储层五种敏感性概念
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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。
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。
什么叫做储层敏感性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。
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 ik 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salSI 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aciSI 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。
其中我们最常用的就是五敏:速敏,水敏,盐敏,酸敏,碱敏,实验室常做五敏实验来判断油藏性质。
如果一个油藏水敏,那么我们一定要对其做盐敏实验。
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 KK 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SI表示。
的酸度敏感,简称酸敏,用aci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SI表示。
的碱度敏感,简称酸敏,用alk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SI表示。
w其中我们最常用的就是五敏:速敏,水敏,盐敏,酸敏,碱敏,实验室常做五敏实验来判断油藏性质。
如果一个油藏水敏,那么我们一定要对其做盐敏实验。
139近年来,随着石油勘探开发的不断发展和推进,在开发过程中,对制约石油产量的是储层敏感性的损伤预测和保护方面的研究还不够深入。
在石油储层的注水过程中,蕴含在原始地层中的敏感性矿物与注入液体接触,原始稳定的环境被改变,会造成这类矿物发生化学、物理性质的变化,从而影响储层的孔隙度和渗透率,进而影响油层开发方案。
因此,本文从储层敏感性损伤机理和控制因素入手,选择典型样品进行实验室模拟分析,对储层敏感性进行评价,以期为油田开发过程中制定有效方案和稳产、增产提理论依据。
1 储层敏感性损害机理油气储层中广泛存在的碳酸盐矿物、黏土矿物等会在油层开发过程中与外部液体接触,包括钻井、完井、开采、注水等过程,由于地层中的原始液体与这些外来液体性质不同,会造成物质沉淀、黏土矿物的膨胀或者微颗粒的运移等现象,造成储层物理性质,如孔隙度和渗透率的变化,甚至出现无油产出的现象。
目前的研究表明储层敏感性主要有五种类型:水敏性、速敏性、酸敏性、碱敏性和盐敏性。
(1)水敏性。
引起储层水敏性的原因包括储层黏土矿物晶体中的可交换性阳离子,以及外部液体进入与黏土矿物接触形成的矿化度。
具体表现为黏土矿物水化膨胀、黏土矿物的分散和运移堵塞。
(2)速敏性。
当外部液体注入地层造成孔隙流体流速增加,导致粘土矿物在孔隙、喉道或者裂缝等位置通过时,出现“堵车”现象,导致颗粒聚集再沉积,导致储层渗透率降低,这种现象很容易出现在致密储层中,这类储层孔隙和喉道较细,大部分属于纳米级,很容易发生黏土矿物运移的堵塞。
(3)酸敏性。
储层酸敏性包括黏土矿物与酸性溶液发生化学反应形成二次沉淀,主要出现在绿泥石含量多的储层中,绿泥石中的铁、铝、镁等阳离子很容易在绿泥石和酸性液体发生反应的过程中析出沉淀,对储层造成损伤。
第二是酸性液体在溶解黏土矿物后,会释放出不溶解于酸性液体的物质,造成孔隙堵塞,损伤储层质量。
(4)碱敏性。
油田开发过程中,注入碱性液体对储层造成的损伤主要有3方面:①储层中黏土矿物与碱性溶液反应形成沉淀,堵塞孔隙喉道;②黏土矿物与碱性溶液之间发生离子交换,造成黏土矿物的膨胀,间接导致水敏;③与酸敏性类似,黏土矿物也会和碱性溶液发生反应生成不溶性物质。
储层的五种敏感性:
几乎所有井的油层都会受到不同程度的损害,油层损害必然导致产能损失及产量下降。
储层对于各种类型地层损害的敏感性程度,即为储层敏感性。
1、速敏性是指因流体流动速度变化引起地层微粒运移、堵塞喉道,导致渗透率下降的现象。
速敏性研究的目的是在于了解储层的临界流速及渗透率的变化与储层中液体流动速度的关系。
地层微粒是指地层中包括粘土微粒和其它矿物的碎屑微粒在内的所有可移动微粒,它的存在是引起速敏性的内因。
2、水敏性储层中粘土矿物及其它自生矿物在原始地层条件下处于一种含有一定矿化度的盐水环境中,当淡水或低矿化度的水进入地层后,由于环境条件的改变,这些矿物就会发生膨胀、分散、脱落和运移,减小或堵塞储层喉道,造成储层渗透率降低,地层这种遇淡水降低渗透率的现象称水敏性。
3、酸敏性:用各种酸液处理地层,已成为油气田开发改造过程中的常用措施,它可以清除井筒附近地层的酸溶性堵塞,溶蚀岩石矿物,扩大油气流通通道,改善油气层渗流能力。
在酸处理过程中,如果酸液选择或施工程序不合理,也会对地层造成损害。
酸液进入地层后,与地层中的酸敏性矿物发生反应,产生沉淀或释放出微粒,使地层渗透率下降的现象称为酸敏性。
4、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、压敏性:应力敏感性是指岩石渗透率随有效应力(或称净围压)的增加而下降的现象。