低渗透砂岩油藏储层的分析与研究

低渗透砂岩油藏储层的分析与研究

张秀芬

吉林油田新民采油厂

摘  要：为有效提高低渗透油田滚动开发效果，改善油田低渗透非主力层系的开发现状。在储层特征分析、室内实验、机理研究的基础上，建立了水敏水锁分析数学模型和微粒运移、结垢、细菌、外来固相颗粒等损害程度诊断经验公式，从而实现对储层分析的合理判断。

关键词：低渗透  油藏  储层   分析

伴随着油田开发难度不断增大，目前吉林油田等东部老油田大多数为低渗透复杂断块油田，伴随高节奏地滚动勘探开发，开采难度不断增大；而油田随着开采程度的加深，中高渗透主力油层进入高含水期开采，调整挖潜的重点也逐渐转向中低渗透储层。如何在新油田滚动开发的初期就针对储层分析的潜在因素尽早采取有效的保护措施，如何在油田根据储层分析的类型和损害的程度有针对性地实施增产增注措施，是改善低渗透油田开发效果，提高经济效益面临的重要课题之一。

一、基本思路

储层分析就是根据已开发油田的资料和积累的的经验，借助一些基本的储层信息，早期定性判断待开发油田类型，并定量估算可能的程度，改变以往依赖大量的室内分析和一系列流动实验进行评价，致使措施建议滞后于滚动开发生产实际需要的状况，从而实现油田的合理开采。众所周知，储层是油藏内外部条件共同作用的结果。内因即油藏本身的潜在损害因素，外因即开采过程中任何能够使储层分析 的可能性转化为现实的外部条件。储层分析研究是针对各种内外部因素的相互作用机理，评价其产生的结果，为解除已有的提供依据，即对已开采油田在储层潜在因素分析的基础上，结合油藏的开采历史和油水井生产动态资料，综合分析各种因素及机理，评价所受的类型及程度，指导采油生产实践的有效技术。

二、储层预测技术研究

低渗储层的主要特点是低孔、低渗、低孔喉，针对低渗透油藏潜在的主要损害类型，并根据相应的储层物性资料及配套的敏感性评价数据建立水敏水锁预测模型和流体评价预测模型。所谓水敏是指与储层不配伍的流体进入储层后，引起粘土矿物膨胀、分散运移，从而导致储层渗透率的下降。水锁效应是指毛细管中非润湿相驱替润湿相产生的附加阻力，主要表现为表面张力。下面以水敏为例说明建模过程。

引起储层水敏损害的主要原因是储层内部的粘土矿物，而水敏损害程度则取决于粘土矿物含量、分布状态和储层的物性及孔喉结构。通过对水敏损害后渗透率恢复值与有关参数进行单因素分析发现，水敏损害是多因素共同作用的结果，与某一单一的影响因素并无确切的函数关系。为确定储层水敏损害的主要影响因素，我们选择由代表性的配套岩心试验数据进行系统的聚类分析.所谓聚类分析就是对事先不知道其相互关系的分类对象按照物以类聚的原则，根据分类对象之间的亲疏关系进行分类的方法。经分析，与水敏损害有关的主要参数是气体渗透率值、孔隙度、主要孔喉半径、粘土矿物含量、伊利石含量和分布状态、伊蒙混层含量和分布状态、绿泥石含量。为了建立水敏损害程度的定量预测模型，采用逐步回归的方法对影响水敏损害的主要因素进行了分析，分别得到适合低渗和特低渗储层的水敏分析模型。

三、储层分析主要技术手段

储层分析诊断主要是针对外部因素（如钻井、完井、注水、采油等各施工作业环节）不当造成的储层的损害分析和产量预测。因此我们主要研究微观运移、注入水中固相颗粒堵塞、细菌堵塞、有机无机垢及水化膨胀等六种储层分析 的损害因素。经机理研究、室内试验和公式推导，建立了相应的各因素所引起的储层分析程度诊断模型。下面以微观运移和注入水中固相颗粒对储层为例说明建模过程。

1.注入水中固相颗粒堵塞

利用多点渗透率测定仪测定岩样体积过滤系数值，将该值与岩样粒孔径之比、流体杂基含量、注入量、注入速度等有关参数进行多元非线性回归，得到体积过滤系数计算数学模型，然后按相应程序计算由注入水中固相颗粒堵塞地层引起的相应参数，从而得出数据。

2.速敏性损害

当流体流速大于临界流速时，速敏性粘土矿物发生微粒运移，从而导致渗透率降低，称为速敏性损害。影响临界流速的因素包括岩样本身和流动介质两方面，岩样本身因素有微观粒径、孔隙大小、孔隙度及微观的润湿性；流动介质方面包括PH值、矿化度、离子价数、粘度和水油比等。

四、 现场应用及结论

1. 初步应用

储层判断分析系统可以以少量的资料快速而准确地对储层的水敏及水锁损害进行预测，并对几种常用的保护储层的钻井完井液体系对储层的影响进行评价，从而提出细致而清晰的措施建议；采用的诊断软件对油水井进行储层诊断时只需输入相应的单井静态数据、生产数据、开发数据和试验数据，经软件计算分析输出每种损害所引起的表皮系数，根据表皮系数大小及排序，即可确定主要损害类型及损害程度，软件最后还可输出推荐解堵措施。

对储层判断分析系统和诊断软件我们进行了大量的实验验证，预测和诊断结果与实验结果的符合率达80%以上。并成功地应用于油田生产实践中，为这些油田在钻井、完井、注水、采油等过程中油气层保护工作提供了有效的建议和措施,由于根据储层分析结果采取了系统油气层保护措施，使得这些油井能够迅速投产或者恢复生产。油田在早期钻井、开采生产过程中未系统考虑储层保护问题，且采用污水回注，注入水水质含油、含固、含菌均超标，注水系统腐蚀严重，近几年给注水工作带来了很大的困难，为了查找储层的主要损害原因以及确定储层的损害程度，我们对其进行了全面而系统的诊断。综合XM油田自身岩石矿物特征和储层物性特征以及矿场施工作业的各个环节进行系统诊断，提出建议措施：

1.1重复射孔，并适当控制注水采油速度；

1.2回注污水要进行严格的预处理，特别是对储层的注入水中的固相、油、菌、H2S指标力求达到行业标准；

1.3钻井作业中采取平衡压力钻井及屏蔽暂堵技术；

1.4对因堵塞已造成严重损害的低渗储层可采用酸化压裂措施、或低酸深部酸化解堵、或弱酸化解堵。

五、结论

1.通过储层分析可利用较少的参数快速预测或诊断出储层的损害类型及对储层造成的损害程度，准确率达到80％以上，并用参数来及时指导油田实现滚动式开发生产。

2.应用分析系统，对储层水敏损害形式进行预测，为入井流体的组成提供依据，指导注水作业。

3.研究目前几种常用的钻井完井液体系在油田的应用情况，总结了对不同渗透率及不同粘土矿物含量的储层渗透率影响的一般规律，并能够在计算机上进行流体对储层渗透率影响、钻井完井液滤液侵入深度及固相侵入深度的预测，从而为后续生产提供较为全面的方案。