林光荣，林鑫，邵创国，罗丽荣，高崇凯，刘秋兰
（1.长庆油田分公司勘探开发研究院，陕西 西安 710018；
2.长庆油田分公司采油十厂，甘肃 庆城 745100；
3.长庆油田分公司采油五厂，陕西 西安 710201）
鄂尔多斯盆地东部白云岩储层分布稳定，含气普遍，但储层致密且非均质性强，试气产量较低。在超低渗透、致密油气藏的实验中，使用SY/T5358-2010《储层敏感性流动实验评价方法》行业标准［1］进行储层的敏感性评价存在以下问题：1）速敏实验中，按标准设置流速（0.1 mL/min），压力往往超过压力梯度（2.0 MPa/cm），最终评价是无速敏，无法真实反应样品的实际情况；
2）酸敏和碱敏实验中，按标准驱替注入酸液和碱液很难完成0.5~1.0倍孔隙体积，且实验时间较长，影响实验的评价时效；
3）所有实验都采用恒速法，这样实验压力很高，实验不安全。该行业标准只适用于空气渗透率大于1.0 mD的储层，对于超低渗透、致密储层就不适用。因此，针对致密储层的特点，实验进行了一些改进（①采用恒压法，避免恒速法产生压力过高，无法实现速敏评价实验；
②对于气藏速敏评价实验，采用气体作为评价介质，更加接近实际储层；
③酸敏和碱敏实验，采用烘干岩心和饱和酸、碱液，使酸、碱液与岩心充分反应，更好地评价储层的酸敏和碱敏），以期建立一套致密储层伤害评价方法，系统分析该地区储层各种伤害因素。
鄂尔多斯盆地东部发育含膏云坪、白云岩坪沉积微相，储集岩类分为4类，分别是（含）硬石膏结核白云岩、角砾白云岩（渗流粉砂充填）、细粉晶白云岩、砂屑云岩。敏感性矿物含量少，从各岩性平均孔隙度统计可以看出，（含）硬石膏结核白云岩平均孔隙度和渗透率最高，分别为5.06%和0.88 mD，其次为渗流粉砂白云岩，平均孔隙度和渗透率分别为2.9%和0.52 mD，细粉晶白云岩孔隙度和渗透率最低，仅为0.17%和0.09 mD。储层储集空间类型以晶间（溶）孔、膏模孔为主，其次为微裂缝。储层整体致密，局部发育较高渗储层。由于沉积环境的影响，含水饱和度较低，为10%~20%，整个区域内无边底水。
储层开采过程中，常与外来的水、酸和碱溶液接触，这些溶液进入储层，与储层发生反应，产生各种物质，堵塞气体的渗流通道，同时，开采的工作制度的不同，也会在近井地带产生应力敏感，造成渗流能力下降，最终影响储层的产能［2-4］。实验用水采用标准盐水，矿化度50 g/L，通过储层伤害评价实验，研究影响储层渗流能力的因素。
2.1 气藏开采速度
气藏的开采速度过大，会造成颗粒运移，堵塞喉道，同时，开采速度过大产生贾敏效应，造成渗流能力减小，最终使产能下降。如果放大压差生产，在近井地带产生应力敏感，使得孔喉变小，最终也会使产能下降［5-7］。通过速敏和应力敏感实验研究该区储层开采速度对储层渗流能力的影响。
2.1.1 速敏实验
以往评价气藏速敏实验都是用地层水作为评价介质，为了更好地接近实际情况研究气藏的速敏性，本次研究采用气体作为评价介质。
从图1速敏实验曲线可知，随着气体流速的增加，气体相对渗透率明显下降，平均速敏指数为0.62，属于中等偏强速敏，气体渗透率越小，速敏越强，主要是孔喉越小，部分颗粒运移造成气体流动通道堵塞，渗流能力下降，相对渗透率普遍降低。
2.1.2 应力敏感实验
当储层被打开，压力就会发生变化，随着开采程度的增加，孔隙压力变小，孔喉所受净压力也会变化，特别是近井地带，生产压差过大会产生大的压降，储层中的裂缝和孔隙、喉道就会闭合，使流速变小，产量降低。
图1 速敏实验曲线
由图2应力敏感实验和表1可知，当储层平均净压力达到24.0 MPa时，储层平均最大伤害率为42.55%，储层应力敏感属于中等偏弱，当净压差恢复到初始状态时，渗透能力恢复到71.60%，储层基本上是弹性变形。当储层存在裂缝时（如m141，马五13），储层具有较强的应力敏感性，当净压差达到25.7 MPa时，气体渗透率伤害达到67.16%，属于中等偏强敏感，当净压差恢复到初始状态时，它的渗流能力恢复只有39.27%。说明储层为塑性变形，裂缝闭合后，当净压差恢复到初始值时，裂缝不能张开。
图2 应力敏感实验曲线
表1 应力敏感实验数据表
从速敏和应力敏感看，开采速度过大，会造成摩阻压力变大，渗流能力下降，同时在近井地带产生应力敏感，渗流能力也会下降。
2.2 入井流体的酸、碱性
储层开采时，或多或少接触酸性、碱性液体，这些外来液体容易造成储层伤害，严重时可能造成储层产量急剧下降，所以在储层开采时，就要系统的评价入井酸、碱液对储层的伤害程度。
2.2.1 酸敏实验
此次酸敏实验选择了2种酸液，分别是室内评价常用的15%HCl和现场使用的有机复合酸，通过对比酸化前后渗透率，来判别储层的酸敏性。
图3A为注15%HCl前后渗透率变化直方图，由图可知，储层对HCl反应比较弱，有2块样品是弱酸敏，3块样品渗流能力得到改善，平均液体渗透率从0.023 3 mD增至0.028 1 mD，增幅不大；
平均酸敏指数为-0.53。样品的溶蚀率大小不一，平均为13.59%，这与储层所含的酸溶物的多少有关。
图3 注酸前后渗透率变化直方图
有机复合酸是气田现场常用的一种施工酸液，图3B为注有机复合酸前后渗透率变化直方图，由此可知，储层对有机复合酸反映较强烈，样品的渗流能力均得到改善，溶蚀率都比较接近，溶蚀率平均为9.8%，当溶蚀的产物排出来时，渗透率明显增大，平均液体渗透率从0.067 9 mD增至0.132 mD，酸敏指数为-14.57，渗流能力得到较大改善。从岩心酸反应前后样品外观照片看，样品有很强烈的溶蚀现象，岩心有很多酸溶物质（图4）。
图4 注酸样品图
2.2.2 碱敏实验
储层开采时也同样会受到碱液的污染伤害，如钻井液、储层措施的工作液，它们接触储层时，会渗入到储层里，与储层中的矿物发生反应，产生沉淀，堵塞储层，影响产量。
此次研究采用2种碱液（PH8-9碱液和PH12-13碱液）进行储层伤害评价，结果如表2所示，由表可知，储层对碱液反应不强，渗流能力几乎没有伤害，个别样品渗透率变大，储层属于无碱敏。
表2 碱敏实验数据表
2.3 外来水
对于气藏，外来水是最大的伤害因素，水一旦进入气藏，很难排出，尤其是致密气藏。大部分气藏的亲水性都很强，水进入气藏后进入孔喉，会在颗粒表面形成水膜，缩小气体的渗流通道，影响气体的渗流能力，这种外来水很难排出［2，8］。所以，需要研究水对该类储层的伤害情况，同时，分析不同类型的储层可动水有多少，能够排出多少。
2.3.1 水锁实验
水锁评价实验就是分析储层不同饱和水状态下气体的渗流能力，同时分析储层可动水和束缚水的含量，及束缚水状态下渗流能力的伤害程度。岩心中水的可动空间是根据气驱水实验，当压力改变后，驱出来的水就是岩心中水的可动空间。束缚水饱和度是依据气水相渗实验，当岩心见气后，没有水流出，就可认定岩心中的水就是饱和束缚水，孔隙体积减去产出水体积除以孔隙体积就是束缚水饱和度。
从图5水锁实验可知，储层随着含水饱和度的降低，渗流能力增强。由表3可知，研究区水的可动流体空间比较低，平均为31.00%，束缚水饱和度平均为68.48%，可动水最小伤害率平均为86.52%，说明外来水对储层的伤害比较严重，应有效预防外来水的进入。
图5 水锁实验曲线
表3 水锁伤害实验数据
2.3.2 渗吸实验
渗吸实验是分析岩石在没有外力作用下，靠岩石自身的毛管力，能吸入多少水。用干燥后的岩心在常压下放入地层水中，随着时间的变化称其重量，计算岩石中含水饱和度，实验发现，储层岩石靠自身毛管压力可以吸水，自吸水平均含水饱和度可达70.2%，平均吸水速度0.000 77 mL/min，说明储层有一定的亲水性（图6）。
图6 渗吸时间与含水饱和度曲线
2.3.3 水敏实验
水敏实验是评价外来水进入储层后，储层含盐的原始状态情况，储层中的粘土矿物是否保持原始状态，是否会膨胀、疏松，在外力作用下是否会迁移堵塞孔喉［2，8-9］。从图7水敏实验发现，随着地层水矿化度的降低，岩样相对渗透率减小，说明储层存在水敏特性，从储层水敏指数看，储层属于无水敏-弱水敏。
图7 水敏实验曲线
2.3.4 盐敏实验
盐敏实验，盐敏是水敏的另一种表现形式，主要分析外来水进入储层后，引起储层孔隙中的粘土矿物膨胀、松散情况，找出储层的临界盐度。从图8盐敏实验发现，随着注入盐水的矿化度降低，储层岩石的相对渗透率也开始下降，当盐水的矿化度下降为地层水一半之后，储层岩石相对渗透率变化很小，该储层属于弱盐敏，临界盐度平均大于18.8 g/L，与水敏相同，储层对水中的矿化度敏感比较弱。
图8 盐敏实验曲线
2.4 钻井液及滤液
为了探索更多储层伤害因素，对接触储层的钻井液和滤液进行伤害评价实验。通过对现场钻井液伤害实验发现，由于储层致密孔喉半径小，钻井液中的固体颗粒物质很难进入储层的孔隙中，在表面形成泥饼，进入储层中的是钻井液和滤液，这些滤液进入储层后，打破储层原有的平衡，会使储层孔隙中的粘土松散、运移，堵塞储层，影响气体的渗流，造成产量下降［10-16］。
将已知的岩样装入流程，测试岩样注钻井液前盐水的渗透率，取出岩样浸泡在钻井液中反应，然后清除岩样表面的钻井液，将岩样装入流程，测试与钻井反应后盐水的渗透率，从表4钻井液伤害实验看，岩心经过钻井液的浸泡，盐水渗透率有所下降，平均伤害指数为0.30，属于弱伤害。从样品个体看，储层越好，泥浆侵入造成的伤害越大。
表4 钻井液对岩心伤害实验
3.1 结论
1）气藏开采速度过大，会造成摩阻压力变大，渗流能力下降，同时在近井地带产生应力敏感，渗流能力也会下降。
2）酸液对储层渗流能力有一定的改善，特别是复合有机酸对渗流能力有较大提高；
碱液反应较弱，基本渗流能力没有改变。
3）储层最大的伤害因素是外来水，可动水饱和度较低，外来水一旦进入储层，很难排出。储层在无外力作用下靠毛管压力可以吸水，平均含水饱和度可达70.2%，亲水性较强。储层对水中的矿化度不敏感，属于无水敏和弱盐敏。钻井液和滤液对储层的伤害比较弱，属于弱伤害。
3.2 建议
此类致密气藏在开发过程中，遇到裂缝发育地带，注意开采速度；
由于储层中含有较多的酸溶物质，可用复合有机酸改善渗流通道，提高单井产量；
在各种施工过程中，尽量避免外来水进入储层，造成储层二次伤害，降低渗流通道，影响单井产量。
——以崖城13-1气田北块气藏为例中国海上油气(2017年1期)2017-06-21