儲層敏感性研究與應用匯報提綱儲層敏感性研究的主要類型敏感性快速預測評價程序儲層的敏感性主要有以下幾種類型（1）外來流體的鹽度降低引起油氣儲層中粘土礦物的水化、膨脹，因而縮小了儲層的孔隙喉道，這就是儲層的水敏性。（2）微粒運移堵塞油氣儲層的孔隙喉道，即儲層的速敏性。（3）由于與儲層流體不配伍的流體侵入儲層、溶液溫度變化、溶液壓力變化、溶液蒸發（氣井）等原因，使儲層原有的沉淀-溶解平衡被破壞，因而生成瀝青、石蠟或無機沉淀，這就是儲層的結垢問題。結垢嚴重時，可造成儲層孔隙或裂縫、射孔孔眼、井筒或采油設備堵塞，損害油氣產能。（4）外來流體進入儲層，并與儲層礦物發生化學反應，如堿水驅中的堿溶或酸化作業中的酸溶，由于反應產物的沉淀以及膠結物被溶解產生的碎屑微粒堵塞孔喉，因而導致儲層滲透能力的下降。（5）外來流體的侵入造成水飽和度增加，引起水堵，或者使油氣儲層潤濕性改變，降低油氣的相滲透率，或形成高粘度的乳化液，堵塞油氣儲層的流動通道。匯報提綱儲層敏感性研究的主要類型敏感性快速預測評價程序快速預測評價程序井場取心巖樣處理巖石學分析X-射線衍射掃描電鏡分析紅外光譜分析水敏性分析膨脹率陽離子交換量鹽敏性分析絮凝曲線酸敏性分析酸敏動力學化學酸敏酸敏熱力學成垢趨勢預測堿敏性分析堿敏動力學化學堿敏堿敏熱力學敏感性評價結果儲層敏感性預測研究程序潛在的敏感性預測通過巖石學分析結果，即可判斷儲層中含有哪些敏感性礦物，從而預測潛在的敏感性。儲層中最典型的水敏性礦物為蒙皂石，或含蒙皂石的混層礦物；酸敏性礦物主要有綠泥石、方解石、蒙脫石、石膏以及所有含鐵礦物；堿敏性礦物主要是易產生堿耗的白云石、高嶺石、伊利石等；潛在的速敏性的判斷比較復雜，通常需要根據掃描電鏡確定地層微粒的礦物組成，并結合X-射線衍射和紅外光譜分析的結果評價速敏性。巖石物性對敏感性也有一定影響，當物性差時，將可能強化敏感性。主要的物牲參數為滲透率和孔隙度.自生礦物的敏感性自生礦物敏感性的預防措施根據碳酸鹽膠結物與粘土礦物雜基的含量，綜合考慮酸化后的實際效果。對于低滲透儲層應分析其低滲透的原因，若碳酸鹽膠結物含量高，這是以化學膠結影響物性相對好的儲層，注水時應防止自生高嶺石和自生伊利石晶粒的遷移問題。對自生綠泥石含量較高的儲層，要注意酸化后產生氫氧化鐵也會造成油層損害作用而造成低滲透，這類儲層應以酸化為主并配以壓裂；另一種低滲透的成因是由于雜基含量較高或機械壓實作用影響明顯，使顆粒排列緊密，孔隙度變小，并有石英次生加大，也有因火山物質不穩定，易泥化，抗機械壓實能力差，所以形成假雜基，在局部次生孔隙發育處有自生伊利石及自生綠泥石及小的石英晶體，碳酸鹽自生礦物較少，因此這類儲層應以壓裂為主，輔以酸化，可能會取得一定效果。在鉆井過程中對于垮塌的井段應加強巖石性質的研究，以分析由于自生礦物或是巖石裂隙、裂縫影響則造成井壁塌方，從而采取措施。速敏性快速評價一、定義微粒運移堵塞油氣儲層的孔隙喉道，即儲層的速敏性。二、速敏性評價程序

速敏性評價實驗的目的在于了解儲層滲透率的變化與儲層中流體流動速度的關系，如儲層有速敏性則要找出其開始發生速敏的臨界流速（υc），并評價速敏性的程度。速敏性評價實驗應按照0.10，0.25，0.50，0.75，1.00，1.50，2.00，3.00，4.00，5.00，6.00ml/min的流量等級，依次測定滲透率。對于氣體滲透率大于0.500μm2的巖樣，可以從0.25ml/min開始測定。當測出臨界流速后，流量等級間隔可以加大。若一直未測出臨界流速，應作到最大排量6.00ml/min為止。速敏性快速評價三、速敏性評價指標速敏性的強弱可由速敏性產生的滲透率傷害率（DK）來評價，即：

損害程度的評價指標如下：無 ≤0.05弱 0.06～0.30中等偏弱 0.31～0.50中等偏強 0.51～0.70強 0.70水敏性快速評價一.定義水敏性是指與儲層不配伍的外來流體進入儲層后，引起粘土膨脹、分散、運移，從而導致滲透率下降的現象。二、水敏性評價技術水敏性評價包括巖心驅替和非巖心驅替（膨脹率測定、陽離子交換量測定）兩類實驗。1．非巖心驅替法評價水敏性測定巖石的膨脹率，可以定性判斷儲層中是否含有膨脹性粘土，預測儲層巖石與外來流體接觸后的水敏性程度。陽離子交換能力是礦物的一種特性。有水存在時，晶層表面的補償陽離子容易被溶液中存在的其他陽離子交換，不同的礦物其陽離子交換量也不相同。結合膨脹率測定結果，可以定性地預測巖石水敏性的可能程度。2．驅替法評價水敏性水敏性評價實驗的目的是了解這一膨脹、分散、運移的過程，以及最終使儲層滲透率下降的程度。水敏性快速評價三、水敏性評價指標非驅替法評價水敏性的指標見表17-3，其中的參數T僅作參考。表17-3水敏性分析的指標注：H為膨脹率，CEC為陽離子交換量，T為水敏性粘土總量。驅替法評價水敏性采用水敏指數（IW），其定義如下：

式中，KL通常為等效液體滲透率、標準鹽水滲透率或地層水滲透率，單位10-3μm2。參照美國Marathon石油公司對水敏性強度的分級標準，將水敏性強度與水敏指數的對應關系定義如下：無水敏 IW≤0.05

弱水敏 0.05<IW≤0.30

中等偏弱水敏 0.30<IW≤0.50

中等偏強水敏 0.50<IW<0.70

強水敏 0.70≤IW<0.90

極強水敏 IW≥0.90水敏性快速評價四、防膨劑研究

防膨劑是一類在水中少量加入即可明顯抑制或解除粘土礦物水敏性的化學劑，其主要化學分類為；無機鹽、無機聚合物、有機聚合物等。目前，在國內外應用最廣、使用效果較好的主要是有機陽離子聚合物中的聚季胺鹽。現場進行防膨處理之前，應首先進行室內的篩選實驗，其研究程序為：（1）采用化學研究方法篩選出最佳的防膨劑；（2）優選防膨劑最佳濃度；（3）選擇合適的添加劑；（4）采用上述實驗所得的防膨劑最佳配方進行動吸附研究，考察防膨處理的最佳關井時間；（5）通過巖心驅替實驗評價防膨效果；（6）應用計算機數值模擬技術，計算現場使用防膨劑的最佳注入量（段塞尺寸）；（7）現場實際應用。鹽敏性快速評價

鹽敏性是地層耐受低鹽度流體能力的量度。一、鹽敏性機理當不同鹽度的流體流經含粘土的儲層時，當鹽度減小至某一臨界值時，隨著鹽度的繼續下降，由于粘土礦物的水化、膨脹而導致滲透率將會大幅度減小，此臨界點稱為臨界鹽度（Sc或Fc）。鹽敏性評價方法有絮凝法和巖心驅替法兩種。二、絮凝法鹽敏性實驗程序1．已洗油洗鹽的巖樣（或其他固體試樣），經研磨后過180目篩，于80℃下烘干；2．按0.3g/100ml的固液比配制試液，搖勻后放置水化24小時；3．將試液充分搖動后，以蒸餾水作參比液，在500nm波長下連續測定60min內的透光率值；4．用積分法或稱重法求絮凝值I（%）5．繪制絮凝曲線。鹽敏性快速評價三、鹽敏性評價指標為了便于各油田及同一油田中井層之間進行比較，通常在實驗中采用一種高鹽度、無結垢傾向的鹽水作為標準鹽水，其配方為：

NaCl∶CaCl2∶MgCl2·6H2O=7∶0.6∶0.4（重量比）鹽敏性的程度采用臨界絮凝濃度（Fc）或臨界鹽度（Sc）及水敏指數來評價，通常使用標準鹽水（復鹽）進行實驗，評價指標為：無鹽敏 IW≤0.05

弱鹽敏 Fc≤1000

中等偏弱鹽敏 1000<Fc<2500

中等鹽敏 2500≤Fc≤5000

中等偏強鹽敏 5000<Fc<10000

強鹽敏 10000≤Fc<30000

極強鹽敏 Fc≥30000使用NaCl鹽水（單鹽）進行實驗時，評價鹽敏性的指標（臨界鹽度）應適當增大。酸敏性快速評價

酸敏性是指酸液進入儲層后與儲層中的酸敏性礦物發生反應，產生凝膠、沉淀，或釋放出微粒，致使儲層滲透率下降的現象。一、酸敏性機理在酸化提高產量時，碳酸鹽巖以鹽酸酸化為主，碎屑巖以土酸酸化為主。碳酸鹽巖地層鹽酸酸化時，主要的酸敏性離子為Al3+、Fe3+，且主要以氫氧化物的形式沉淀，其酸敏性與pH值的變化密切相關。由于碳酸鹽巖與鹽酸反應過程的pH值上升很快，故酸敏性將可能對滲透率產生相當的影響。砂巖與鹽酸的反應能力一般比碳酸鹽巖低得多，但反應產物卻比碳酸鹽巖與鹽酸的反應復雜得多。主要為硅酸鹽和硅鋁酸鹽。當殘酸pH值上升后，還將生成Fe(OH)3和Al(OH)3沉淀。由于溶解過程使某些離子濃度提高，還將導致某些無機垢的生成。土酸不僅能象鹽酸一樣快速地與碳酸鹽巖反應，而且能溶解砂巖中的石英、長石等鹽酸不溶或難溶的礦物，尤其是其對粘土礦物的溶解能力是任何其他酸很難相比的。由于土酸是由鹽酸和氫氟酸組成的，酸—巖反應產物除多種陽離子外，還有H2SiF6和H3AlF6。一次沉淀物為CaF2和MgF2，二次沉淀物為氟硅酸鹽（K2SiF6等）、氟鋁酸鹽（Na3AlF6等）、簡單氟化物（CaF2、BaF2等）及無機垢。酸敏性快速評價二、酸敏性評價程序酸敏性評價實驗的目的是檢驗巖樣與鹽酸、氫氟酸等接觸后的反應產物對儲層滲透能力的影響。1．化學法酸敏性評價（1）選擇酸化用酸的種類（2）選擇最佳酸濃度選擇鹽酸酸化，找出酸化效果最好（溶失率高）且用酸量較少的鹽酸濃度。選擇土酸酸化，須測定一系列不同濃度土酸的溶失率。（3）酸敏動力學與酸敏熱力學研究2．驅替法酸敏性評價驅替法酸敏性評價實驗采用確定的酸配方進行，比較巖樣在酸處理前后滲透率的變化情況，測定驅替過程中pH值及流出液中酸敏性離子濃度的變化，判斷巖樣酸處理后的損害程度等。酸敏性快速評價三、酸敏性評價指標1．化學法酸敏性評價通過測定1.5克巖樣在10毫升15%HCl中的溶解度（RW）來選擇酸化用酸：

RW≥20% 普通鹽酸酸化（15%HCl）

RW<20% 土酸酸化或濃鹽酸（20～37%HCl）酸化通常選擇溶失率大于20%，小于30%時的土酸濃度作為土酸酸化的最佳濃度。2．驅替法酸敏性評價選擇長度等于或大于5cm，直徑2.5cm的巖樣，注入1VP15%HCl或先用2VP15%HCl預處理，然后注0.5～1VP12%HCl+3%HF，反應時間為1～2小時，定義酸敏指數（Ia）如下：式中Ki—酸化前用標準鹽水（或地層水）測定的巖樣滲透率Ks（或Kf）；

Kia—酸化后用標準鹽水（或地層水）測定的巖樣滲透率Ksa（或Kfa）。

酸敏指數與酸敏性的關系如下：無酸敏Ia≤0.05

弱酸0.05<Ia<0.30

中等酸敏0.30≤Ia≤0.70

強酸敏 Ia>0.70水垢研究

油田水結垢是現場作業中普遍存在的一大難題，其結果是產生地層損害、阻流、設備磨損和垢蝕等，將嚴重影響生產，造成產量下降。據報導，國內外由于油田水結垢而使原油產量損失和各種除垢作業造成的經濟損失相當大。在美國有許多井是由于地層和井筒結垢而減產，甚至過早地報廢。國內許多油由（如長慶、勝利、克拉瑪依等）也都已出現了較為嚴重的結垢問題。國內外的經驗表明，根據具體情況對油田水結垢的可能性及結垢程度進行預測評價，進而采取相應的防治措施，可以減輕或消除由于結垢而造成的地層損害。水垢研究一、儲層結垢的機理由于油田水與儲層礦物長期處于沉淀-溶解的平衡狀態，水中含有一定量的陰陽離子。在一定的理化條件下，當水中低溶解度的鹽類達到過飽和狀態時，這些離子就會形成某些難溶的鹽類而沉淀下來沉淀物可在水中呈懸浮狀態或在地層巖石的表面附著而形成水垢。在油田的生產過程中，當溫度、壓力、水的含鹽度、油水氣三相之間的平衡關系以及動力學條件等發生變化時，鹽水的pH值、離子組成、溶解氣含量等均會發生相應的變化，從而改變某些難溶鹽在水中的溶解度，使水中易成垢的鹽過飽和，此時就會發生結垢。當兩種不相容的水（如地層水和注入水）混合后使其中的某些鹽過飽和時，也可產生結垢。1．儲層中常見的水垢

油田生產中最常見的水垢為碳酸鈣、硫酸鈣、硫酸鋇和硫酸鍶垢。2．水垢的預防油田生產中主要使用化學防垢劑來抑制水垢的形成。3．水垢的清除可用機械方法和化學處理劑來清除水垢。水垢研究二、油田水結垢預測評價和預測油田水結垢的方法一般有兩種，即室內實驗方法和數值模擬技術。

1.室內實驗主要用來評價兩種不相容水混合后的結垢情況，有靜態和動態兩類實驗方法。

2.數值模擬技術目前，通過建立完善的結垢預測化學模型，采用數值模擬技術預測油田水結垢趨勢的方法已比較廣泛地應用于油田。有些“結垢預測軟件”不僅理論基礎可靠，而且以大量的室內實驗和現場試驗為依據，能處理油田生產中各種類型的結垢問題。采用數值模擬技術可在短時間內建立起各種條件的實驗模型，給出結垢趨勢和結垢量。堿敏性研究一、堿敏性機理堿性工作液通常為pH值大于7的鉆井液或完井液，以及化學驅中使用的堿性水,這些流體進入儲層后，與儲層巖石或儲層流體接觸，并使儲層滲流能力下降。堿性工作液與地層巖石反應比酸反應程度弱得多。但由于堿性工作液與地層接觸時間長，對儲層滲流能力的影響仍是相當可觀的。使其產生堿敏性的機理主要為：（1）粘土礦物在堿性工作液中發生離子交換，成為較易水化的鈉型粘土，使粘土礦物的水化膨脹加劇，導致水敏性。MH+NaOH=MNa+H2O

（2）堿性工作液還會與儲層礦