10第十章 储层敏感性解析

储集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。 内部潜在损害因素主要指储集层的岩性、物 性、孔隙结构、敏感性及流体性质等储集层固 有的特性。 外部条件主要指施工作业过程中引起储集层 孔隙结构及物性的变化，使储集层受到损害的 各个外界因素。
一、岩石成分及孔隙结构对储集层损害 的影响 1、敏感性矿物的影响 2、孔隙结构的影响
可能损害地层的几类敏感性矿物
2、孔隙结构的影响
孔隙结构也是影响储集层损害的一个重 要因素，特别是喉道的大小、几何形状对 储集层的伤害最为敏感。
二、外来流体与储集层相互作用导致 储集层的损害
1、外来流体中固相颗粒的侵入
固相颗粒可分为两大类： 一类是为了达到流体某种性质而加入的添加剂；
另一类是混入流体中的矿物或其它杂质的碎屑。
1、敏感性矿物的影响
敏感性矿物的概念
指储集层中与流体接触易发生物理、化学或物理化 学反应并导致渗透率大幅度下降的一类矿物。
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。矿物当与水溶液作用时，将产生晶 格膨胀或分散破碎，从而堵塞孔隙或喉道，使储集层 渗透率下降，此类矿物称之为水敏性矿物，通常具有 阳离子交换容量大的特点。
2、储集层内部颗粒运移
储集层中的细小矿物颗粒在外来流体的流速过大或 存在压力激烈波动时，在流体冲刷作用下，未胶结或胶 结疏松的颗粒发生运移，至狭窄的喉道处，形成堵塞。 有时还会形成“油井出砂”。
3、储集层内部化学沉淀或结垢
外来流体与组成储集岩的矿物或储集岩中流体相接 触时，在地层条件下，经物理、化学、生物作用，将在 孔隙壁上形成化学沉淀或结垢，使孔隙缩小、吼道堵塞 ，储集层物性变差。 乳化物、有机结垢、无机结垢、某些化 学沉淀物
我国广泛采用了岩石学分析技术、岩心渗流 实验、动态模拟技术等，对油藏的伤害机理进行 了系统剖析和定量的研究，并在钻井液滤失规律、 储集层微粒运移机理以及在水敏、酸敏、碳酸盐 岩和变质岩储集层伤害等方面取得了很大进展。 为进一步深入开展油层伤害机理研究、完善油层
保护措施奠定了基础。
第二节 储集层敏感性评价
储集层敏感性评价的程序包括储集层特性评价
和潜在敏感性评价两大部分，通过一系列的分析、
实验，提出预防或减少储层损害的措施。
储层敏感性评价是本节讨论的主要内容，实验
是研究储层敏感性的基础。
储层敏感性评价研究程序（裘亦楠）
一、速敏性实验及评价
由于微粒迁移造成的储集层损害
速敏性对储层的损害可 用Vc或Kv/K∞（速敏指数） 两个参数来表述。
实验通常包括酸溶实验、浸泡实验和流动酸敏 实验。
酸溶实验 岩样在三种酸液不同 浓度下的损失率。 浸泡实验 观察岩样表面溶解、 脱粒、分裂、解体等 显微变化。 通过上述两个实验，初步选择酸化处理方案中所用 酸的种类和浓度。
流动酸敏实验
模拟储层酸化过程中，酸液可能对储层损害的实验。 Ki Kf 用参数Ki/Kf可判 断岩样的酸敏程度。
Vc愈小，速敏性愈强； Kv/K∞愈小，速敏性愈强。
Kv：不同流速条件下的渗透率 K∞：岩样未受损害前的克氏渗透率 Vc：临界流速，与岩石性质和流体介质的性质有关
二、水敏性实验及评价
粘土膨胀性
首先，分析粘土矿物种类、含量及其在储层中的分布特征； 然后，用不同矿化度的水注入岩心，测其K值，研究岩石的水 敏程度。
第十章
储集层敏感性研究
第一节 储集层损害的机理 第二节 储集层敏感性评价
第一节 储集层损害的机理
所谓储集层损害，是指储集层钻开后，到石油开采 完整个过程中，由于人为因素造成的油气产能下降， 甚至完全丧失产能的现象。
油层伤害是使油田减产的一个重要原因。油层伤害并不仅是油田投入开发 时才发生的，它是自油田钻井、完井、射孔、中途测试、增产改造、注液、开 采和修井等环节都能发生的长过程，因此油层保护也不能仅限于油层投入开发 开采这个阶段，而是自钻井、完井、射孔、中途测试、增产改造、注液、开采 和修井的整个过程都要予以保护的一个系统工程。
Kf表示岩样与酸液反应之前，用 模拟地层水或标准盐水测得岩样 渗透率，Ki表示岩样与酸反应后 ，用相同流体测得岩样渗透率。
（4）碱敏性矿物
在强碱性条件下能产生沉淀而使储集层损害的矿物 。 如钾长石、纳长石、及各类粘土矿物。
（5）速敏性矿物
在储集层中，因流体流速过高，使分散状的细粒 矿物，如微粒粘土矿物、微晶石英、微晶长石等矿物 ，在储集层中运移，在狭窄的喉道处形成堵塞，使储 集层渗透率变差，这类矿物称之为速敏性矿物。 敏感性矿物是储集层伤害的重要潜在因素，在 相同的外界条件下，同一口井，不同层位的储集层 ，由于岩石中敏感性矿物的成分及含量不同，其储 集层的可能伤害程度也不同。 同一种矿物，可能具有几种敏感性，储集层所 受的伤害往往是各种敏感性综合作用的结果。
粘土矿物是最常见的水敏性矿物。
粘土矿物具有特殊的结构，岩石中的粘土组分易于吸水膨胀，使粘土矿 物体积增大同时产生膨胀压力，导致储集层的孔喉缩小和堵塞，使渗透 率大大下降，造成油层伤害。
（2）盐敏性矿物 储集层中某些矿物与不同盐度的水溶液相接触， 储集层的物性变化，造成孔隙缩小，喉道堵塞，使储 集层渗透率下降，此类矿物称之为盐敏性矿物。
（3）酸敏性矿物
指储集层中与酸液作用产生化学沉淀或酸蚀后释放 出的颗粒引起渗透率下降的矿物。
碳酸盐岩储集层易于和酸发生化学反应，或溶解或沉淀。如 果溶解为主，必要破坏原岩的结构，酸蚀后形成的微粒移至喉道 处，造成储集层损害；如果形成化学沉淀，特别是氢氧化铁、氟 化钙、二氧化硅等沉淀，也会使孔隙变小，喉道堵塞，造成储集 层损害。
岩心水敏实验渗透率变化曲线
三、盐敏性实验及评价
盐界矿化度
粘土膨胀性
盐界矿化度 愈大，盐敏 程度愈强。
四、酸敏性实验及评价
酸处理作业被广泛的用于解堵和低渗储层的增产 措施中，但在酸和岩石的反应过程中，由于溶解和沉 淀作用，往往会形成对储层的损害。 在酸化提高产能时，碳酸盐岩储层主要采用盐酸 酸化，碎屑岩储层则以土酸酸化为主。 实验的目的：了解准备用于酸化的酸液是否会对储层 产生损害及损害的程度，以便优选酸液配方，寻求更 有效的酸化处理方案。