油气层保护-敏感性分析

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1、油气储层地质学基础BasisofHydrocarbonReservoirGeology储层敏感性分析第一节储层敏感性机理第二节储层敏感性评价第三节开发过程中储层性质的动态变化2第一节储层敏感性机z储层损害是由储集层内部潜在损害因素及外部条件共同作用的结果。z内部潜在损害因素主要指储集层的岩性、物性、孔隙结构、敏感性极流体性质等储集层固有的特征。z外部条件主要指的是在施工作业过程中引起储层孔隙结构及物性的变化，使储集层受到损害的各种外界因素。z一般而言，储集层的敏感性是由储层岩石中含有的敏感性矿物所引起的。敏感性矿物是指储集层中与流体接触易发生物理、化学或物理化学反应并导致渗

2、透率大幅下降的一类矿物。z常见的敏感性矿物可分为水敏性矿物、酸敏性矿物、碱敏性矿物、盐敏性矿物及速敏性矿物等（表8-1），与之相对应的是层的五敏（表8-2）。3第一节储层敏感性机表8-1可能损害地层的几类敏感性矿物（据张绍槐，罗平亚，19904第一节储层敏感性机表8-2储层的五敏性含义流速增加引起渗透率下降造成地层的损害与地层不配伍的流体使地层中粘土矿物变化引起的地层损害储层在盐液作用下渗透率下降造成地层损伤酸液与地层酸敏矿物反应产生沉淀使渗透率下降碱液在地层中反应产生沉淀使渗透率下降储层五敏速敏性水敏性盐敏性酸敏性碱敏性形成因素粘结不牢固的速敏矿物在高流速下分散、运移而堵

3、塞孔隙和喉道流体使地层中蒙皂石等水敏性矿物发生膨胀、分散而导致孔隙和喉道的堵塞盐液进入地层引起盐敏性粘土矿物的膨胀而堵塞孔隙和喉道盐酸或氢氟酸与含铁高或含钙高的矿物反应生成沉淀而堵塞孔隙引起渗透率降低地层矿物与碱液发生离子交换形成水敏性矿物或直接生成沉淀物质堵塞孔隙5第一节储层敏感性机一、储层的速敏性z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。z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。(一）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

4、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。6第一节储层敏感性机¾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

5、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、SrSO4）而堵塞孔隙喉道。7第一节储层敏感性机(二）外来流体速度对微粒迁移和孔喉堵塞的影¾地层微粒堵塞孔喉通常存在三种形式：1、细粒物质在喉道处平缓地沉积（SmoothDeposition）；2、微粒在喉道产生"桥堵"（PoreBridging），堵塞流动通道；3、较大颗粒恰好嵌入喉道，形成"卡堵"（SizeExclusion）。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

6、"，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8-1）。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。8•第一节储层敏感性机理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，难于形成新的"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（图8-1）。图8—1岩石流动实验曲

7、线9第一节储层敏感性机理(三）流体性质对速敏性的影响¾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。z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。z分散剂对速敏性的影响与高pH值流体相似。钻井液滤液是