文摘

储层敏感性可能导致的物理或化学反应,堵塞孔喉。它有利于减少损失在致密砂岩储层研究储层敏感性及其控制因素。本文主要侧重于致密砂岩的长4 + 5和长6储层的南泥湾油田三叠系鄂尔多斯盆地。储层敏感性特征进行评估后通过核心敏感性实验岩石学和岩石物性分析和孔隙结构研究。致密砂岩储层敏感性的影响因素从几个方面进行了探讨,如粘土矿物组成、孔隙度、渗透率和孔隙结构。结果表明,岩石类型的长4 + 5和长6储层在N 212块的南泥湾油田主要是长石砂岩,用11.2%和8.45%的平均孔隙度和的平均渗透率 μ米²和 μ米²,分别。粘土矿物成分主要包括绿泥石和伊利石/蒙脱石。两两水库的特点是温和弱速度敏感性,温和的弱水敏感性,中度到盐敏感性强,弱酸性敏感性,和温和的弱碱性的敏感度。在特定的,长4 + 5储层速度和盐敏感性强,虽然它是弱水,酸,碱的敏感性比张6。储层敏感性的主要控制因素是粘土矿物成分、岩石特性、孔隙结构。其中,速度敏感性显示正相关与孔隙结构、孔隙度和渗透率。水敏感性将变得强大与伊利石/蒙皂石的体积含量的增加,但虚弱孔隙结构的越来越好。酸敏感性与绿泥石的体积含量呈正相关,但与孔隙结构负相关。孔隙结构的越来越好,盐敏感性和碱敏感性将成为强和弱,分别。研究结果可以为导向的致密砂岩储层保护研究领域和地区油藏开发方案的调整和优化。

1。介绍

随着新先进技术的提高,特别是水力压裂技术(1- - - - - -3),致密气的产量迅速增加(4]。然而,它是至关重要的研究储层敏感性不同流体速度和类型下进行水力压裂之前,它可以帮助优化压裂液类型和操作参数(5]。储层敏感性可以解释为储层损害的现象,如孔隙结构的破坏,渗透率的下降6],减少产量之间的不相容导致储层流体和在开发过程中注入液体7]。这可能会导致物理或化学反应,如扩张,粒子碎片,迁移和沉淀的粘土矿物块的孔喉8- - - - - -11]。所以,这有利于储层保护和减少储层损害,研究储层敏感性包括水速度,酸,碱,盐敏感性(12]。

致密砂岩储层具有更为复杂的孔隙结构,更糟糕的岩石特性,粘土矿物含量高和裂隙,强比常规砂岩储层非均质性。强烈水库反应将导致减少石油产量和损害储层,当流体注入致密砂岩(13- - - - - -17]。因此,研究在致密砂岩储层敏感性及其控制因素有助于减少对致密砂岩储层损害(18,19]。

先前的研究主要集中在储层敏感性的特点,通过光刻观察、x射线衍射、岩石特性测试和扫描电子显微镜观察(20.- - - - - -23],控制因素对储层敏感性也从几个方面讨论了定性分析如矿物成分、孔隙度和渗透率。但随着现代分析测试技术的快速发展,储层敏感性逐渐从平面和垂直定量评估通过大量的岩心流动实验结合人工神经网络,模糊算法和数值模拟24- - - - - -26]。近年来,沉积相(27),孔隙结构(28- - - - - -31日),粘土矿物(32- - - - - -34]和成岩作用[35,36)已经被广泛接受作为主要控制因素对储层的敏感性。在特定的,速度敏感性与孔隙结构和石英含量密切相关,和水敏感性主要受孔隙结构的影响,I / S和伊利石的内容,而碱敏感范围与孔隙结构和高岭石,我/ S,长石含量(37]。

长4 + 5和长6储层,为最主要的石油生产层南泥湾油田三叠系,鄂尔多斯盆地,主要开发致密砂岩储层岩石特性较差,孔隙结构复杂,和严重的储层损害,导致穷人发展的影响。所以,清理储层敏感性特征及其影响因素的关键是减少储层损害开门。摘要N 212块的两个水库南泥湾油田被作为一个例子,和储层敏感性特征进行评估通过核心敏感性实验岩石学、孔隙度和渗透率分析后,以及孔隙结构研究。致密砂岩储层敏感性的影响因素从几个方面进行了探讨,如粘土矿物组成、孔隙度、渗透率和孔隙结构。研究结果可以为导向的致密砂岩储层保护研究领域和地区油藏开发方案的调整和优化。

2。地质背景

多级构造运动后,如加里东造山运动、海西造山运动、印支运动、燕山期造山运动,和喜马拉雅运动,目前鄂尔多斯盆地已经形成的结构模式。地形的特点是低的西部和南部,而高的东部和北部,和六个结构单元包括两个隆起,两带,一个坡,一个萧条。

南泥湾油田位于东南伊陕斜坡,鄂尔多斯盆地中部,中国(图1)。十个水库,即从张1张10岩性差异,开发在三叠系地层从上到下38,39]。长6储层的沉积时期由湖泊三角洲沉积环境,湖泊面积萎缩和沉积作用加强。长4 + 5沉积期间,湖的过犯再次发生,削弱了三角洲地区建设的过程。

长4 + 5和长6储层的研究区,地质条件复杂,非均质性强,和形成能和产量低,属于典型的致密砂岩储层。沉积环境都是由三角洲平原亚相,包括分流河道和国米频道微相。在前微相,有利砂体主要是开发和特点是中、细砂岩的岩性。

3所示。样品和实验方法

3.1。样品收集

所有的砂岩样品主要是收集从长4 + 5和长6井212 N, 214 N, 33岁的X 447 X 820 N的研究区域。这五个水井盖区域从南到北在平面上;井X33、X820和N 447主要是抽样Chang 6;井212 N和214 N的采样长4 + 5和长6储层在垂直方向,表明这些样品可以代表整个研究区域的储层特征在平面上和纵向方向。测试样本的岩石类型主要是长石砂岩,其次是一些岩屑长石砂岩。

3.2。实验方法

分析方法包括x射线衍射分析,micropetrography分析、物性分析、高压压汞测试和储层敏感性。这些分析测试在西安阿尔伯塔省资源和环境分析和测试技术有限公司有限公司的测试目的,仪器、标准和精度不同的实验如下。

3.2.1之上。x射线衍射分析

x射线衍射分析主要用于测试各种矿物质的组件和卷内容如石英、长石、岩屑、碳酸盐矿物和粘土矿物在岩石。这个测试是通过使用一种乐器的D / MAX-3C室温。用于分析检测标准SY / T 5163 - 2010的数据精度±0.5%。

3.2.2。Micropetrography分析

把薄片(CTS)和扫描电子显微镜(SEM)观察参与micropetrography分析。在铸造表图像观察,基于标准SY / T 5368 - 2016,岩石结构,质地,和40砂岩孔隙类型的样本检测利用偏光显微镜的59 xcpc室温。范在扫描电镜实验,广达450 FEG主要用来探测矿物成分、沉积构造、岩石孔隙类型。仪器的真空显卡和加速电压之间 爸和 分别Pa和500千伏和30千伏之间。图片我们获得分散小于或等于50μ米、7和10之间的放大⁶次,图像分辨率小于或等于3.5海里。

3.2.3。物理性质分析

分析进行了40砂岩样品使用KX-07F-type气体孔隙度测试仪和DX-07G-type透气性测试仪,分别确定岩石的孔隙度和渗透率的标准GB / T 29172 - 2012(6.2.3 6.3.2.1)和GB / T 29172 - 2012(7.3.1),分别。

3.2.4。高压压汞测试

这个测试是15日进行砂岩样品分析孔隙和喉大小和孔隙结构特征通过使用yg - 97 a -型电容汞孔隙仪。GB / T 29171 - 2012标准是用于指导测试在室温。

3.2.5。储层敏感性实验

这个实验12日进行砂岩样品检查水、速度,酸,碱,盐敏感的岩石用MD-04-type储层敏感性测试。SY / T 5358 - 2010标准作为指导实验的温度20°C。

4所示。结果

4.1。储层特征

以下4.4.1。岩相特征

岩石类型的长4 + 5和长6储层主要是长石砂岩、岩屑长石砂岩(图后2),砂岩的碎片组成包括长石、石英、岩屑和碎屑云母(图3)。长4 + 5储层砂岩的特点是一个碎片总额内容范围从84%到92%,平均为88.3%。其中,体积的石英、长石、和岩石碎片从26.7%变化到32.0%(平均为29.3%),从42.0%到49.0%(平均为45.5%),并从8.0%到16.6%(平均13.6%)。与长4 + 5储层相比,长6储层的砂岩,是一个相对更少的垃圾总量含量范围从69%到95%,平均为85.9%。其中,体积的石英、长石、和岩石碎片从15.0%到41.0%不等(平均为23.3%),从32.0%到63.0%(平均为49.4%),并从7.0%到31.0%(平均13.2%)。岩屑在这两个水库的来源都是由火山岩喷发岩的体积含量最高(平均体积含量分别为7.0%和3.9%)。

水泥是由小的间隙馅料不同其总量内容长4 + 5和长6储层;范围从8%到16%,平均为11.7%,从5%降至31%,意味着14.1%的这两个水库,分别(图4)。本卷内容差异也是各种矿物质,如所示浊沸石(体积含量分别是6.0%和5.2%),绿泥石(体积含量分别是4.0%和3.6%),和方解石(体积含量分别是3.7%和3.5%)。此外,少量粘土矩阵也是发达国家之间的空间碎片,体积含量5.6%和5.3%的长4 + 5和长6储层,分别。

的粘土矿物成分长4 + 5和长6储层的研究领域主要包括绿泥石(数字5(一)和5(b)), illite-smectite(图5(c))和少量的伊利石(图5(d))。它可以观察到,最绿泥石填充毛孔显示一个针状下扫描电子显微镜(SEM)。绿泥石的相对质量分数占总粘土矿物的长4 + 5和长6储层变化从36.0%到64.0%(平均52%)和从49.0%到77.0%(平均为60.4%),分别为。扫描电镜下的片状illite-smectite也可以看到,这两个水库的相对质量分数范围从36.0%到64.0%(平均48%)和从23.0%到51.0%(平均为39.6%),分别为。

4.1.2。孔隙度和渗透率

长4 + 5储层的孔隙度和渗透率范围从8.07%到14.56%(平均11.21%)(图6(一)),从 μ米²来 μ米²(的意思 μ米²)(图6 (b)),分别大于长6储层的特点是孔隙度的变化从1.08%到17.60%(平均值为8.45%)(图6(一))和渗透率变化 μ米²来 μ米²(的意思 μ米²)(图6 (b)),分别。根据分类标准对致密砂岩储层孔隙度小于12%、渗透率小于 μ米²应该由赵et al。40),长4 + 5和长6储层属于致密砂岩储层。

4.1.3。孔隙类型

长4 + 5储层主要发育粒间孔隙(数字7(一)-7(c)),孔隙度范围从1%到10%(平均4.4%)和长石溶孔(数字7(d)和7(e)),孔隙度变化从0.2%到2%(平均为1.02%),溶解毛孔后的碎片和少量溶解孔隙的矩阵。长4 + 5的表面孔隙度范围从3.5%到11.5%,平均6.56%的价值,而长6储层空间是由粒间孔隙(图7(f)),孔隙度范围从1%到9%(平均值为3.9%)和溶解孔隙碎片(数字7(g)和7(h)),平均孔隙度为2.0%,由晶间孔隙和裂隙(图7(我))。长6储层的表面孔隙度范围从2.0%到9.0%,平均5.0%(图的价值8)。这两个储层的孔隙组合都是由溶解pore-intergranular孔隙。

4.1.4。孔隙结构

汞压力测试的参数如表所示1。长4 + 5储层的孔隙结构特征是相对较高的位移压力范围从0.64到5.07 MPa(平均值为2.605 MPa)和较低的最大喉道半径、偏态,中值喉道半径为0.0625μm以及异构分布的孔喉,而长6储层显示相对较低的位移平均值为1.791 MPa和中值喉道半径为0.04μ米长4 + 5储层。上述分析表明,细pore-fine喉孔隙结构在这两个水库为主。此外,大多数粒间孔隙是由粘土矿物在扫描电子显微镜(SEM)下,显示细片状喉,导致渗透率的降低;正因为如此,孔喉很容易阻塞孔隙储层流体流动。

4.2。储层敏感性特征

液体的变化状况,如流速、液pH值和盐度、和水库内的地层压力,可能导致粒子的迁移和阻塞毛孔的喉咙,这将进一步导致储层渗透率的降低(11]。为了研究储层敏感性特征在N 212块南泥湾油田6砂岩样本用于敏感性实验。的秩储层敏感性评价的基础上的行业标准(SY / t535 - 2010)。

4.2.1。准备速度敏感性

速度敏感性是指粒子迁移和阻塞的现象,在储层孔喉引起流体流动,导致渗透率降低。参数包括程度的伤害,速度敏感性指数,临界速度通常可用于确定合理注水和采油速度。

如表所示2,损坏程度的渗透率范围从45.6%到47.4%长4 + 5储层内的展品平均速度敏感性指数的0.465和0.02毫升/分钟的临界流速。长6储层显示了相对较低的渗透率伤害程度范围从42.6%到45.2%,速度敏感性指数平均值为0.436,以及相对较高的临界速度的范围从0.02到0.25毫升/分钟比长4 + 5储层。上述分析的基础上,两个储层表现出温和的弱速度敏感性[41]。

4.2.2。水的敏感性

粘土矿物的膨胀、迁移引起的外部流体和储层流体之间的不兼容,可能会导致在储层孔喉阻塞,和渗透率降低18,42]。

水敏感性实验进行分析的兼容程度的注入水长4 + 5和长6储层流体。如表所示3,渗透率伤害程度的水敏感性变化从40.9%到44.0%(42.45%)的平均长4 + 5储层内小于长6储层,表现出损伤程度在42%和48.2%之间(平均为44.73%)。这个结果反映了两个水库,表现出温和的弱水敏感性[41]。

4.2.3。盐敏感性

盐敏感性是指现象,粘土矿物的物理和化学变化伴随着减少储层渗透率、注入流体的盐度差异和地层水(43]。在特定的,在储层内,注入流体的盐度较高的地层水将导致萎缩,不稳定,和粘土矿物的脱落。然而,当注入流体盐度相对低于地层水,它将引起粘土矿物的膨胀和分散8]。因此,可以确定临界盐度通过盐敏感性实验,用来保护油层不受损坏通过提高注入流体矿化度大于临界盐度。

如表所示4,长4 + 5储层显示一个相对较高的临界矿化度平均为18939 mg / L比长6储层平均为18507 mg / L,证明两水库表现出温和的强烈盐敏感性(41]。

4.2.4。酸敏感性

当酸液体注入水库中,他们将与酸反应敏感性矿物或储层原油,然后产生凝胶和沉淀,或释放粒子,从而导致储层渗透率的降低。作为最典型的储层损害是伴随着化学反应,酸敏感性是酸性流体与岩石的相互作用的结果,酸与原油、液体酸反应产物,有机化合物在酸溶液与岩石和原油。储层损害引起的酸敏感性可分为两种类型,包括化学沉淀或凝胶的形成和破坏原始岩石的结构,也可以加快速度的敏感性43]。

如表所示5,长4 + 5储层表现出相对较低的酸敏感性指数平均为0.153比长6储层平均为0.209,反映出这两个两个水库展览弱酸敏感性[41]。

4.2.5。碱的敏感性

当碱性液体注入水库中,注入流体和储层矿物之间的交互会发生,导致矿物分散和脱落,新的沉淀,或凝胶的形成,堵塞孔喉和导致渗透率降低。中的碱敏感性实验研究主要侧重于损伤的可能性和程度由多个碱性液体,如钻井液、水泥浆、压裂液。

长4 + 5储层表现出相对较低的损伤程度范围从33.6%到47.0%(平均值为40.3%)比长6储层变化从44.3%到48.8%(平均值为46.53%)(表6),这表明两水库表现出温和的弱碱性敏感(41]。

5。讨论

5.1。储层敏感性长4 + 5和长6的区别

基于储层敏感性实验的结果,两个水库的特点是中度到弱速度敏感性,温和的弱水敏感性,中度到盐敏感性强,弱酸性敏感性,和温和的弱碱性的敏感度。即使相同的灵敏度度所示不同水库、损伤程度和敏感性指数的差异仍然存在于这两个水库。

在特定的,长4 + 5储层速度敏感性指数从0.456到0.474不等,这有点高于6张(从0.426变化到0.452),表明长4 + 5的速度敏感性更强比长6储层。这一结论也可以验证的损伤程度,较高的长4 + 5储层(范围从45.6%到47.4%)比张6(范围从42.6%到45.2%)。

对水敏感,长4 + 5的损伤程度在40.9%和44.0%之间,这是低于6张(范围从42.0%到48.2%),表明长4 + 5的水敏感性较弱的比张6。

的盐敏感性、长4 + 5储层平均临界盐度18939 mg / L,这是低于长6储层(平均18507 mg / L),表明盐长4 + 5储层的敏感性强于长6储层。

长4 + 5储层的酸敏感性指数范围从0.117到0.189,这是高于6张(从0.146变化到0.285),表明长4 + 5的酸敏感性较弱的比长6储层。这也可以证明的损害程度,较低的长4 + 5(范围从11.7%到18.9%)比长6储层(范围从18.2%到28.5%)。

与碱敏感性,长4 + 5储层有碱敏感性指数范围从0.336到0.472,这是低于6张(从0.433到0.488不等),反映出的碱长4 + 5储层的敏感性较弱的比长6储层。这仍然可以支持的损伤程度,较低的长4 + 5(范围从33.6%到47.0%)比长6储层(范围从44.3%到48.8%)。

5.2。控制因素对储层敏感性

5.2.1。粘土矿物

粘土矿物的存在储层为主的储层敏感性的原因。损伤机制从粘土矿物对储层敏感性可以总结成两种类型,包括直接损失和间接损失。各种粘土矿物在储层表现出不同类型的储层敏感性,这将导致直接破坏致密砂岩储层,而物理和化学在储层粘土矿物之间的相互作用和外部流体具有不同盐度、pH值,流速会诱发一种间接损害。因此,有必要分析粘土矿物类型和发生之前评估机制和程度的损害。

先前的结果表明,敏感性程度将增加与粘土矿物含量的上升4,36,37]。这可能导致的职业在孔隙空间很大的粘土矿物,它可以阻止孔喉。所以,粘土矿物的体积含量是确定敏感性程度的基本因素。

亚氯酸盐和酸溶液的反应可以产生铁(哦)₃沉淀,然后阻止孔喉,导致渗透率的降低(37]。在研究区,绿泥石的相对质量分数较低的长4 + 5(平均52%)比长6储层(平均60.4%)(图9)。这也许是为什么长4 + 5油层展览一个相对较弱的酸敏感性比长6油藏。通常,伊利石/蒙脱石的特征是semihoneycomb分布,阻塞毛孔,降低储层渗透率。此外,伊利石/蒙脱石会吸收水分,扩大不同程度的盐度注入水与地层水不兼容,这也导致了块孔喉和渗透率降低,而伊利石/蒙皂石的相对质量分数较高(从36%到64%不等)长4 + 5储层比长6储层(范围从23%到51%)。从上面的分析中,没有直接关系的相对质量分数伊利石/蒙脱石和Chang 6的水敏感性强,这意味着水敏感性可能会受到其他因素的影响。

5.2.2。岩石特性

有一个很好的相关性的孔隙度和渗透率长4 + 5和长6储层(图10)。然而,由于水库的堵塞毛孔和喉咙,液体很难流动孔隙空间,导致的微小变化敏感性特征除了酸和碱敏感性。速度敏感性伤害程度与胶结,从而影响储层孔隙的发展。的粘土矿物为主的水泥长4 + 5和长6储层,一般可以阻止毛孔和喉咙除了绿泥石膜水泥。因此,速度敏感性伤害程度更强的比这长4 + 5储层长6储层的研究领域。

5.2.3。孔隙结构

表面孔隙度为6.56%,粒间孔隙长4 + 5储层孔隙度4.4%大于那些张6(5%的表面孔隙度和粒间孔隙率为3.9%),显示一个更好的孔隙结构。水的敏感性实验结果展示,酸和碱的敏感性更高Chang 6比长4 + 5储层,而速度和盐敏感性较高的长4 + 5比长6储层。基于上述分析,孔隙结构与速度和盐敏感性呈正相关但负相关水、酸和碱敏感性。

5.2.4。储层保护的建议

长4 + 5和长6储层显示中度到弱速度,水和碱敏感性,中度到强大的盐敏感性,弱酸性的敏感度。盐敏感性应该更加关注第一,紧随其后的是速度,水,碱敏感性。从地质角度来看,平均临界流率的长4 + 5和长6储层为0.02毫升/分钟,表明流量需要保持低于0.02毫升/分钟降低速度和水敏感性。的平均临界盐度长4 + 5和长6储层为18939 mg / L和18507 mg / L,分别证明注入流体的盐度应小于18507 mg / L,以避免盐度敏感性。两个水库显示相同关键pH值8.5碱敏感性测试,反映注入液的pH值应该小于8.5控制。简而言之,首先需要考虑地质条件对储层的保护。结合研究区储层条件和储层敏感性分析的结果,流体的流速小于0.02 mL / min,盐度低于18507 mg / L, pH值低于8.5建议被注入在长4 + 5和长6储层在自习室减少储层损害。

6。结论

(1)的岩石类型长4 + 5和长6储层在N 212块的南泥湾油田以长石砂岩为主的平均孔隙度为11.2%和8.45%,分别为和的平均渗透率 μ米²和 μ米²,分别。粘土矿物成分主要包括绿泥石和伊利石/蒙脱石,长4 + 5储层是更高的相对质量分数的伊利石/蒙脱石(平均为48%),尽管它是绿泥石的相对质量分数较低(平均52%)比长6储层(平均分别为39.6%和60.4%)(2)长4 + 5和长6储层具有中度到弱速度,水和碱敏感性,中度到强大的盐敏感性,弱酸性的敏感度。在特定的,速度和盐敏感性更强常长4 + 5比6水库,水,酸,碱敏感性更强张6比长4 + 5储层(3)储层敏感性的主要控制因素是粘土矿物,岩石特性、孔隙结构。详细,速度敏感性与孔隙结构显示正相关,孔隙度和渗透率。水敏感性将变得强大与伊利石/蒙皂石的体积含量的增加,但将变得脆弱与孔隙结构的越来越好。酸敏感性与绿泥石的体积含量呈正相关,但与孔隙结构负相关。与孔隙结构的越来越好,盐和碱敏感性将成为强和弱,分别

数据可用性

所有数据都支持本研究的结论可以从相应的作者在合理的请求。

的利益冲突

作者声明,本文没有任何与其他单位和个人的利益冲突。

确认

本研究重点研究与发展计划项目支持的陕西,中国(没有。2023 - ybgy - 079),陕西省科技创新指导特殊项目,中国(没有。2023 -码cgzh - 02)。