該層分析段油層砂巖孔隙度一般為30~35%,平均為32.5%,空氣滲透率差別較大,高者在1達(dá)西以上,一般在100~600毫達(dá)西之間。粒間孔隙發(fā)育,連通性好,面孔率一般高于15%,可見該段砂巖屬于高孔、高滲儲(chǔ)層。1.1正南1)東營組砂巖儲(chǔ)層:分析段砂巖普遍成巖性差,以742)正南沙一段砂巖儲(chǔ)層:分析段含油儲(chǔ)層巖性以細(xì)粒巖屑砂巖為主,另有少量粗粒巖屑砂巖和巖屑粗粉砂巖。碎屑成分石英占25~40%,長石多在30~36%之間,巖屑占25~35%,粒度較粗的砂巖巖屑含量稍高。呈孔隙式膠結(jié),泥質(zhì)雜基占3~8%,多呈鱗片狀,環(huán)顆粒分布,普遍含3~5%方解石。儲(chǔ)層粒間孔隙發(fā)育,巖石薄片鑒定率在10~25%之間。物性分析表明孔隙度多在30~34%之間,空氣滲透率差別大,高者達(dá)5達(dá)西以上,分析樣品滲透率多在50~300毫達(dá)西之間。1.2正中正中沙二下巖性與正北類似,儲(chǔ)層以灰黃粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖為主。分選性較好,磨園度均為次棱狀,石英含量為28~47%,長石為26~42%,巖屑為9~43%;膠結(jié)類型以孔隙式為主,膠結(jié)物主要以泥質(zhì)和鐵方解石為主,其次含少量的黃鐵礦,灰質(zhì)含量平均為6.6%,泥質(zhì)含量平均為10.3%。沙二下物性分析,孔隙度為24.7%,變化范圍在9.6~29.3%,滲透率在149.2×10-3μm2左右。2)正南沙一段砂巖儲(chǔ)層:分析段含油儲(chǔ)層巖性以細(xì)粒巖屑砂巖為75
1.3正北1)沙一段砂巖儲(chǔ)層:沙一段油層砂巖粒度較細(xì),以粉砂巖具多,陸源碎屑粒度以0.0.3~0.10mm為主,分選性較好。碎屑成分石英占45%~50%,長石占30%~36%,巖屑占14~23%,以巖漿巖屑和變質(zhì)巖屑為主。盆屑在不同層段含量差別較大,高者達(dá)40%以上,一般在8%~20%,成分以砂巖鮞粒居多,另有灰質(zhì)生物碎片;填隙物中以鐵方解石、白云石為主,含量多在5%~15%,鱗片狀泥質(zhì)含量在5%左右,呈孔隙式膠結(jié),可見孔隙為5%~15%。砂巖粘土礦物分析表明:成分上以高嶺石居多,在50%左右,其次為蒙皂石礦物,還有少量伊利石和綠泥石。砂巖有效孔隙度平均為15%~30%,空氣滲透率差別很大,盆屑及化學(xué)膠結(jié)物含量高(30%以上)的砂巖,滲透率多小于10×10-3μm2,主力產(chǎn)油層滲透率多在50~200×10-3μm2之間。儲(chǔ)集空間以粒間孔隙為主,另有生物內(nèi)溶孔及微孔隙。1.3正北1)沙一段砂巖儲(chǔ)層:沙一段油層砂巖粒度較細(xì),762)沙二下段砂巖儲(chǔ)層:沙二下段儲(chǔ)層巖性以巖屑粗粉砂巖和巖屑細(xì)粉砂巖為主,碎屑粒度多在0.05~0.25mm之間,分選性中等。碎屑成分中石英在38%~42%之間,長石為32%~35%,巖屑為23%~28%,以中酸性噴出巖屑和變質(zhì)巖屑為主,見生物碎屑。鱗片狀泥質(zhì)雜基在5%~7%,鐵方解石膠結(jié)物占5%~10%,局部見少量凝塊狀黃鐵礦,呈孔隙式膠結(jié),可見孔隙為3%~10%。油層砂巖粘土礦物以高嶺石為主,另有少量蒙皂石、綠泥石和伊利石。沙二下段主力儲(chǔ)層有效孔隙度多在20%~28%之間,空氣滲透率為20~500×10-3μm2,以50~250×10-3μm2為主。儲(chǔ)集空間以粒間孔隙為主。2)沙二下段砂巖儲(chǔ)層:沙二下段儲(chǔ)層巖性以巖屑粗粉砂巖和巖屑77
1.4金北金北區(qū)塊沙二段地層巖性上呈砂、泥巖互層,砂巖單層厚度不超過2米,以相對均質(zhì)的細(xì)砂巖為主,其次為中砂巖。砂巖碎屑成分,石英含量約占20%~35%,鉀長石和斜長石約占25%~35%,斜長石明顯多于鉀長石,巖屑含量高,多在40%~50%,且以中性噴出巖屑占絕大多數(shù),石英巖屑、結(jié)晶巖屑及泥質(zhì)巖屑低于5%,且中性噴出巖屑絕大部分都已風(fēng)化蝕變呈泥屑狀,膠結(jié)類型屬典型的膜—孔式,部分泥質(zhì)呈針狀、放射狀環(huán)碎屑顆粒分布,鱗片狀泥質(zhì)充填孔隙,基本不含碳酸鹽等化學(xué)膠結(jié)物,面孔率多在5%~20%之間。砂巖儲(chǔ)集性能在縱向上差別較大,以粒間孔隙為主,其次為粘土礦物間微孔隙??紫抖榷嘣?0%~35%,空氣滲透率為5~20010-3μm2,粒度粗的中細(xì)砂巖,滲透率較高,多在10010-3μm2以上。1.4金北金北區(qū)塊沙二段地層巖性上呈砂、泥巖互層78砂巖X射線衍射粘土礦物分析表明:粘土礦物總量在15%~25%之間,平均在20%左右,礦物成分以強(qiáng)水敏的蒙皂石為主,含量普遍在95%以上,另有約5%的伊利石、高嶺石和綠泥石。2、儲(chǔ)層潛在敏感性因素分析正理莊各區(qū)塊分析段儲(chǔ)層埋藏約1250~2002米,通過對儲(chǔ)層巖石碎屑組分、填隙物、粘土礦物及儲(chǔ)集性進(jìn)行綜合分析,我們認(rèn)為六個(gè)層系儲(chǔ)層敏感性存在區(qū)別,基本上可以分為兩種類型,金北沙二段、正南東營組相類似,其余四個(gè)層系基本相類似,據(jù)此,對儲(chǔ)層潛在敏感性做出如下分析:砂巖X射線衍射粘土礦物分析表明:粘土礦物總量在15%792.1金北沙二段、正南東營組儲(chǔ)層可能存在以下潛在敏感性1)流速敏感性由于儲(chǔ)層埋藏淺,膠結(jié)性差,基于無碳酸鹽及膠結(jié)物,滲流通道以粒間孔隙為主,其次為大量顆粒表面蒙脫石間微孔隙,在儲(chǔ)層注入介質(zhì)不發(fā)生水敏情況下,隨流速增大,孔隙中膠結(jié)差的微粒和碎屑表面廣泛發(fā)育的蒙脫石碎屑,將發(fā)生移動(dòng),有可能被流體帶出,使儲(chǔ)層孔隙半徑加大,滲透率會(huì)有所提高。如注入流體對蒙皂石不發(fā)生水化膨脹,在一定流速下,不會(huì)發(fā)生流速敏感性。2)水敏感性由于儲(chǔ)層中粘土礦物含量高,普遍在18%~25%之間,而且強(qiáng)水敏性的蒙皂石礦物占絕大多數(shù),因此當(dāng)儲(chǔ)層巖芯注入淡水時(shí),砂巖中蒙脫石將迅速水化膨脹,使粒間孔隙半徑明顯減少,滲透率大幅度下降。故該儲(chǔ)層可能存在強(qiáng)水敏性
2.1金北沙二段、正南東營組儲(chǔ)層可能存在以下潛在敏感性1803)酸敏感性
儲(chǔ)層基本不含碳酸鹽膠結(jié)物,碎屑成分中含有40%左右強(qiáng)風(fēng)化蝕變中性噴出巖屑,起泥質(zhì)碎屑作用,且成分上與碎屑表面薄膜狀自生蒙脫石一致,都為蒙皂石,當(dāng)儲(chǔ)層注入鹽酸時(shí),將會(huì)使砂巖結(jié)構(gòu)破壞,粒間孔隙堵塞,滲透率下降,因此儲(chǔ)層可能具有潛在鹽酸敏感性。注入土酸,氫氟酸將與碎屑表面蒙皂石反應(yīng),使粒間孔隙有所增大,因此,如控制好酸化及反排措施,土酸處理儲(chǔ)層,將有可能使儲(chǔ)層滲透能力提高。2.2正南沙一、正中沙二下和正北沙一、沙二儲(chǔ)層潛在敏感性
1)流速敏感性正北油田分析段儲(chǔ)層埋藏在2000米左右,膠結(jié)性中等,含少量的碳酸鹽膠結(jié)物,泥質(zhì)填隙物多在5%-7%之間粘土礦物成分以易分散的高齡石為主。隨著儲(chǔ)層注入介質(zhì)流速增大,孔隙中膠結(jié)性差的粘土礦物微??赡墚a(chǎn)生移動(dòng),在喉道處產(chǎn)生橋塞,阻礙流體的流動(dòng),因此該儲(chǔ)層可能存在一定程度的流速敏感性。3)酸敏感性儲(chǔ)層基本不含碳酸鹽膠結(jié)物,碎屑成分中812)水敏感性
儲(chǔ)層中粘土礦物含量在5%-7%,盡管粘土礦物成分上以高齡石為主,但由于儲(chǔ)層中普遍存在一定量的具有強(qiáng)水敏性的蒙脫石礦物,當(dāng)進(jìn)入儲(chǔ)層流體礦化度降低后,儲(chǔ)層中粘土礦物將會(huì)發(fā)生膨脹、分散、運(yùn)移,從而導(dǎo)致儲(chǔ)層滲透率降低,因此該儲(chǔ)層可能存在弱到中等的水敏感性。3)酸敏感性
儲(chǔ)層中含5%-10%的碳酸鹽膠結(jié)物,碎屑成分中含有40%左右強(qiáng)風(fēng)化蝕變的中性噴出巖屑,起泥質(zhì)碎屑作用,且成分上與碎屑表面薄膜狀自生蒙脫石一致,都為蒙皂石,當(dāng)儲(chǔ)層注入鹽酸時(shí),將會(huì)使砂巖結(jié)構(gòu)破壞,粒間孔隙堵塞,滲透率降低,因此儲(chǔ)層可能具有潛在的鹽酸敏感性。注入土酸、氫氟酸將與碎屑表面蒙皂石反應(yīng),使粒間孔隙有所增大,因此,如控制好酸化及反排措施,土酸處理儲(chǔ)層,將有可能使儲(chǔ)層滲透能力提高。
2)水敏感性儲(chǔ)層中粘土礦物含量在5%-7%,盡管粘82油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件83油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件84油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件85油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件86油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件87油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件88油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件89油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件90正理莊油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表砂層組速敏性水敏性鹽敏性酸敏性堿敏臨界礦化度mg/l鹽酸土酸正北S1無中中無中弱弱10000正北S2敏感中中無中弱弱10000正南S1
中中弱無弱7000正南ED
強(qiáng)強(qiáng)中弱無弱7000正中S2下無中中無弱弱15000金北S2無強(qiáng)極強(qiáng)中強(qiáng)無弱7000正理莊油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表砂層組速敏性水敏性鹽敏性酸敏性堿敏91高青油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表砂層組速敏性水敏性鹽敏性酸敏性堿敏性臨界礦化度(mg/l)鹽酸土酸東營組
中弱中弱弱無20000-40000孔店組弱中中弱中弱中弱中無20000-40000中生界
中弱中中弱無10000-20000高青油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表砂層組速敏性水敏性鹽敏性酸敏性堿92各油田五敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳述如下:
1、速敏:正北S2、金家S1、高青孔店組等三套含油層系存在速敏外,其它油田和單元都不存在速敏。2、水敏:因?yàn)槲覐S所管轄油田都為陸相沉積,儲(chǔ)層中都含粘土礦物,已做過敏感性評價(jià)的7個(gè)油田都存在不同程度的水敏感性。3、鹽敏:我廠各油田的臨界礦化度大都大于20000mg/l,因此地層與清水的配伍性都不好。4、酸敏感性:由儲(chǔ)層中是否含有酸敏性礦物而決定。5、堿敏感性:已做過敏感性評價(jià)的7個(gè)油田高青、梁家樓無堿敏性,其余為弱堿敏性。各油田五敏實(shí)驗(yàn)結(jié)果詳述如下:1、速敏:正北S2、金家S193
四、油層保護(hù)技術(shù)
油層保護(hù)技術(shù)是在儲(chǔ)層敏感性系統(tǒng)評價(jià)的基礎(chǔ)上,為保護(hù)油層、減少傷害而采取的各種保護(hù)技術(shù)措施,針對各油田儲(chǔ)層敏感性、地質(zhì)情況及油水特征,在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對各油田的入井液的傷害因素及傷害程度進(jìn)行評價(jià),提出低傷害鉆井液、低傷害壓井液和洗井液質(zhì)量要求,以及酸化、壓裂和射孔、補(bǔ)孔作業(yè)中的油層保護(hù)措施。從入井液評價(jià)入手,確定油層保護(hù)措施,用現(xiàn)場常用的入井液(鹵水、清水、污水)通過巖芯流動(dòng)實(shí)驗(yàn)對入井液的傷害因素及傷害程度加以分析,在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上對入井液如何減少傷害提出改進(jìn)通過實(shí)驗(yàn)得出以下結(jié)論:四、油層保護(hù)技術(shù)油層保護(hù)技術(shù)是在儲(chǔ)層敏感性系統(tǒng)評94從入井液傷害實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:
純化油田儲(chǔ)層與鹵水、污水的配伍性較好,與清水的配伍性較差,但鹵水、污水中顆粒堵塞嚴(yán)重,純化油田適合注精濾污水。梁家樓油田梁中儲(chǔ)層與污水的配伍性也較好,精濾梁1注污水對梁中38-6井的巖芯基本無傷害,未濾污水的傷害濾達(dá)20%,由此可以確定其傷害主要來源于顆粒堵塞。梁北L61-9井,其精濾污水的傷害率為20%,加上顆粒堵塞的作用,累計(jì)傷害率可達(dá)35-45%,而梁北43-3井,由于其非均質(zhì)性的存在,一部分巖芯傷害與38-6井相似,一部分傷害與梁61-9井相似。正理莊油田入井液傷害實(shí)驗(yàn)說明:粒濾入井液與地層具有較好的配伍性,造成地層傷害的主要因素是顆粒堵塞,而且小顆粒對地層的傷害程度尤為突出,清水中顆粒的含量較低,因此清水的傷害較輕,現(xiàn)場作業(yè)過程中,應(yīng)注意固相含量及固相顆粒的控制。從入井液傷害實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知:純化油田儲(chǔ)層與鹵水、污水95樊家油田儲(chǔ)層與鹵水的配伍性較差,是儲(chǔ)層的傷害因素之一,鹵水中顆粒堵塞是比較嚴(yán)重的,也是儲(chǔ)層的傷害原因之一,清水與樊家油田儲(chǔ)層的配伍性還要差,傷害率達(dá)到41%,樊家油田的水敏性和鹽敏性都很強(qiáng),清水的礦化度很低是造成配伍性差的主要因素,顆粒堵塞造成的傷害平均為30.5%,也是儲(chǔ)層的傷害因素之一,污水與儲(chǔ)層的配伍性比較好,造成的傷害比較小,而污水中顆粒的堵塞很嚴(yán)重,是污水造成傷害的主要原因。博興油田與純化油田一樣。高青油田儲(chǔ)層具有較強(qiáng)的水敏和鹽敏性,高青注水站的回注清水、回注污水與所研究的三套油層不配伍,傷害很大,其原因是儲(chǔ)層具有較強(qiáng)的水敏和鹽敏,而清水和污水的礦化度均很低,都小于三套儲(chǔ)層的臨界礦化度,據(jù)顆粒分析,清水和污水中含有大量的微粒,這些微粒也對巖芯造成了不同程度的堵塞而使巖芯的滲透率都發(fā)生了不同程度的下降。樊家油田儲(chǔ)層與鹵水的配伍性較差,是儲(chǔ)層的傷害因素之96因此為了保護(hù)油層,高青注水站的回注清水和回注污水每年都要過濾,降低其固相含量,同時(shí)還要加入一定量的粘土穩(wěn)定劑。這樣就可以作為入井液直接使用或作為入井液基液使用了。因此為了保護(hù)油層,高青注水站的回注清水和回注污水每年97金2塊儲(chǔ)層粘土礦物特征金2-4井粘土礦物X-衍射分析結(jié)果表層位樣品數(shù)粘土礦物(%)粘土礦物相對含量(%)伊利石高嶺石綠泥石伊/蒙間層伊/蒙間層比3621723.12.11.21.295.776.441316.72119678.34299.92.21.31.49578.9合計(jì)2918.32.21.21.395.677.4油層保護(hù)的必要性投入開發(fā)的敏感性儲(chǔ)層越來越多金2塊儲(chǔ)層粘土礦物特征金2-4井粘土礦物X-衍射分析結(jié)果表98水敏速敏酸敏堿敏鹽敏臨界礦化度(mg/L)中強(qiáng)弱-非36強(qiáng)42無弱強(qiáng)3000金2塊東營組儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表礦化度mg/L滲透率比值%注入體積倍數(shù)標(biāo)準(zhǔn)鹽水標(biāo)準(zhǔn)鹽水蒸餾水中強(qiáng)水敏儲(chǔ)層敏感性水敏速敏酸敏堿敏鹽敏臨界礦化度(mg/L)中強(qiáng)弱-非36強(qiáng)99礦化度mg/L滲透率比值%3000鹽敏感性評價(jià)中強(qiáng)鹽敏儲(chǔ)層敏感性礦化度mg/L滲透率比值%3000鹽敏感性評價(jià)中強(qiáng)鹽100酸敏感性評價(jià)表36強(qiáng)42無儲(chǔ)層敏感性巖芯號(hào)層位KLKiKi/KL(%)敏感性評價(jià)備注(10-3μm2)(10-3μm2)2-43623333100無15%HCl16-333.118.656.2強(qiáng)3%HF+12%HCl34-26945.265.5強(qiáng)15%HCl43-242405456112.6無15%HCl酸敏感性評價(jià)表36強(qiáng)42無儲(chǔ)層敏感性巖芯號(hào)層位KL101高890-1塊全巖礦物分析小層號(hào)全巖礦物組分相對含量%塊數(shù)粘土石英鉀長石斜長石方解石白云石128.843.03.021.011.812.542112.035.82.316.821.511.84合計(jì)10.439.42.618.916.612.18粘土礦物X衍射含量表層位伊利石%高嶺石%綠泥石%伊蒙混層%樣品數(shù)塊沙四上1151.84.014.030.341244.05.313.537.34合計(jì)47.94.613.833.88高890-1塊全巖礦物分析小層號(hào)全巖礦物組分相對含量%塊數(shù)102二、油氣層傷害類型鉆開油氣層;注水泥;射孔試油;酸化;壓裂;采油;注水;修井;三次采油;三、油氣層傷害機(jī)理:⒈外來流體與儲(chǔ)層巖石礦物不配伍造成的傷害;⒉外來流體與儲(chǔ)層流體不配伍造成的傷害;⒊毛細(xì)管現(xiàn)象造成的傷害;⒋固相顆粒堵塞引起的傷害;二、油氣層傷害類型103油層保護(hù)技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用效果1、鉆井過程中油層保護(hù)的應(yīng)用根據(jù)油層保護(hù)技術(shù)的研究成果,我廠推廣使用了胺鹽泥漿和碳化瀝青加超細(xì)碳酸鈣的屏蔽暫堵技術(shù),部分使用正電膠泥漿,近幾年來鉆井過程中通過實(shí)施油氣層保護(hù)技術(shù)后,取得了較好的效果。油層保護(hù)技術(shù)現(xiàn)場應(yīng)用效果1、鉆井過程中油層保護(hù)的應(yīng)用1042、作業(yè)過程中油氣層保護(hù)的應(yīng)用根據(jù)油氣層保護(hù)技術(shù)研究結(jié)果,我廠推廣應(yīng)用了SCY低傷害壓井液,確保后續(xù)工藝措施增產(chǎn),其性能優(yōu)良,對油層污染小,用其壓井能達(dá)到壓而不死、活而不噴的目的。近幾年來,我廠針對純化油田油層地質(zhì)特點(diǎn),立專題開展了純化油田S4上油藏油層保護(hù)技術(shù)的研究,研究推廣應(yīng)用了幾種油層保護(hù)技術(shù),并取得了較好的效果。(1)、SCX低密度洗井液洗井技術(shù);(2)、熱油洗井技術(shù);(3)、SCY低傷害壓井液壓井技術(shù);(4)、FAC有機(jī)緩速酸化技術(shù);(5)、油層保護(hù)井下工藝技術(shù);(6)、負(fù)壓采油技術(shù)2、作業(yè)過程中油氣層保護(hù)的應(yīng)用根據(jù)油氣層保護(hù)技術(shù)研1053、注水過程中油層保護(hù)的應(yīng)用在注水方面,從注水井作業(yè)、洗井、注水管網(wǎng)方面都實(shí)施了一些油層保護(hù)措施,如水井作業(yè)壓井用SCY低傷害壓井液,2005年以來我廠對污水進(jìn)行了處理和改性,解決了粗濾問題,見到了一定的效果,下一步要根據(jù)不同區(qū)塊油藏特點(diǎn),有針對性地實(shí)施污水精細(xì)過濾,最大限度地解決注入水水質(zhì)。3、注水過程中油層保護(hù)的應(yīng)用在注水方面,從注水井106
2、在鉆井、射孔、作業(yè)及生產(chǎn)過程中也還存在一些油層污染問題在鉆井過程中,雖然推廣使用了聚合物胺鹽鉆井液和MMH正電膠鉆井液等技術(shù),但還存在一些問題,如偷工減料、加藥量不足、鉆井液密度過大等。在射孔作業(yè)過程中也存在一些問題,如負(fù)壓值達(dá)不到設(shè)計(jì)要求,射孔液與地層不配伍,水質(zhì)差等問題。在采油、注水等過程中也存在著油氣層傷害,如在采油過程中,工作制度不合理造成的油氣層傷害,如生產(chǎn)壓差過大或開采速率過高,一方面會(huì)導(dǎo)致底水錐進(jìn)、邊水指進(jìn)、油井含水上升過快,另一方面也會(huì)使近井壁區(qū)井底地帶巖層結(jié)構(gòu)破壞,造成出砂。如果油流速度在臨界速率以上時(shí),則增加了產(chǎn)層流體對砂粒的摩擦力,微粒開始運(yùn)移,產(chǎn)生速敏反應(yīng),堵塞儲(chǔ)滲空間,損害地層。2、在鉆井、射孔、作業(yè)及生產(chǎn)過程中也還存在一些油層污染問題107眾所周知,保護(hù)油氣層技術(shù)是一項(xiàng)涉及多學(xué)科、多專業(yè)、多部門,并貫穿于整個(gè)油氣生產(chǎn)過程中的系統(tǒng)工程。它貫穿于鉆開油氣層到油氣開采枯竭的整個(gè)過程中,從鉆井、完井、試油、采油、增產(chǎn)、修井、注水等任一環(huán)節(jié)都可能對油氣層造成傷害,一旦傷害形成,就難以完全消除。所以說,污染是絕對的,改善是有限的,因此,必須盡量減少油田開發(fā)各個(gè)環(huán)節(jié)的油氣層損害,樹立以防為主的觀念。眾所周知,保護(hù)油氣層技術(shù)是一項(xiàng)涉及多學(xué)科、多專業(yè)、多108①嚴(yán)格按照低傷害鉆井液質(zhì)量要求配液,按照各項(xiàng)鉆井技術(shù)要求鉆井、完井,減少鉆井過程中的油氣層傷害。②射孔或補(bǔ)孔過程中要根據(jù)儲(chǔ)層特征確定射孔參數(shù)或射孔方式,合理配制與儲(chǔ)層相配伍的射孔液,減少射孔或補(bǔ)孔過程中的油氣層傷害。③在酸化或壓裂過程中,要按照儲(chǔ)層特征選擇合理的酸化、壓裂方式和合理的入井液,減少酸化或壓裂過程中的油氣層傷害。④嚴(yán)格控制注入水水質(zhì),選擇合理的工作參數(shù),減少注水過程中的油氣層傷害。⑤選擇合理的工作參數(shù),配制與地層相配伍的入井液,減少生產(chǎn)過程中的油氣層傷害。①嚴(yán)格按照低傷害鉆井液質(zhì)量要求配液,按照各項(xiàng)鉆井技術(shù)要求鉆109壓敏:滲透率與有效壓力的關(guān)系研究巖心基本參數(shù)在室溫條件下,利用并聯(lián)巖心模型做CO2單相滲流實(shí)驗(yàn),通過不同滲透率巖心組合來模擬非均質(zhì)性油藏。巖心為自制柱狀砂巖,其基本參數(shù)見表1。按照《覆壓下巖石孔隙度和滲透率測定方法》,巖心在105oC下烘干至恒重,將樣品裝入巖心夾持器,建立模擬上覆壓力(圍壓),以定壓的方式注入CO2,測量各巖心的流量并計(jì)算滲透率,然后逐點(diǎn)增加有效壓力,同時(shí)測量各有效壓力下的滲透率。實(shí)驗(yàn)中有效壓力依次取3,5,10,15,20和30MPa。應(yīng)用皂泡流量計(jì)測量流量。壓敏:滲透率與有效壓力的關(guān)系研究巖心基本參數(shù)在室溫110滲透率保持率與有效壓力的關(guān)系壓敏:滲透率與有效壓力的關(guān)系研究滲透率保持率與有效壓力的關(guān)系壓敏:滲透率與有效壓力的關(guān)系研究111滲透率級差與有效壓力的關(guān)系壓敏:滲透率與有效壓力的關(guān)系研究滲透率級差與有效壓力的關(guān)系壓敏:滲透率與有效壓力的關(guān)系研究112流量與有效壓力的關(guān)系分流率與有效壓力的關(guān)系壓敏:滲透率與有效壓力的關(guān)系研究流量與有效壓力的關(guān)系分流率與有效壓力的關(guān)系壓敏:滲透率與有效113不同滲透率的油藏壓敏程度不同,低滲透油藏比高滲透油藏壓敏強(qiáng)。滲透率損失主要發(fā)生在有效壓力增加的初始階段。有效壓力的變化會(huì)影響非均質(zhì)油藏各層分流率的變化,在注氣量不變的情況下,有效壓力增加使得高滲透層分流率增加,低滲透層分流率減小,流體分布的更加不均勻。由于低滲透巖心和高滲透巖心滲透率損失不同步,當(dāng)有效壓力增加時(shí)會(huì)導(dǎo)致滲透率級差變大,非均質(zhì)性增強(qiáng),因此在低滲透非均質(zhì)油藏開發(fā)中要保持較低的有效壓力,即較高的地層壓力。壓敏:滲透率與有效壓力的關(guān)系研究不同滲透率的油藏壓敏程度不同,低滲透油藏比高滲透油藏114監(jiān)測儲(chǔ)層敏感性傷害的辦法一、試井1、穩(wěn)定試井2、不穩(wěn)定試井監(jiān)測儲(chǔ)層敏感性傷害的辦法一、試井1、穩(wěn)定試井2、不穩(wěn)定試井115高89-3雙對數(shù)擬合圖(兩區(qū)徑向復(fù)合模型)高89-3全歷史擬合圖(兩區(qū)徑向復(fù)合模型)高89-3MDH擬合圖(兩區(qū)徑向復(fù)合模型)高89-3井試井結(jié)果利用雙重孔隙模型解釋顯示雙孔特征不明顯;高89-3井自噴井壓降高89-3雙對數(shù)擬合圖(兩區(qū)徑向復(fù)合模型)高89-3全歷史擬116高89-3雙對數(shù)擬合圖(雙孔模型)高89-3MDH擬合圖(雙孔模型)高89-3全歷史擬合圖(雙孔模型)儲(chǔ)容比的值一般在0.01-0.3,解釋值為0.5093。竄流系數(shù)的值一般為10-7~10-3,解釋值為0.09272。兩個(gè)表征裂縫模型特征的參數(shù)都超過一般值的上限。也就是說雙孔特征不明顯。高89-3井自噴井壓降高89-3雙對數(shù)擬合圖(雙孔模型)高89-3MDH擬合117高89-3井自噴井壓降基礎(chǔ)資料高89-3井自噴井壓降基礎(chǔ)資料118高89-3井自噴井壓降解釋數(shù)據(jù)高89-3井自噴井壓降解釋數(shù)據(jù)119高89-4井自噴井壓力恢復(fù)高89-4井自噴井壓力恢復(fù)120基礎(chǔ)資料高89-4井自噴井壓力恢復(fù)基礎(chǔ)資料高89-4井自噴井壓力恢復(fù)121解釋數(shù)據(jù)高89-4井自噴井壓力恢復(fù)解釋數(shù)據(jù)高89-4井自噴井壓力恢復(fù)122中國石化股份勝利油田分公司純梁采油廠純梁油區(qū)儲(chǔ)層2009年12月李春芹中國石化股份勝利油田分公司純梁采油廠純梁油區(qū)儲(chǔ)層2009年1123一、造成油層傷害的原因
油層傷害主要是由于儲(chǔ)層與外來流體接觸后,發(fā)生五敏效應(yīng)或顆粒堵塞儲(chǔ)層孔隙造成的。儲(chǔ)層本身的特性是造成儲(chǔ)層傷害的內(nèi)因。外來流體的作用是造成儲(chǔ)層傷害的外因,儲(chǔ)層五敏即速敏、水敏、鹽敏、酸敏、堿敏。一、造成油層傷害的原因油層傷害主要是由于儲(chǔ)層與外來流124儲(chǔ)層敏感性1、速敏:是指因流體流動(dòng)速度變化引起地層中微粒運(yùn)移、堵塞喉道,造成滲透率下降的現(xiàn)象。
2、水敏:是指與儲(chǔ)層不配伍的外來流體進(jìn)入儲(chǔ)層后引起粘土礦物膨脹、分散運(yùn)移而導(dǎo)致滲透率下降的現(xiàn)象。3、鹽敏:是指儲(chǔ)層在系列鹽水的作用下,粘土礦物水化膨脹而導(dǎo)致滲透率下降的現(xiàn)象。4、酸敏:酸液進(jìn)入儲(chǔ)層后,與酸敏性礦物發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生沉淀或顆粒,導(dǎo)致滲透率下降的現(xiàn)象。5、堿敏:與儲(chǔ)層接觸到的工作液具有較高的PH值時(shí),高PH值的液體進(jìn)入地層后,導(dǎo)致地層中粘土礦物和硅質(zhì)膠結(jié)的結(jié)構(gòu)破壞,引起儲(chǔ)層傷害6、壓敏:因有效應(yīng)力的變化引起滲透率下降的現(xiàn)象儲(chǔ)層敏感性1、速敏:是指因流體流動(dòng)速度變化引起地層中微粒運(yùn)移125是1:1型層狀構(gòu)造硅酸巖高嶺石的結(jié)晶構(gòu)造晶面間距:0.715nm大多:范德華力少數(shù):氫鍵力晶層內(nèi)是原子的共價(jià)力速敏傷害機(jī)理高嶺石水分子不易進(jìn)入,不膨脹是1:1型層狀構(gòu)造硅酸巖高嶺石的結(jié)晶構(gòu)造晶面間距:0.7126高嶺石掃描電鏡特征晶層內(nèi)牢固,晶層間聯(lián)系弱,在機(jī)械力作用下易沿層面解離,形成鱗片狀微粒;同時(shí)與顆粒表面的附著力差,易脫落。書頁狀、蠕蟲狀、手風(fēng)琴狀分布在粒表或充填孔隙速敏傷害機(jī)理高嶺石高嶺石掃描電鏡特征晶層內(nèi)牢固,晶層間聯(lián)系弱,在機(jī)械力作用下127高嶺石:易充填粒間孔,多見于小孔隙水活躍處,另外高嶺石集合體由于其吸附性較差,在流體作用下,井筒附近有較強(qiáng)剪切力,高嶺石易被打碎向喉道運(yùn)移而堵塞喉道,在注水時(shí)應(yīng)加入一定粘土穩(wěn)定劑(速敏)。敏感性礦物高嶺石:易充填粒間孔,多見于小孔隙水活躍處,另外高嶺石集合體128速敏傷害機(jī)理速敏傷害機(jī)理129速敏傷害機(jī)理速敏傷害機(jī)理130速敏傷害機(jī)理速敏傷害機(jī)理131鹽、水敏傷害機(jī)理晶面間距:1.27~1.72nm范德華力層間吸引力弱,交換性陽離子帶著大量水分進(jìn)入晶層間,層間距離增大,膨脹層內(nèi)陽離子被置換,主要發(fā)生在中間的八面體片上是2:1層型層狀構(gòu)造硅酸鹽蒙皂石族礦物和混層礦物鹽、水敏傷害機(jī)理晶面間距:1.27~1.72nm范德華力層間132鹽、水敏傷害機(jī)理蜂窩狀、片狀的蒙脫石或混層礦物作為孔隙襯里包覆在顆粒表面,與水接觸面積大,經(jīng)水化膨脹極易從骨架顆粒脫落下來蒙皂石族礦物和混層礦物鹽、水敏傷害機(jī)理蜂窩狀、片狀的蒙脫石或混層礦物作為孔隙襯里包133混層礦物外力作用下水化膨脹后的蒙皂石分散示意圖外力作用下分散的粘土微粒運(yùn)移堵塞示意圖混層礦物外力作用下水化膨脹后的蒙皂石分散示意圖外力作用下分散134蒙脫石是由顆粒極細(xì)的含水鋁硅酸鹽構(gòu)成的礦物,它們一般為塊狀或土狀。蒙脫石晶體屬單斜晶系的含水層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物。高分散性、懸浮性、膨潤性、粘結(jié)性、吸附性伊—蒙混層:具有一定陽離子交換能力,在注水開發(fā)中易水化膨脹,應(yīng)考慮加入適量防膨劑,減少對儲(chǔ)層的傷害(水敏)。敏感性礦物蒙脫石是由顆粒極細(xì)的含水鋁硅酸鹽構(gòu)成的礦物,它們一般為塊狀或135伊利石的結(jié)晶構(gòu)造范德華力K離強(qiáng)健晶面間距:1.0nm水分子難以進(jìn)入晶層間,不膨脹速敏傷害機(jī)理是2:1層型層狀構(gòu)造硅酸鹽伊利石伊利石的結(jié)晶構(gòu)造范德華力晶面間距:1.0nm水分子難以進(jìn)入136片狀:顆粒表面,呈包膜狀,不運(yùn)移,增加束縛水飽和度絲縷狀:在顆粒之間搭橋,易被流體打碎產(chǎn)生運(yùn)移速敏傷害機(jī)理速敏水敏是2:1層型層狀構(gòu)造硅酸鹽伊利石片狀:顆粒表面,呈包膜狀,不運(yùn)移,增加束縛水飽和度絲縷狀:在137速敏傷害機(jī)理速敏傷害機(jī)理138伊利石:由蒙脫石雜基重結(jié)晶轉(zhuǎn)化而來,其集合體表面都分布大量微孔隙,產(chǎn)生束縛水飽和度,極大降低K\SO(速敏)。敏感性礦物伊利石:由蒙脫石雜基重結(jié)晶轉(zhuǎn)化而來,其集合體表面都分布大量微139綠泥石礦物也是2:1層型層狀礦物構(gòu)造硅酸鹽綠泥石的結(jié)晶構(gòu)造晶面間距:1.42nm范德華力氫鍵靜電力酸敏傷害機(jī)理綠泥石礦物也是2:1層型層狀礦物構(gòu)造硅酸鹽綠泥石的結(jié)晶構(gòu)造140綠泥石礦物也是2:1層型層狀礦物構(gòu)造硅酸鹽綠泥石多呈葉片狀、針葉狀和花菜頭狀等,分布于巖心表面或充填孔隙中綠泥石晶層一般不具有膨脹性,綠泥石中富含F(xiàn)e2+,F(xiàn)e3+,酸化后隨PH值上升,將生成Fe(OH)3和Fe(OH)2沉淀酸敏傷害機(jī)理綠泥石礦物也是2:1層型層狀礦物構(gòu)造硅酸鹽綠泥石多呈葉片狀141速敏傷害機(jī)理花菜頭狀速敏傷害機(jī)理花菜頭狀142綠泥石:一族層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物,主要為Mg和Fe的礦物,有較強(qiáng)的酸敏性,在高氧及弱酸環(huán)境中,易產(chǎn)生膠狀氫氧化鐵沉淀而堵塞喉道。敏感性礦物綠泥石:一族層狀結(jié)構(gòu)硅酸鹽礦物,主要為Mg和Fe的礦物,有較143礦物類型結(jié)構(gòu)類型層間連接晶面間距陽離交換容量比表面自由膨脹水高嶺石1:1分子鍵、氫鍵7.151~104~12080~140蒙脫石2:1分子鍵12.4~15.480~150600~8501629~1890伊利石2:1K離強(qiáng)健、分子鍵10.010~4065~180239綠泥石2:1+1靜電、分子鍵、氫鍵14.310~400.7~120黏土礦物結(jié)構(gòu)性質(zhì)礦物類型結(jié)構(gòu)層間晶面陽離交換容量比表面自由高嶺石1:1分子鍵144敏感性礦物含量試驗(yàn)層位伊利石%高嶺石%綠泥石%伊蒙混層%樣品數(shù)塊沙四上1151.84.014.030.341244.05.313.537.34合計(jì)47.94.613.833.88粘土礦物X-衍射分析含量表實(shí)驗(yàn)室小層號(hào)全巖礦物組分相對含量%粘土石英鉀長石斜長石方解石白云石塊數(shù)128.843.03.021.011.812.542112.035.82.316.821.511.84合計(jì)10.439.42.618.916.612.18全巖礦物分析含量表敏感性礦物含量試驗(yàn)層位伊利石%高嶺石%綠泥石%伊蒙混層1451.1水敏性評價(jià)指標(biāo):采用水敏指數(shù)來評價(jià)儲(chǔ)層的水敏性。水敏指數(shù)定義如下:Iw=(Kw-Kw*)/KwKw—地層水滲透率,10-3μm2Kw*—去離子水滲透率,10-3μm2敏感性評價(jià)指標(biāo)1.1水敏性評價(jià)指標(biāo):敏感性評價(jià)指標(biāo)1461.2鹽度敏感性評價(jià)指標(biāo):通過臨界礦化度的大小來評價(jià)儲(chǔ)層的鹽敏程度。敏感性評價(jià)指標(biāo)1.2鹽度敏感性評價(jià)指標(biāo):敏感性評價(jià)指標(biāo)1471.3酸敏感性評價(jià)指標(biāo):采用酸敏指數(shù)評價(jià)儲(chǔ)層的酸敏程度。酸敏指數(shù)定義如下:Ia=(Kw-Kwa)/KwKw—地層水滲透率,10-3μm2Kwa—通酸后滲透率,10-3μm2。敏感性評價(jià)指標(biāo)1.4堿敏感性評價(jià):通過臨界PH值來評價(jià)儲(chǔ)層的堿敏程度。
1.3酸敏感性評價(jià)指標(biāo):敏感性評價(jià)指標(biāo)1.4堿敏感性評價(jià):148敏感性評價(jià)及油層保護(hù)技術(shù)研究,是用各油田巖心作為實(shí)驗(yàn)材料,依據(jù)部頒標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行敏感性評價(jià),得出分油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)結(jié)果。儲(chǔ)層敏感性評價(jià)包括三個(gè)方面:一是儲(chǔ)層潛在敏感性分析,對儲(chǔ)層的敏感性進(jìn)行定性評價(jià)。二是巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn),在儲(chǔ)層敏感性評價(jià)的基礎(chǔ)上,通過巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)對儲(chǔ)層敏感性進(jìn)行定量和半定量評價(jià),確定五敏結(jié)果。巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)是通過測定巖心滲透率變化規(guī)律來評價(jià)儲(chǔ)層敏感性的。三是儲(chǔ)層保護(hù)建議,在儲(chǔ)層敏感性分析和巖心流動(dòng)實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上,對如何保護(hù)儲(chǔ)層,減少傷害,提出合理的油層保護(hù)措施。
敏感性評價(jià)及油層保護(hù)技術(shù)研究,是用各油田巖心作為實(shí)驗(yàn)149二、純梁油區(qū)各油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析(一)純化油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析純化油田沙四上儲(chǔ)層分為砂巖、碳酸鹽巖兩種類型。其中一、二、三砂層組為砂巖或以砂巖為主,其它砂層組以泥質(zhì)灰?guī)r為主,各砂層組不同小層之間巖性差異較大,層內(nèi)非均質(zhì)較嚴(yán)重。地層分選中等,雜基含量高,平均14.3%。膠結(jié)物主要為碳酸鹽,含量高,平均含量達(dá)12.2%。石英次生加大,導(dǎo)致儲(chǔ)層物性較差。粘土礦物以伊蒙混層為主,占粘土礦物的49%,其次為伊利石,占粘土總量的35%,再其次為高嶺石、綠泥石,分別占9%和7%。二、純梁油區(qū)各油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析(一)純化油田儲(chǔ)層150純化油田沙四下紅層為長石粗粉砂巖,部分含泥質(zhì)、灰質(zhì),巖性單一,雜基含量高,與沙四上相近。碳酸鹽含量<10%,明顯低于沙四上。粘土礦物中伊蒙混層、伊利石含量也低于沙四上,而高嶺石、綠泥石含量卻高于沙四上。高嶺石含量高達(dá)27%??缀鹨约?xì)喉道為主,層內(nèi)差異明顯,孔吼分選性、均質(zhì)性差。從以上主要儲(chǔ)層特征分析得出,沙四上儲(chǔ)層可能存在以下潛在傷害:①由于該儲(chǔ)層伊蒙混層含量高,可能導(dǎo)致儲(chǔ)層具有一定程度的水敏性。②含量較高的碳酸鹽膠結(jié)物和含量偏低的高嶺石,可能使該儲(chǔ)層不速敏或弱速敏。③沙四下儲(chǔ)層由于粘土含量不高,故水敏性可能不是該儲(chǔ)層的主要傷害因素。純化油田沙四下紅層為長石粗粉砂巖,部分含泥質(zhì)、灰質(zhì),151油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件152油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件153油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件154高嶺石含量高達(dá)27%高嶺石含量高達(dá)27%155油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件156油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件157油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件158油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件159油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件160粘土礦物以伊蒙混層為主粘土礦物以伊蒙混層為主161油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件162油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件163油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件164油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件165油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件166油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件167油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件168油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件169油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件170純化油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表砂層組速度敏感性堿敏感性水敏感性臨界礦化度(mg/l)酸敏感性沙四上純一不敏中弱中20000-40000不敏純二不敏弱弱10000弱鹽酸敏純?nèi)幻羧跞?0000-40000強(qiáng)土酸敏純四不敏弱弱20000-40000中土酸敏純五不敏弱弱10000-40000中土酸敏沙四下紅一不敏不敏弱5000不敏紅三弱弱弱10000-40000不敏紅四弱弱弱40000弱土酸敏高嶺石伊蒙混層伊蒙混層綠泥石純化油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表砂層組速度敏感性堿敏感性水敏感性臨171(二)樊家油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析樊家油田主要含油層系是沙三中4~7砂層組。膠結(jié)方式以孔隙式膠結(jié)為主,膠結(jié)類型為泥質(zhì)和灰質(zhì)膠結(jié)??紫额愋鸵粤ig孔和微孔隙為主,含有少量次生溶孔,儲(chǔ)層非均質(zhì)嚴(yán)重。粘土礦物含量為5~8%,其中伊/蒙混層占35~50%(混層比20%),伊利石占30~50%,高嶺石含量變化大,有的層不含高嶺石,有的層達(dá)40%,綠泥石含量一般低于5%;粘土礦物中約有50%以蜂窩狀、卷曲發(fā)絲狀充填在孔隙和孔喉中,其余呈泥塊狀,以顆粒形式充填。(二)樊家油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析樊家油田主要1721、水敏感性儲(chǔ)層粘土礦物含量較高,約為7%,含有水敏性礦物。這種儲(chǔ)層常以水敏感性為主,遇淡水后粘土礦物大幅度膨脹,堵塞孔道,而且膨脹后的粘土礦物很容易分散運(yùn)移,進(jìn)一步堵塞孔道,造成儲(chǔ)層水敏傷害。2、鹽度敏感性由于儲(chǔ)層中膨脹性粘土礦物含量高,而且有一部分以蜂窩狀、卷曲發(fā)絲狀充填在孔隙和孔喉中,在一定礦化度流體作用下,粘土礦物容易水化膨脹、分散運(yùn)移,引起滲透率不同程度的下降。這種儲(chǔ)層可能存在一定程度的鹽度敏感性。3、酸敏感性儲(chǔ)層中綠泥石含量較少,這樣的儲(chǔ)層酸敏感性傷害可能不會(huì)很強(qiáng)。但引起酸敏的因素很多,如酸化后容易引起顆粒脫落、運(yùn)移,其它含鐵礦物等。因此儲(chǔ)層仍可能存在酸敏傷害。1、水敏感性儲(chǔ)層粘土礦物含量較高,約為7%,含有水173大蘆湖水敏評價(jià)圖大蘆湖水敏評價(jià)圖174大蘆湖鹽敏評價(jià)圖大蘆湖鹽敏評價(jià)圖175大蘆湖鹽敏評價(jià)圖大蘆湖鹽敏評價(jià)圖176大蘆湖堿敏評價(jià)圖大蘆湖堿敏評價(jià)圖177大蘆湖堿敏評價(jià)圖大蘆湖堿敏評價(jià)圖178
大蘆湖儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表砂層組速敏性水敏性鹽敏性酸敏性堿敏性臨界礦化度(mg/l)S3中4無強(qiáng)強(qiáng)中弱30000S3中5無強(qiáng)強(qiáng)中弱30000S3中6無中強(qiáng)中弱30000S3中7無中強(qiáng)中弱15000伊/蒙混層綠泥石大蘆湖儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表砂層組速敏性水敏性鹽敏性酸敏性堿敏性179(四)梁家樓油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析地區(qū)
伊/蒙%伊利石%高嶺石%綠泥石%伊/蒙混層混層比梁中10879330梁北10775820(四)梁家樓油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析地區(qū)伊/蒙伊利石高1801、速度敏感性:雖然儲(chǔ)層中存在高嶺石等速敏性礦物,但它們是以膠結(jié)物和填隙物形式存在,且儲(chǔ)層的成巖作用較強(qiáng)。因而不會(huì)產(chǎn)生大量的可運(yùn)移的微粒,所以儲(chǔ)層基本不存在速度敏感性或只具有較弱的速度敏感性。2、酸敏感性:儲(chǔ)層中含有綠泥巖、鐵方解石和鐵白云石,當(dāng)巖石與鹽酸反應(yīng)時(shí),會(huì)釋放出大量的鐵離子,能形成大量的Fe(OH)3沉淀;當(dāng)巖石與土酸反應(yīng)時(shí),會(huì)形成CaF2沉淀以及出現(xiàn)Fe(OH)3沉淀等。且酸蝕后,可能會(huì)產(chǎn)生大量的可運(yùn)移的微粒隨流體的流動(dòng)而堵塞儲(chǔ)層。所以儲(chǔ)層可能具有較強(qiáng)的酸敏感性。(四)梁家樓油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析1、速度敏感性:雖然儲(chǔ)層中存在高嶺石等速敏性礦物,但它們是1813、堿敏感性:當(dāng)堿性流體與儲(chǔ)層接觸時(shí),地層中的粘土等礦物發(fā)生變化,但機(jī)理較復(fù)雜,儲(chǔ)層可能具有較弱的堿敏感性。4、水敏感性、鹽敏感性:根據(jù)礦物分析,儲(chǔ)層中伊/蒙混層粘土礦物的相對含量為18~22%,混層比30,因地層水礦化度不高,因而當(dāng)外來低礦化度或淡水工作液進(jìn)入儲(chǔ)層后,則會(huì)變?yōu)橐?蒙混層礦物的狀態(tài)而對儲(chǔ)層帶來損害。所以,儲(chǔ)層會(huì)具有不同程度的水敏感性和鹽敏感性
3、堿敏感性:當(dāng)堿性流體與儲(chǔ)層接觸時(shí),地層中的粘土等礦物發(fā)182梁61長期沖刷,造成高齡石黏土運(yùn)移梁61長期沖刷,造成高齡石黏土運(yùn)移183油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件184油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件185油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件186油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件187油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件188油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件189油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件190油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件191油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件192油區(qū)儲(chǔ)層敏感性評價(jià)課件193
梁家樓油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表單元井號(hào)速度敏感性堿敏感性鹽敏感性水敏感性鹽酸敏感性土酸敏感性臨界礦化度(mg/l)梁中L38-6無無強(qiáng)弱無弱20000梁北L43-3無無弱中弱中弱中弱中40000L61-9弱無強(qiáng)中中中40000高嶺石綠泥石伊/蒙混層粘土梁家樓油田儲(chǔ)層敏感性評價(jià)表單元井號(hào)速度敏感性堿敏鹽敏水194(五)正理莊油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析1、儲(chǔ)層特征這次研究的主要對象為正理莊油田正南、正中、正北及金北等四個(gè)區(qū)塊的儲(chǔ)層,取芯井分別是:正南油田東營組正氣1井、沙一段正南8-16井、正中油田沙二段高23-6井、正北油田沙一段正12-9井、沙二下段為正12-14井、以及金北油田沙二段金31井。(五)正理莊油田儲(chǔ)層特征及潛在敏感性分析1、儲(chǔ)層特征1951.1正南1)東營組砂巖儲(chǔ)層:分析段砂巖普遍成巖性差,以疏松含油砂巖和油浸砂巖為主;個(gè)別薄層發(fā)生強(qiáng)化學(xué)膠結(jié),呈致密塊狀砂巖。巖性以長石巖屑砂巖和巖屑長石細(xì)砂巖為主,分選性好。碎屑成分石英占30~41%,長石占28~35%,鉀長石稍多,巖屑約占25~38%,以石英巖、結(jié)晶巖、動(dòng)力變質(zhì)巖和中酸性噴出巖屑為主,少量泥質(zhì)巖屑。砂巖膠結(jié)類型多屬孔隙式和孔—隙接觸式,泥質(zhì)雜基呈鱗片狀,含量多在3~8%,鐵方解石、鐵白云石膠結(jié)物低于5%。砂巖中粘土礦物以高嶺石和蒙脫石為主,另有少量伊利石。該層分析段油層砂巖孔隙度一般為30~35%,平均為32.5%,空氣滲透率差別較大,高者在1達(dá)西以上,一般在100~600毫達(dá)西之間。粒間孔隙發(fā)育,連通性好,面孔率一般高于15%,可見該段砂巖屬于高孔、高滲儲(chǔ)層。1.1正南1)東營組砂巖儲(chǔ)層:分析段砂巖普遍成巖性差,以1962)正南沙一段砂巖儲(chǔ)層:分析段含油儲(chǔ)層巖性以細(xì)粒巖屑砂巖為主,另有少量粗粒巖屑砂巖和巖屑粗粉砂巖。碎屑成分石英占25~40%,長石多在30~36%之間,巖屑占25~35%,粒度較粗的砂巖巖屑含量稍高。呈孔隙式膠結(jié),泥質(zhì)雜基占3~8%,多呈鱗片狀,環(huán)顆粒分布,普遍含3~5%方解石。儲(chǔ)層粒間孔隙發(fā)育,巖石薄片鑒定率在10~25%之間。物性分析表明孔隙度多在30~34%之間,空氣滲透率差別大,高者達(dá)5達(dá)西以上,分析樣品滲透率多在50~300毫達(dá)西之間。1.2正中正中沙二下巖性與正北類似,儲(chǔ)層以灰黃粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖為主。分選性較好,磨園度均為次棱狀,石英含量為28~47%,長石為26~42%,巖屑為9~43%;膠結(jié)類型以孔隙式為主,膠結(jié)物主要以泥質(zhì)和鐵方解石為主,其次含少量的黃鐵礦,灰質(zhì)含量平均為6.6%,泥質(zhì)含量平均為10.3%。沙二下物性分析,孔隙度為24.7%,變化范圍在9.6~29.3%,滲透率在149.2×10-3μm2左右。2)正南沙一段砂巖儲(chǔ)層:分析段含油儲(chǔ)層巖性以細(xì)粒巖屑砂巖為197
1.3正北1)沙一段砂巖儲(chǔ)層:沙一段油層砂巖粒度較細(xì),以粉砂巖具多,陸源碎屑粒度以0.0.3~0.10mm為主,分選性較好。碎屑成分石英占45%~50%,長石占30%~36%,巖屑占14~23%,以巖漿巖屑和變質(zhì)巖屑為主。盆屑在不同層段含量差別較大,高者達(dá)40%以上,一般在8%~20%,成分以砂巖鮞粒居多,另有灰質(zhì)生物碎片;填隙物中以鐵方解石、白云石為主,含量多在5%~15%,鱗片狀泥質(zhì)含量在5%左右,呈孔隙式膠結(jié),可見孔隙為5%~15%。砂巖粘土礦物分析表明:成分上以高嶺石居多,在50%左右,其次為蒙皂石礦物,還有少量伊利石和綠泥石。砂巖有效孔隙度平均為15%~30%,空氣滲透率差別很大,盆屑及化學(xué)膠結(jié)物含量高(30%以上)的砂巖,滲透率多小于10×10-3μm2,主力產(chǎn)油層滲透率多在50~200×10-3μm2之間。儲(chǔ)集空間以粒間孔隙為主,另有生物內(nèi)溶孔及微孔隙。1.3正北1)沙一段砂巖儲(chǔ)層:沙一段油層砂巖粒度較細(xì),1982)沙二下段砂巖儲(chǔ)層:沙二下段儲(chǔ)層巖性以巖屑粗粉砂巖和巖屑細(xì)粉砂巖為主,碎屑粒度多在0.05~0.25mm之間,分選性中等。碎屑成分中石英在38%~42%之間,長石為32%~35%,巖屑為23%~28%,以中酸性噴出巖屑和變質(zhì)巖屑為主,見生物碎屑。鱗片狀泥質(zhì)雜基在5%~7%,鐵方解石膠結(jié)物占5%~10%,局部見少量凝塊狀黃鐵礦,呈孔隙式膠結(jié),可見孔隙為3%~10%。油層砂巖粘土礦物以高嶺石為主,另有少量蒙皂石、綠泥石和伊利石。沙二下段主力儲(chǔ)層有效孔隙度多在20%~28%之間,空氣滲透率為20~500×10-3μm2,以50~250×10-3μm2為主。儲(chǔ)集空間以粒間孔隙為主。2)沙二下段砂巖儲(chǔ)層:沙二下段儲(chǔ)層巖性以巖屑粗粉砂巖和巖屑199
1.4金北金北區(qū)塊沙二段地層巖性上呈砂、泥巖互層,砂巖單層厚度不超過2米,以相對均質(zhì)的細(xì)砂巖為主,其次為中砂巖。砂巖碎屑成分,石英含量約占20%~35%,鉀長石和斜長石約占25%~35%,斜長石明顯多于鉀長石,巖屑含量高,多在40%~50%,且以中性噴出巖屑占絕大多數(shù),石英巖屑、結(jié)晶巖屑及泥質(zhì)巖屑低于5%,且中性噴出巖屑絕大部分都已風(fēng)化蝕變呈泥屑狀,膠結(jié)類型屬典型的膜—孔式,部分泥質(zhì)呈針狀、放射狀環(huán)碎屑顆粒分布,鱗片狀泥質(zhì)充填孔隙,基本不含碳酸鹽等化學(xué)膠結(jié)物,面孔率多在5%~20%之間。砂巖儲(chǔ)集性能在縱向上差別較大,以粒間孔隙為主,其次為粘土礦物間微孔隙??紫抖榷嘣?0%~35%,空氣滲透率為5~20010-3μm2,粒度粗的中細(xì)砂巖,滲透率較高,多在10010-3μm2以上。1.4金北金北區(qū)塊沙二段地層巖性上呈砂、泥巖互層200砂巖X射線衍射粘土礦物分析表明:粘土礦物總量在15%~25%之間,平均在20%左右,礦物成分以強(qiáng)水敏的蒙皂石為主,含量普遍在95%以上,另有約5%的伊利石、高嶺石和綠泥石。2、儲(chǔ)層潛在敏感性因素分析正理莊各區(qū)塊分析段儲(chǔ)層埋藏約1250~2002米,通過對儲(chǔ)層巖石碎屑組分、填隙物、粘土礦物及儲(chǔ)集性進(jìn)行綜合分析,我們認(rèn)為六個(gè)層系儲(chǔ)層敏感性存在區(qū)別,基本上可以分為兩種類型,金北沙二段、正南東營組相類似,其余四個(gè)層系基本相類似,據(jù)此,對儲(chǔ)層潛在敏感性做出如下分析:砂巖X射線衍射粘土礦物分析表明:粘土礦物總量在15%2012.1金北沙二段、正南東營組儲(chǔ)層可能存在以下潛在敏感性1)流速敏感性由于儲(chǔ)層埋藏淺,膠結(jié)性差,基于無碳酸鹽及膠結(jié)物,滲流通道以粒間孔隙為主,其次為大量顆粒表面蒙脫石間微孔隙,在儲(chǔ)層注入介質(zhì)不發(fā)生水敏情況下,隨流速增大,孔隙中膠結(jié)差的微粒和碎屑表面廣泛發(fā)育的蒙脫石碎屑,將發(fā)生移動(dòng),有可能被流體帶出,使儲(chǔ)層孔隙半徑加大,滲透率會(huì)有所提高。如注入流體對蒙皂石不發(fā)生水化膨脹,在一定流速下,不會(huì)發(fā)生流速敏感性。2)水敏感性由于儲(chǔ)層中粘土礦物含量高,普遍在18%~25%之間,而且強(qiáng)水敏性的蒙皂石礦物占絕大多數(shù),因此當(dāng)儲(chǔ)層巖芯注入淡水時(shí),砂巖中蒙脫石將迅速水化膨脹,使粒間孔隙半徑明顯減少,滲透率大幅度下降。故該儲(chǔ)層可能存在強(qiáng)水敏性
2.1金北沙二段、正南東營組儲(chǔ)層可能存在以下潛在敏感性12023)酸敏感性
儲(chǔ)層基本不含碳酸鹽膠結(jié)物,碎屑成分中含有40%左右強(qiáng)風(fēng)化蝕變中性噴出巖屑,起泥質(zhì)碎屑作用,且成分上與碎屑表面薄膜狀自生蒙脫石一致,都為蒙皂石,當(dāng)儲(chǔ)層注入鹽酸時(shí),將會(huì)使砂巖結(jié)構(gòu)破壞,粒間孔隙堵塞,滲透率下降,因此儲(chǔ)層可能具有潛在鹽酸敏感性。注入土酸,氫氟酸將與碎屑表面蒙皂石反應(yīng),使粒間孔隙有所增大,因此,如控制好酸化及反排措施,土酸處理儲(chǔ)層,將有可能使儲(chǔ)層滲透能力提高。2.2正南沙一、正中沙二下和正北沙一、沙二儲(chǔ)層潛在敏感性
1)流速敏感性正北油田分析段儲(chǔ)層埋藏在2000米左右,膠結(jié)性中等,含少量的碳酸鹽膠結(jié)物,泥質(zhì)填隙物多在5%-7%之間粘土礦物成分以易分散的高齡石為主。隨著儲(chǔ)層注入介質(zhì)流速增大,孔隙中膠結(jié)性差的粘土礦物微??赡墚a(chǎn)生移動(dòng),在喉道處產(chǎn)生橋塞,阻礙流體的流動(dòng),因此該儲(chǔ)層可能存在一定程度的流速敏感性。3)酸敏感性儲(chǔ)層基本不含碳酸鹽膠結(jié)物,碎屑成分中2032)水敏感性
儲(chǔ)層中粘土礦物含量在5%-7%,盡管粘土礦物成分上以高齡石為主,但由于儲(chǔ)層中普遍存在一定量的具有強(qiáng)水敏性的蒙脫石礦物,當(dāng)進(jìn)入儲(chǔ)層流體礦化度降低后,儲(chǔ)層中粘土礦物將會(huì)發(fā)生膨脹、分散、運(yùn)移,從而
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