储层的敏感性特征及开发过程中的变化
摘要：由于储层岩石和流体的性质，储层往往存在多种敏感性，即速敏、水敏、盐敏、
酸敏、碱敏、应力敏感性和温度敏感性等七种敏感性。不同的敏感性产生的条件和产生的影响都有各自的特点。本文主要从三个部分研究分析了储层的敏感性特征。即：粘土矿物的敏感性；储层敏感性特征；储层敏感性在开发过程中的变化。通过这三个方面的研究，希望能给生产实际提供理论依据，进而指导合理的生产。
关键词：粘土矿物；储层；敏感性
1．粘土矿物的敏感性特征
随着对储层研究进一步加深，除了进行常规的空隙结构和空隙度、渗透率、饱和度等的研究外，还必须对储层岩心进行敏感性分析，以确定储层与入井工作液接触时，可能产生的潜在危险和对储层可能造成伤害的程度。
由于各种敏感性多来至于砂岩中粘土矿物，因此它们的矿物组成、含量、分布以及在空隙中的产出状态等将直接影响储层的各种敏感性。
1.1 粘土含量
在粒度分析中粒径小于5um 者皆称为粘土，其含量即为粘土总含量。当粘土矿物含量在1%~5%时，则是较好的油气层，粘土矿物超过10%的一般为较差的油气层[1]。
1.2 粘土矿物类型
粘土矿物的类型较多，常见的有蒙皂石、高岭石、绿泥石、伊利石以及它们的混层粘土[2]。粘土矿物的类型和含量与物源、沉积环境和成岩作用阶段有关。不同类型的粘土矿物对流体的敏感性不同，因此要分别测定不同储集层出现的粘土矿物类型，以及各类粘土矿物的相对含量。目前多彩采用X 射线衍射法分析粘土矿物。常见粘土矿物及其敏感性如表 1 所示。
1.3 粘土矿物的产状
粘土矿物的产状对储层内油气运动影响较大，其产状一般分为散状（充填式）、薄层状（衬底状）和搭桥状[1]。在三种粘土矿物类型中，以分散式储渗条
件最好；薄层式次之；搭桥式由于孔喉变窄变小，其储渗条件最差。除此之外，还有高岭石叠片状，伊/蒙混层的絮凝状等，而且集中粘土矿物的产状类型也不是单一出现的，有时是以某种类型为主，与其它几种类型共存。
2.储层敏感性特征
常规储层的敏感性评价包括速敏、水敏、盐敏、酸敏这五种评价。随着技术的不断发展，增加了应力敏感和温度敏感，故目前储层敏感性评价共七种，其目的在于找出油气层发生敏感的条件和由敏感引起的油气层伤害程度，为各类工作
液的设计、油气层伤害机理分析和制定系统的油气层保护技术方案提供科学的依据。
2.1储层速敏性
储层因外来流体流动速度的变化引起地层微粒迁移，堵塞喉道，造成渗透率
下降的现象称为储层的速敏性⑻0
速敏性研究的目的在于了解储层的临界流速及渗透率的变化与储层中流体流动速
度的关系。
2.1.1 速敏矿物与地层微粒
速敏矿物是指在储层内，随流速增大而易于分散迁移的矿物。高岭石、毛发状伊利石以及固结不紧的微晶石英、长石等，均为速敏性矿物。如高岭石，常呈书页状（假六方晶体的叠加堆积），晶体间结构力较弱，常分布于骨架颗粒间而与颗粒的粘结不坚固，因而容易脱落、分散，形成粘土微粒。
地层内部可迁移的微粒包括三种类型：
（1）储层中的粘土矿物，包括速敏性粘土矿物（高岭石、毛发状伊利石等）和水敏性粘土矿物（蒙皂石、伊/蒙混层）等，水敏性矿物在水化膨胀后，受高速流体冲击即会发生分散迁。
（2）胶结不坚固的碎屑微粒，如胶结不紧的微晶石英、长石等，常以微粒运移状堵塞孔隙喉道；
（3）油层酸化处理后被释放出来的碎屑微粒，如硫酸盐矿物（石膏、重晶石、天青石）、硫铁矿、岩盐等，由于温度和压力变化，引起溶解和再沉淀，或入侵滤液与地层流体发生有机垢（石蜡、沥青）和无机结垢（CaCO3、FeCO3、BaSO4、
SrS04）而堵塞孔隙喉道。
2.1.2 外来流体速度对微粒迁移和孔喉堵塞的影响当外来流体的流速过大或存在压力激烈波动时，与喉道直径较匹配的微粒开始移动。一方面这部分微粒可以在喉道处形成较稳定“桥堵”，另一方面由于此时流速较大，成“桥”过程中流体对微粒的击力也较低速时强。因此，导致岩石中的喉道在较短时间大量地被塞，造成多孔介质渗透能力骤然减小，此时的流速即为临界流速。临界流速所标志的并不是微粒运移的开始，而是稳定“桥堵”的形成。
流速增加将导致岩石渗透率的大幅度降低，其渗透率的伤害可达原始渗透率的20-50%，甚至超过50% 。当流速超过一定值时，启动的微粒粒径过大，与喉道直径不匹配，难以形成新的“桥堵” ，而随着流速的进一步增加，高速流体冲击着微粒和“桥堵”，一部分微粒可能被流体带出岩石，从而使渗透率回升。
2.1.3 流体性质对速敏性的影响
对速敏性有影响的流体性质主要为盐度、pH 值以及流体中的分散剂，这些性质对水敏性粘土矿物的分散迁移影响较大。
低盐度的流体使水敏性粘土矿物水化、膨胀和分散，它们较低的流速下便会发生迁移，并可堵塞喉道，从而导致岩临界流速值减小；同时，由于水敏性粘土在低盐度流体中水化膨胀，在高速流体冲击下易于分散，这样，不仅释放更多更细小的粘土微粒，而且释放出由粘土矿物作为胶结的其它矿物颗粒，从而使地层微粒数量增加，使速敏性增强。
分散剂对速敏性的影响与高pH 值流体相似。钻井液滤液是强的粘土分散剂之一，由此引起的粘土分散导致的渗透率害不容忽视。
2.1.4 储层物性对速敏性的影响
储层物性对速敏性也有一定的影响，尤其是喉道的大小、几形状对储集层的伤害尤为明显。
比如大孔粗喉型的砂岩储集层，喉道是孔隙的缩小部分、孔喉直径比值接近于1 ，一般不易造成喉道堵塞，但容易造成出砂。而对于喉道变细的砂岩储集层、孔隙喉道直径差别特别大，喉道多呈片状、弯片状或束状，易形成微粒堵塞喉道。
2.2 储层的水敏性
储层的水敏性是指当与地层不配伍的外来流体进入地层后，引起粘土矿物水化、膨胀、分散、迁移，从而导致渗透率不同程度地下降的现象[4]。
储层水敏程度主要取决于储层内粘土矿物的类型及含量。大部分粘土矿物具有不同程度的膨胀性。在常见粘土矿物中，蒙皂石的膨胀能力最强，其次是伊/ 蒙和绿/蒙混层矿物，而绿泥石膨胀力弱，伊利石很弱，高岭石则无膨胀性。
储层水敏性与粘土矿物的类型和含量以及流体矿化度有关。储层中蒙皂石（尤其是钠蒙皂石）含量越多及水溶液矿化度愈低，则水敏强度愈大。
2.3 储层的盐敏性
碱敏性是指碱性工作液进入储层后，与储层岩石或储层液体接触，并使储层渗流能力下降的现象[5]。
当不同盐度的流体流经含粘土的储层时，在开始阶段，随着盐度的下降，岩样渗透率变化不大，但当盐度减小至某一临界值时，随着盐度的继续下降，渗透率将大幅度减小，此临界点的盐度值称为临界盐度[6]。
粘土膨胀过程可分两个阶段：
第一阶段是由表面水合能引起的，即外表面水化膨胀；第二阶段被称为渗透膨胀
阶段，即内表面水化阶段。
2.4 储层的酸敏性
酸敏性是指酸液进入储层后与储层中的酸敏性矿物发生反应，产生凝胶、沉淀，或释放出微粒，致使储层渗透率下降的现象[7]。
酸敏性导致地层损害的形式主要有两种：一是产生化学沉淀或凝胶，二是破坏岩石原有结构，产生或加剧速敏性。
酸敏性矿物是指储层中与酸液发生化学沉淀或酸化后释放出微粒引起渗透率下降的矿物。一般地，酸化处理中，多用盐酸处理碳酸盐岩油层和含碳酸盐胶结物较多的砂岩油层，用土酸（盐酸和氢氟酸的混合物）处理砂岩油层（适用于碳酸盐含量较低、泥质含量较高的砂岩油层）。所以酸化过程中的酸液包括盐酸
（HCI）和氢氟酸（HF）两类。
2.5 储层的碱敏性
碱敏性是指具有碱性（pH 值大于7）工作液进入储层后，与储层岩石或储层流体接触而发生反应产生沉淀，并使储层渗流能力下降的现象[8]。
碱性工作液通常为pH 值大于7 的钻井液或完井液，以及化学驱中使用的碱性水。这些流体进入储层，使其产生碱敏性的机理主要为：粘土矿物在碱性工作液中发生离子交换，成为较易水化的型粘土，使粘土矿物的水化膨胀加剧，导致水敏性。
碱性工作液还会与储层矿物发生一定程度的化学反应，与碱的反应活性从高到低依次为：高岭石、石膏、蒙皂土、伊利石、白云石和沸石，而长石，绿泥石和细石英砂的反应活性中等。碱与矿物反应的结果不仅导致阳离子交换，甚至有可能生成新的矿物。这些新生矿物沉积在储层中，导致起渗透率损害。由于碱性工作液与储层矿物或储层流体不配伍，破坏了储层原有的离子平衡，产生碱垢，降低储层的渗透率。
高pH 值环境使矿物表面双电层斥力增加，部分与岩石基质未胶结的或胶结
不好的地层微粒，将随碱性工作液运移，并在喉道处“架桥”，堵塞孔喉。
2.6储层应力敏感性
在油田开发过程中，空隙压力的改变、油气渗流或开采工艺导致储层地应力发生改变，而应力场的改变反过来影响储层岩石的空隙度和渗透率，并影响油气
在空隙或裂缝中的流动，导致储集层渗透率、孔隙度降低的现象为应力敏感性⑹在不同的储层中，渗透率的应力敏感程度差异较大，影响储层渗透率应力敏感性
的主要因素如表2所示。
压力敏感性的影响因素包括储层原始渗透率；储层岩石的孔道类型；储层岩石颗粒的分选性和磨圆度；储层岩石泥质含量；储层含水饱和度（特指气层）；碎屑颗粒成分的相对含量。
2.7储层温度敏感性
由于外来流体进入底层引起温度下降从而导致地层渗透率发生变化的现象。温度敏感性的目的是研究温度敏感引起的地层伤害程度，为合理开发和保护油气
层提供帮助。
3.储层敏感性在开发过程中的变化
由于储层岩石物性和流体性质的多样性，油气田开发过程中采用的各种工艺措施，都将给储层带来很多的敏感性伤害。
3.1钻井过程的储层敏感性损害
常规钻井大多使用水基钻井液，在钻井过程中一般情况泥浆柱压力大于或略大于地层压力，泥浆滤液侵入现象必然存在，而且压差越大侵入越严重，浸泡时间越长侵入越严重。对于强水敏性储层，必然会产生严重的水敏性伤害[10]。
强水敏性地层的黏土水化膨胀、分散、运移，易造成储层孔道堵塞等水敏性伤害，因而必须提高钻井液的抑制性和封堵性。因此，选取正确的钻井液，对钻井液与地层岩石和流体进行适应性评价尤为重要。
例如纳米乳液暂堵钻井液具有低滤失量、强抑制性和防塌能力、渗透率恢复率高的良好特征，在岩心外部和内部形成了较好的泥饼，能有效抑制黏土水化膨胀和分散，起到有效的屏蔽暂堵作用。
3.2 酸化改造的储层敏感性损害
酸化技术是油层改造常用的技术之一，其通过酸液溶蚀岩石孔隙中的堵塞物或基岩本身的某些矿物成份，从而改善岩石内部孔道的连通性，解除地层污染，恢复和提高地层的渗透率，从而达到增产增注的目的。
但有些砂岩储层的空隙填充的粘土矿物含有大量的绿泥石、蒙脱石等酸敏性矿物，其化学性质活跃，在常规土酸酸化过程中溶解，形成絮凝物或沉淀，导致严重的储层伤害，降低酸化效果。因此，对该储层进行酸化适应性研究和选择正确的酸化施工工艺，可以有效的减小酸化引起的敏感性伤害[11]。
3.3 压裂改造的储层敏感性伤害
压裂是指采油或采气过程中，利用水力作用，使储层形成裂缝，增加储层的孔隙度和渗透率的一种方法，又称水力压裂。虽然压裂能改善储层性质，但是也可能出现一些储层伤害现象。
如压裂也注入储层时流速都很高，这往往会造成速敏性伤害。储层微粒和支撑剂随着压裂液一起高速流动，可能会堵塞原始的储层孔隙，形成“死胡同” ，使压裂通道控制的储层空间大大减小。
当使用水基压裂液时，会对水敏性储层造成严重的水敏性伤害，使储层物性变差，起不到增产改造效果。
压裂液的温度一般都低于储层流体温度，较大的温差可能改变储层的物性，造成温度敏感性伤害，降低储层的渗透力。
3.4 开采过程中的敏感性伤害
随着油气的不断采出，储层性质会发生一系列的变化，这个过程中可能会发生水敏、速敏和应力敏感性现象等。
随着开采时间的增加，剩余油饱和度不断下降，含水饱和度不断升高。原来含油气空间与地层水接触，产生水敏性伤害，把一些未来得及被水躯替的微小油气单元锁死在孔隙中，降低了油气的最终采收率。
生产初期，随着井筒附近的油气采出，生产压差不断增大，使得孔隙中的微小颗粒随着流体一起运动是卡死在喉道中，发生速敏现象，降低了储层的渗透率。
随着油气的不断采出，储层的内压下降，在上覆岩层压力的作用下，发生应力敏感性现象，使储层中的一些裂缝性孔隙被压合，降低了储层的渗透率[12]。
哈尔滨工程大学 硕士学位论文 某盆地储层敏感性特征研究 姓名：彭柏群 申请学位级别：硕士 专业：应用化学 指导教师：张密林 20030301
摘要 本文根据某盆地大量现场施工资料，选取２０口井的岩心，进行了其粘十矿物组成分析、岩心薄片形貌及结构分析，以及敏感性特征分析。 通过对储层岩矿特征、孔隙结构特征和物性特征分析，证明盆地的多数井段储集层含油、气性较差，仅少数井段较好。 根据粘十矿物的基本结构，结合粘土的水化膨胀、絮凝、分散情况，从理论上分析了粘士矿物对油层潜在的损害方式。通过大量的粘土矿物分析数据，表明盆地粘十矿物在纵向上由浅到深的变化规律是：蒙皂石一高岭石组合（以蒙皂石为主）、高岭石一蒙皂石组合（以高岭石为主）、高岭石一伊利石组合（以高岭石为主）、伊利石一高岭石组合（以伊利石为主）、伊利石一绿泥石组合。根据这些结果得出粘土矿物在盆地的浅层主要以膨胀的形式损害储层：在中层，主要以微粒运移的形式损害储层；在深层，主要以微粒运移和酸敏的形式损害储层。 储层敏感性实验研究证明，盆地的速敏性为弱到中速敏，水敏性第。和第三凹陷较强，而第二凹陷的水敏性相对较弱；酸化研究表明，现场目前使用的几种酸型配比不适合对该盆地进行酸化改造，必须探索新的酸化途径和配方。 由敏感性实验证明，整个盆地的敏感性主要以水敏和速敏为主，因此
本文的储层敏感性研究为油层保护提出如下解决方案：第一凹陷水敏性较强，要特别注意防止粘上矿物的水化膨胀：第二凹陷速敏性较强，要注意防止微粒迁移：第三凹陷渗透性较差，应以压裂改造为主。 关键词：粘土矿物储层敏感性油层保护速敏水敏
ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ｔｈｉｓｐａｐｅｒｉｓｂａｓｅｄｏｎａｇｒｅａｔｄｅａｌｏｆｏｎ－ｔｈｅ—ｓｐｏｔｄａｔａｉｎｓｏｍｅｂａｓｉｎｓ．Ｌｏｇｃｏｒｅｓｆｒｏｍｔｗｅｎｔｙｗｅｌｌｓａｒｅｓｅｌｅｃｔｅｄｔｏｐｅｒｆｏｒｍｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌｃｏｍｐｏｓｉｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ，ｓｈａｐｅａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｓｌｉｃｅｃｏｒｅａｎａｌｙｓｉｓ，ａｎｄｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙａｎａｌｙｓｉｓ． ＴｈｒｏｅＩｇｈａｎａｌｙｚｉｎｇｒｏｃｋｆｅａｔｕｒｅ，ｐｏｒｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｆｅａｔｕｒｅａｎｄｐｈｙｓｉｃａｌｆｅａｔｕｒｅｏｆｒｅｓｅｒｖｏｉＬｉｔｔｕｒｎｓｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｏｉｌａｎｄｇａｓｐｏｔｅｎｔｉａｌｉｎｍｏｓｔｗｅｌｌｉｎｔｅｒｖａｌｓｉｓｂａｄａｎｄｏｎｌｙａｆｅｗｗｅｌｌｉｎｔｅｒｖａｌｓａｒｅｇｏｏｄ． Ｂａｓｅｄｏｎｂａｓｉｃｓｔｒｕｃｔｕｒｅ，ｃｏｎｎｅｃｔｅｄｗｉｔｈｈｙｄｒｏｕｓｅｘｐａｎｓｉｏｎ，ｆｌｏｃｃｕｌａｔｅａｎｄｄｉｓｉｎｔｅｇｒａｔｉｏｎ，ｔｈｅｐｏｔｅｎｔｉａｌｍｅｔｈｏｄｂｙｗｈｉｃｈｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌｄｏｅｓｄａｍａｇｅｔｏｒｅｓｅｒｖｏｉｒｉｓａｎａｌｙｚｅｄｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｌｙ．Ｔｈｒｏｕｇｈｍｕｃｈｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌａｎａｌｙｓｉｓ，ｉｔｓｃｈａｎｇｉｎｇｒｅｇｕｌａｒｉｔｙｉｓｓｈｏｗｎｆｒｏｍｓｈａｌｌｏｗｔｏｄｅｅｐｖｅｒｔｉｃａｌｌＮｉ．ｅ．：ｓｍｅｃｔｉｔｅ－－ｋａｏｌｉｎｉｔｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ（ｍａｉｎｌｙｓｍｅｃｔｉｔｅ），ｋａｏｌｉｎｉｔｅ－－ｓｍｅｃｔｉｔｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ（ｍａｉｎｌｙｋａｏｌｉｎｉｔｅ），ｋａｏｌｉｎｉｔｅ—ｉｌｌｉｔｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ（ｍａｉｎｌｙｋａｏｌｉｎｉｔｅ），ｉｌｌｉｔｅ—ｋａｏｌｉｎｉｔｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ（ｍａｉｎｌｙｉｌｌｉｔｅ），ｉｔｌｉｔｅ—ｃｈｌｏｒｉｔｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎ．Ｓｏｉｔｉｓｃｏｎｃｌｕｄｅｄｔｈａｔｉｎｔｈｅｓｈａｌｌｏｗｌａｙｅｒ，ｃｌａｙｍｉｎｅｒａｌｄｏｅｓｄａｍａｇｅｔｏｒｅｓｅｒｖｏｉｒｂｙｍｅａｎｓｏｆｅｘｐａｎｓｉｏｎ，ｉｎｔｈｅｍｉｄｄｌｅｌａｙｅｒｂｙｍｅａｎｓｏｆｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｔｒａｎｓｍｉｔ，ｉｎｔｈｅｄｅｅｐｌａｙｅｒｂｙｍｅａｎｓｏｆｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅｔｒａｎｓｍｉｔａｎｄａｃｉｄｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔＮ Ｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｔｅｓｔｔｕｒｎｓｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｖｅｌｏｃｉｔｙｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｂａｓｉｎｉｓｗｅａｋｔｏｍｅｄｉｕｍ，ｗａｔｅｒｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｉｓｓｔｒｏｎｇｉｎｆｉｒｓｔｓａｇａｎｄｔｈｉｒｄｓａｇａｎｄｗｅａｋｉｎｔｈｅｓｅｃｏｎｄｓａｇ．Ａｃｉｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｉｎｄｉｃａｔｅｓｔｈａｔｓｅｖｅｒａｌｔｙｐｅｓｏｆａｃｉｄｏｎｔｈｅｓｐｏｔａｒｅｕｎｆｉｔｆｏｒａｃｉｄｓｔｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｂａｓｉｎａｎｄｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｄｉｓｃｏｖｅｒｎｅｗａｃｉｄｔｒｅａｔｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄａｎｄｐｒｅｓｃｒｉｐｔｉｏｎ． Ｔｈｅｒｅｓｅｒｖｏｉｒｓｅｎｓｉｔｉｖｉｔｙｔｅｓｔｔｕｒｎｓｏｕｔｔｈａｔｔｈｅｗｈｏｌｅｂａｓｉｎｉｓｍａｉｎｌｙｗａｔｅｒ
跃进二号东高点储层敏感性分析 【摘要】跃进二号油田造成油层伤害的主要因素有水敏伤害、附加毛管阻力和速敏伤害，酸敏性相对较弱。浅层可膨胀性粘土矿物占较高比例，胶结程度弱，因而对各种类型的伤害都很敏感。深层比浅层的敏感性要弱一些，主要原因在于可膨胀性粘土矿物相对含量少，而且岩石的胶结程度相对较好。孔隙结构好的储层，敏感性较弱，而孔隙结构差的储层，由于其孔隙小、喉道细，粘土矿物含量高，工作制度不当时最易受到伤害。在注水开发中，要做好储层保护，提高水驱开发效果。 【关键词】储层敏感性；水敏；速敏；附加毛管阻力；酸敏； 油层自身的敏感性程度是油层伤害的一个重要因素。岩性、物性研究以及敏感性流动实验是进行油层敏感性分析的主要手段。其敏感性程度随敏感矿物含量增多、孔隙结构变异而升高。敏感矿物主要有水敏感矿物、速敏矿物、酸敏矿物、碱敏矿物等。 1.储层物性特征 跃进二号东高点构造是青海省柴达木盆地西部坳陷区昆北断阶亚区铁木里克凸起内的一个三级构造。 通过岩心薄片分析，本区的储层具有砂岩近源、低成熟的岩石学特征。从岩心样品分析得出，全油田的平均孔隙度为16.76%，样品分布主峰在15-25%之间，平均渗透率为18.7×10-3um2，残余油饱和度平均为30.83%，物性特征呈中低孔隙度和中低渗透率。 本区油层的润湿性具非均质特点，高渗透层多表现为中性或偏亲油，而低渗透层则多表现为偏亲水。在偏亲油的砂岩模型中，残余油主要分布于颗粒表面、小孔隙、孔隙角隅和死孔隙之中；而在偏亲水的砂岩模型中，残余油则主要以孤立的油滴分布于孔隙之间。 2.储层敏感性分析 2.1水敏伤害 跃进二号油田粘土矿物X衍射分析结果表明。伊利石是该地区的主要粘土矿物，其相对含量达40-90%；蒙脱石分布于浅层，其相对含量达10-50%；伊蒙混成矿物作为蒙脱石向伊利石转化的中间产物，则普遍分布于浅层和深层，相对含量在1-25%之间。 YⅡ264井E31地层的水敏实验和盐敏实验数显示，这些样品用标准盐水测得的渗透率远低于样品的克氏渗透率，下降幅度大于50%。美国岩心公司通过对
储层的敏感性特征及开发过程中的变化 摘要：由于储层岩石和流体的性质，储层往往存在多种敏感性，即速敏、水敏、盐敏、 酸敏、碱敏、应力敏感性和温度敏感性等七种敏感性。不同的敏感性产生的条件和产生的影响都有各自的特点。本文主要从三个部分研究分析了储层的敏感性特征。即：粘土矿物的敏感性；储层敏感性特征；储层敏感性在开发过程中的变化。通过这三个方面的研究，希望能给生产实际提供理论依据，进而指导合理的生产。 关键词：粘土矿物；储层；敏感性 1．粘土矿物的敏感性特征 随着对储层研究进一步加深，除了进行常规的空隙结构和空隙度、渗透率、饱和度等的研究外，还必须对储层岩心进行敏感性分析，以确定储层与入井工作液接触时，可能产生的潜在危险和对储层可能造成伤害的程度。 由于各种敏感性多来至于砂岩中粘土矿物，因此它们的矿物组成、含量、分布以及在空隙中的产出状态等将直接影响储层的各种敏感性。 1.1 粘土含量 在粒度分析中粒径小于5um 者皆称为粘土，其含量即为粘土总含量。当粘土矿物含量在1%~5%时，则是较好的油气层，粘土矿物超过10%的一般为较差的油气层[1]。 1.2 粘土矿物类型 粘土矿物的类型较多，常见的有蒙皂石、高岭石、绿泥石、伊利石以及它们的混层粘土[2]。粘土矿物的类型和含量与物源、沉积环境和成岩作用阶段有关。不同类型的粘土矿物对流体的敏感性不同，因此要分别测定不同储集层出现的粘土矿物类型，以及各类粘土矿物的相对含量。目前多彩采用X 射线衍射法分析粘土矿物。常见粘土矿物及其敏感性如表 1 所示。 1.3 粘土矿物的产状 粘土矿物的产状对储层内油气运动影响较大，其产状一般分为散状（充填式）、薄层状（衬底状）和搭桥状[1]。在三种粘土矿物类型中，以分散式储渗条
1、什么叫做储层敏感性？储层敏感性包含哪些方面？ 答：广义概念：油气储层与外来流体发生各种物理或化学作用而使储层孔隙结构和渗透性发生变化的性质，即称为储层的敏感性。 狭义概念：储层与不匹配的外来流体作用后，储层渗透性往往会变差，会不同程度地损害油层，从而导致产能损失或产量下降。因此，人们又将储层对于各种类型储层损害的敏感性程度，称为储层敏感性。 储层敏感性包含：速敏性、水敏性、盐敏性、酸敏性和碱敏性。 2、简略概述如何评价储层的敏感性？ 答：储层敏感性评价包括两方面的内容：一是从岩相学分析的角度，评价储层的敏感性矿物特征，研究储层潜在的伤害因素；二是在岩相学分析的基础上，选择代表性的样品，进行敏感性实验，通过测定岩石与各种外来工作液接触前后渗透率的变化，来评价工作液对储层的伤害程度。 3、在注水开发过程中储层的性质会有哪些变化？ 答：1）储层岩性参数的变化；2）储层物性参数的变化；3）储层孔隙结构参数的变化；4）储层含油性的变化；5）储层渗流参数的变化。 4、储层速敏的机理是什么？开发过程中应注意哪些问题？ 答：在储层内部，总是不同程度地存在着非常细小的微粒，这些微粒或被牢固地胶结，或呈半固结甚至松散状分布于孔壁和大颗粒之间。当外来流体流经储层时，这些微粒可在孔隙中迁移，堵塞孔隙喉道，从而造成渗透率下降。 在开发过程中：1）确定油井不发生速敏伤害的临界产量；2）确定注水井不发生速敏伤害的临界注入速率，如果注入速率太小，不能满足配注要求，应考虑增注措施；3）确定各类工作液允许的最大密度。 5、储层水敏的机理是什么？开发过程中应注意哪些问题？ 答：在储层中，粘土矿物通过阳离子交换作用可与任何天然储层流体达到平衡。但是，在钻井或注水开采过程中，外来液体会改变孔隙流体的性质并破坏平衡。当外来液体的矿化度低（如注淡水）时，可膨胀的粘土便发生水化、膨胀，并进一步分散、脱落并迁移，从而减小甚至堵塞孔隙喉道，使渗透率降低，造成储层损害。 开发中的应用：1）如无水敏，则进入地层的工作液的矿化度只要小于地层水矿化度即可，不做严格要求；2）如果有水敏，则必须控制工作液的矿化度大于Cc1；3）如果水敏性较强，在工作液中要考虑使用粘土稳定剂。 6、储层酸敏的机理是什么？开发过程中应注意哪些问题？ 答：油层酸化处理是油井开采过程中的主要增产措施之一。酸化的主要目的通过溶解岩石中的某些物质以增加油井周围的渗透率。但在岩石矿物质溶解的同时，可能产生大量的沉淀物质，如果酸处理时的溶解量大于沉淀量，就会导致储层渗透率的增加，达到油井增产的效果，反之，则得到相反的结果，造成储层损害。
1?流速敏感性实验 油气储集层在采油、注水等过程中，当流体在地层中流动速度增大到一定时，引起地层中微粒运移并堵塞喉道处造成渗透率的下降，引起渗透率明显下降的流体流动速度称为该岩石的临界流速（V c）。流速敏感性实验的目的在于确定合理的注采速度提供科学依据。 流速敏感性实验所用岩样是绥1油田冷冻取心岩样，岩样两端添加丝网，周壁为铅皮包裹。实验中为了保证岩样与岩芯夹持器钢套间无串流，用环氧树脂填封岩样与钢套间的间隙，环氧树脂固化后岩样进行驱替实验，实验流速的确定相同于常规流速敏感性实验。 用地层水作介质，进行了流速敏感性实验，结果如表1所示。 根据表1的综合数据，可以得到如下的结论和认识： 胜利油田储层敏感性分析 张宁 哈尔滨石油学院石油工程学院 黑龙江 哈尔滨 150027 摘要：本文利用储集层真实岩石，通过敏感性评价实验可帮助了解在钻井和开发过程中储层损害的因素，以便合理设计储层保护方案。 关键词：渗透率?储层损害?敏感评价 Analysis?of?reservoir?sensitivity?in?Shengli?Oilfield Zhang?Ning School of Petroleum Engineering；Harbin Petroleum College， Heilongjiang Harbin 15002 Abstract：This?paper?uses?the?real?reservoir?rock，through?the?sensitivity?evaluation?experiment?can?help?us?understand?the?factors?in?the?development?process?of?drilling?and?reservoir?damage，so?that?the?reasonable?design?of?reservoir?protection?scheme. Keywords：permeability；?Reservoir?damage；?Sensitivity?evaluation 表1?绥1油田储层流速敏感性实验结果 区块井号岩样号深度/m Kg/μm2孔隙度，%临界流速/ （m·d-1） 速敏损害指数损害程度备注 G G1*******.70 6.81834.8912.710.319中等261538.05 1.43532.6718.180.289弱321550.85 2.73833.1713.470.306中等 B B72-11428.150.51728.53 5.2460.349中等 2-21431.850.59629.157.7020.319中等 2-31433.68 1.55331.5414.240.171弱 4-21373.780.09826.59.850.057弱 胜利油田测 试结果 1-61347.600.26230.310.940.123弱 3-71372.84 2.97929.8无 5-21428.41 3.54233无 1）速敏实验结果表明，G区岩样的临界流速在12.71～18.18m/d之间，速敏损害指数为0.289～0.319，速敏损害程度为弱至中等。 2）B区岩样的临界流速为2.64～14.24m/d。速敏损害程度为弱至中等偏强。 2?水敏性评价? 在油层钻开之前，粘土矿物与地层水达到膨胀平衡，在作业过程中，钻井液中的化学成分和矿化度都与地层水不一致，而使得岩石中的粘土进一步膨胀而造成储层的损害。进行水敏性评价实验的目的就是要了解这一膨胀、分散、运移的过程，以及最终使油气层渗透率下降的程度。 水敏损害程度与岩石中粘土的种类和含量有关，水敏性最强的粘土矿物是蒙脱石，其次是伊/蒙混层；可膨胀性粘土含量越高，水敏性损害越强。由绥1油田粘土矿物分析结果知，B区块和G区块岩石中伊蒙混层矿物含量很高，因此导致了油田具有中等偏强至极强的水敏性。 3?盐敏评价实验 盐敏性实验是指由高到低逐渐改变通过岩样的流体矿化度，测定不同矿化度下岩样渗透率的变化。其目的是了解储层对所接触流体矿化度变化的敏感性程度，找出盐度递减条件下渗透率明显下降的临界矿化度，从而为油田入井流体矿化度的选择提供依据。 绥1油田岩样的盐敏实验结果如表2所示。 129
火山岩基质储层应力敏感性实验研究
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火山岩基质储层应力敏感性实验研究-工程论文 火山岩基质储层应力敏感性实验研究 崔永CUI Yong；王丽影WANG Li-ying （延安大学石油学院，延安716000） 摘要：目前，储层应力敏感性评价主要建立在常规应力敏感性实验的基础上，也有部分学者开展了变孔隙压力的应力敏感性评价实验，所得结论和常规实验有较大的出入，但并没有给出合理的解释。为了深入研究这一问题，笔者设计了一组变围压的常规应力敏感性和变孔隙压力的高压应力敏感性评价对比实验，并对实验结果进行了详细的对比分析研究。结果表明，Terzaghi有效应力理论用于致密火山岩基质储层有一定的局限性，采用本体有效应力理论计算较为合适。如果采用本体有效应力分析该组对比实验，两种实验方法所得结果具有较高的一致性。实验结果表明，地层衰竭开发过程中，岩石骨架所受应力的变化范围很小，由于应力改变而引起的岩心渗透率变化很小，可以忽略不计。 关键词：火山岩基质储层；应力敏感性；Terzaghi有效应力；本体有效应力 中图分类号：P618 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）17-0187-03 作者简介：崔永（1990-），男，陕西榆林人，本科，学生，专业：石油工程、油气勘察方向，长期跟老师做《克拉玛依气田火山岩气藏储层评价及渗流机理研究》科研项目；王丽影（1982-），女，河南商丘人，博士，延安大学讲师，毕业于中国科学院渗流流体力学研究所，一直从事低渗油气田开发方向的研究。 0 引言
敏感性实验 储层敏感性评价是针对某种储层，在通过岩石矿物学分析和其他有关技术手段弄清了特征和潜在损害因素之后，进一步通过室内岩心流动实验来验证和定量评价储层对外来液体损害的敏感性程度，从而为低伤害压裂液研究提供基础数据。 气体速敏的实际就是气体流动情况下引起储层中微粒运移堵塞储层孔喉而造成储层渗透率下降。颗粒大小、颗粒级配、孔喉弯曲度以及气体流速是影响气体速敏最重要的因素。在相同的油气层条件下，生产压差越大气体流速也越大，越容易发生气体速敏，速敏造成的伤害也越大。研究表明，当颗粒尺寸接近为孔隙尺寸的１／３～１／２时，最容易堵塞储层的孔喉。孔道弯曲度大的地层，不仅增加了微粒碰撞孔壁的机率易形成微粒堵塞，而且增大了堵塞的强度。评价气体速敏的目的是分析储层气体速敏程度，找出气体速敏的临界流量，为天然气开采过程中生产速度的控制提供指导。 盐水速敏与气体速敏的伤害机理一样，所不同的是一个是气体，一个是液体。 水敏对储层的伤害程度与下列几个因素有关：１．油气层中水敏性矿物含量多少；２．储层本身的孔渗性，储层渗透率越低，水敏引起的伤害程度越大。水敏实验的原理是首先用地层水或模拟地层水饱和岩样并测定岩样的渗透率值，然后用次地层水测定岩样的渗透率，最后用蒸馏水测定岩样的渗透率，从而确定淡水引起岩石中矿物水化膨胀而造成的伤害。 储层盐敏评价的主要目的之一是分析工作液滤失到地层后是否对地层造成损害以及损害的程度和大小。工作液进入地层主要是因为压差作用致使工作液侵入（或滤失）到地层深处。当滤失液的矿化度高于盐敏发生的高限临界矿化度时，亦可能引起粘土矿物的水化收缩破裂，造成微粒运移堵塞储层的孔喉，致使储层渗透率下降。 碱敏主要是指高ＰＨ值的外来流体与油气层中的碱敏性矿物接触后发生分散、脱落、形成新的硅酸盐沉淀和硅凝胶体，致使地层的渗透率下降的现象。产生碱敏的原因主要包括：粘土矿物的铝氧八面体在碱性溶液的作用下，使粘土表面的负电荷增多，晶层间斥力增加促进了粘土矿物的水化分散；地层中的隐晶质石英、蛋白石等物质晚与氢氧化物起反应生成不可溶性硅酸盐并进而形成硅凝胶，形成硅凝胶后体积增大晚堵塞地层的孔道，从而降低了地层的渗透率。 酸敏的形成主要有两种情况：一是外来酸性液体与地层作用后，与酸反应形成的微粒堵塞油气层通道；一是矿物酸化溶解后的离子发生反应生成新沉淀或凝胶体堵塞油气通道。无论哪种情况，都会在一定程度上造成对油气通道的堵塞，降低地层渗透率。
储集层敏感性及五敏试验 1．基本概念 所谓储集层敏感性，是指储集层岩石的物性参数随环境条件（温度，压力）和流动条件（流速，酸，碱，盐，水等）而变化的性质。岩石的物性参数，我们主要研究孔隙度和渗透率。衡量储集层岩石的敏感程度我们常用敏感指数来，敏感指数被定义为在条件参数变化一定数值时，岩石物性减小的百分数，习惯上用SI 来表示。我们以渗透率这个物性参数为例，给出其一个基本公式： i i k p K K K SI -= （1-1） 上标表示岩石物性参数，用下标表示条件参数。 上式定义的是渗透率对地层压力的敏感指数。 敏感指数的物理含义是指条件参数变化一定数值以后，岩石物性参数损失的百分数（主要是孔隙度和渗透率）。所以我们要想了解油藏的敏感指数就必须了解条件参数的变化幅度，从而我们可以求出敏感指数。 在实际矿场中，渗透率比孔隙度更能影响储集层产能。因此渗透率的研究尤为重要。储集层渗透率因为地层压力的改变而呈现出的敏感性质，称作储集层的压力敏感，压力敏感指数用符号P SI 表示。 由以上可以知道下面的概念。 储集层渗透率因为地层温度的改变而呈现出的敏感性质，称作储集层的温度敏感，简称热敏，用T SI 表示。 储集层渗透率因为渗流速度的改变而呈现出的敏感性质，称作储集层的温度敏感，简称热敏，用v SI 表示。 储集层渗透率因为注入液体的盐度的改变而呈现出的敏感性质，称作储集层的盐度敏感，简称盐敏，用sal SI 表示。 储集层渗透率因为注入液体的酸度的改变而呈现出的敏感性质，称作储集层的酸度敏感，简称酸敏，用aci SI 表示。 储集层渗透率因为注入液体的碱度的改变而呈现出的敏感性质，称作储集层的碱度敏感，简称酸敏，用 alk SI 表示。 储集层渗透率因为注入淡水而呈现出的敏感性质，称作储集层的水敏性质，简称水敏，用w SI 表示。