储层敏感性

微孔隙堵塞 酸敏 K2SiF6↓
速敏性 酸敏 Al（OH）3↓ 酸敏 Fe（OH）3↓ 酸敏 MgF2↓ 水敏性 速敏性 酸敏性 酸敏 Fe（OH）3↓ 硫化物沉淀 酸敏 CaF2↓
酸敏 CaF2↓ 酸敏 速敏
敏感性 程度
3 2 2
2 2 1
3 2
3 2 2 2 1
2 1 2
1 1 2
敏感性产生条件 淡水系统 淡水系统、较高流速 酸化作业 高流速 淡水系统 HF 酸化 高流速、PH 值、瞬变压力 酸化作业
(2)浸泡观察 岩样浸泡液：盐酸、土酸、氯化钾溶液和蒸馏水 观察现象： •是否有颗粒胶结或骨架坍塌等现象 •浸泡前后岩样表面的显微变化
二、岩心流动实验与储层敏感性评价
1、速敏性流动试验与评价 •渗透率伤害率
DK

K L K LA KL
Dk：渗透率伤害率 KL KLA
渗透率伤害程度与渗透率伤害率的关系(据姜德全等，1994)
2、水敏性流动实验与评价（驱替速度低于临界流速）
水敏指数：
IW

KL KW KL
Iw
KL K*w：去离子水(或蒸镏水)
水敏性强度与水敏指数关系(据姜德全等，1994)：
无水敏
Iw≤0.05
弱水敏 0.05＜Iw≤0.30
★★
第二节 储层敏感性机理
储层水敏性、盐敏性、速敏性、酸敏性、碱敏性
一、储层水敏性 概念：当与地层不配伍的外来流体进入地层后，引起粘土矿 物水化、膨胀、分散、迁移，从而导致渗透率不同程度地下 降的现象。
1、粘土矿物的膨胀性
特征 高岭石 伊利石 蒙脱石 绿泥石 伊/蒙混层
阳离子交换 mg/100g 3～15 10～40 76～150 0～40
影响因素：
•层间阳离子交换能力：交换能力强→膨胀能力强 •层间阳离子种类：Ca2+、Na+―有膨胀性（离子半径小）
•外来流体性质：高浓度盐水―膨胀性很弱，淡水―膨胀性极强 临界盐度：盐度＞临界盐度：渗透率变化不大
盐度＜临界盐度：盐度下降，渗透率大幅度减小
二、储层速敏性 概念：因外来流体流动速度的变化引起地层内微粒迁移，堵 塞喉道，造成渗透率下降的现象。
1、外来流体速度的影响 减渗速敏现象：储层质量―很差到中等。临界流速Vc •V＜Vc：迁移微粒细小、数量少，难于形成稳定“桥堵”。 •Vc＜V＜某一定值Vkmin：启动与喉道直径匹配的微粒，同时迁移微
粒量较多，稳定“桥堵”大量形成，致使渗透率骤然下降。
•V＞Vkmin：迁移微粒粒径过大、流速过大，冲击、破坏“桥堵”，渗透率
特点： 侵入深度大，堵塞孔喉，降低渗透率，损害储层。 •泥浆滤液：深度可达2～6米。影响因素有：
压差、浸泡时间、泥饼质量、失水速度、渗透率。 •注入流体：如开发中的注入水，可侵入地层深处。
二、外来流体与岩石的相互作用 1、粘土矿物膨胀 储层水敏性：易水敏的矿物主要有：蒙脱石、伊/蒙混层矿 物等。 2、地层内部微粒迁移 储层速敏性：易速敏的矿物主要有：高岭石、伊利石、微
(2)X衍射分析 鉴定微小的粘土矿物，测定其相对和绝对含量：
•蒙脱石 •伊利石 •高岭石 •绿泥石 •伊/蒙混层
•绿/蒙混层
(3)扫描电镜分析 •粘土矿物及其它胶结物：类型、形状、产状、分布 •岩石孔隙结构：特别是喉道大小、形态及喉道壁特征 •孔隙结构与颗粒、充填物之间的空间联系 • 粘土矿物水化前后的膨胀特征 •电子探针：了解岩样化学成分、含铁矿物含量及位置
三、储层酸敏性 概念：指酸化液进入地层后，与地层中的酸敏矿物发生反应， 产生沉淀或释放出微粒，使储层渗透率下降的现象。 •HCl：碳酸盐岩油层、含碳酸盐胶结物较多的砂岩油层 •土酸（HCl＋HF）：碳酸盐含量较低、泥质含量较高的砂 岩油层
•盐酸：
酸敏性矿物：含铁高的矿物，包括绿泥石、绿/蒙混层矿物、海绿石、水 化黑云母、铁方解石、铁白云石、赤铁矿、黄铁矿、菱铁矿等 反应产物：Fe(OH)3↓、SiO2胶体、
地层内部微粒迁移 酸化过程中的化学沉淀
乳化堵塞 无机结垢 有机结垢 铁锈与腐蚀产物的堵塞 细菌堵塞
一、外来颗粒侵入 •外来固相颗粒的侵入和堵塞 •外来微粒的侵入和堵塞
1、外来固相颗粒的侵入和堵塞
•有用颗粒：如排堵剂、暂堵剂等，为保持工作液密度、粘度和流变性 等而添加的颗粒。 •有害颗粒：杂质、岩屑、砂子固相污染物质等。
(4)粒度分析 原因：未胶结或胶结差的细粒→外来液体→冲散、运移
分析方法： •较疏松碎屑岩―筛析法、沉降法 •泥质外的胶结物―
(5)常规物性分析 岩石孔隙度、渗透率、流体饱和度 低孔、
(6)毛管压力测定 Barkman & Davidson研究成果（1975）： 孔隙结构越差↑→储层损害↑
2、流体分析 分析不同流体化学成分，预测化学结垢的可能性 流体种类： 地层流体―地层水 外来流体―注入水、工作液（泥浆滤液、射孔液等）
(3)油水分层流动 •油流区：水湿微粒受束缚水约束，不 能流动 •水流区：水湿微粒发生流动 多相流体引起压力波动→微粒扰动： 不易形成稳定“桥堵”
(4)混性润湿微粒在油流中 在油流的拉力下，微粒沿油-水界面 运动
(5)注入某些油-水溶剂（表面活性剂）时 两种效应： •使原来被润湿性和界面张力控制的微粒发生运移→“桥堵” •已存在的“桥堵”由于加入油-
膨胀性 无 很弱 强 弱 较强
m2／cm3 8.8 39.6 34.9 14
39.6～34.9
相对溶解度
盐酸 氢氟酸
轻微
轻微
Hale Waihona Puke 轻微 轻微至中等轻微
中等
高
高
变化
变化
膨胀机理：
•第一阶段
粘土表面水合能→发生渗透效应，吸附水→外表面水化膨胀→水膜→膨胀。可 逆化学反应
•第二阶段
液体中阳离子交换和层间内表面电特性作用→水分子进入可扩张晶格的粘土单 元层之间→层间内表面水化→层间膨胀：体积膨胀率有时可达100倍以上。不可 逆化学反应
(2)阳离子交换实验 粘土矿物与地层水之间进行离子交换→矿物膨胀 离子交换能力依次降低：蒙脱石→伊利石→绿泥石→高岭石 影响因素： •粘土矿物种类、结晶程度、有效粒级 •粘土矿物及水溶液的离子化学性质，以及体系的PH值
水敏性分析指标（据姜德全等，1994）
水敏性程度
弱 中 强
水敏粘土含量 %
0～10 10～20 ＞20
•氢氟酸：
酸敏性矿物：含钙高的矿物，方解石、白云石、钙长石
沸石类(浊沸石、钙沸石、斜钙沸石、片沸石、辉沸石等)
储层矿物与敏感性分析表（据姜德全等，1994，有修改）
敏感性矿物 蒙脱石
伊利石
高岭石
绿泥石 混层粘土
含铁矿物 方解石 白云石 沸石类 钙长石 非胶结微粒： 石英、长石
潜在敏感性
水敏性 速敏性 酸敏性
强
Dk≥0.70
中等偏强 0.70＞Dk≥0.50
中等偏弱 0.50＞Dk＞0.30
弱 0.30≥Dk＞0.05
无
Dk≤0.05
•速敏强度
IV

DK
c
Iv：速敏指数
Dk：渗透率伤害率 Vc：临界流速
速敏强度与速敏指数的关系
强速敏 中等偏强速敏 中等偏强速敏
弱速敏 无速敏
Iv≥0.70 0.70＞Iv≥0.25 0.25＞Iv＞0.10 Iv≤0.10 Iv ≤0.05
3、水敏性预分析
(1)岩石的膨胀试验 测定方法：样品―一定量通过100目筛网的粉碎岩样 •量筒法：比较简单。将粉碎岩样放入量筒，注入液体(水、处 理剂溶液或泥浆滤液等)，定时记录岩样体积，直到膨胀达到 平衡，求出样品膨胀率。
•膨胀仪法：将样品在膨胀仪的样品测量室中压实后，注入液 体，通过千分表或传感器记录样品的线膨胀或体膨胀率，记 录并绘制膨胀动力学曲线。
注：3―强；2―中；1―较弱
第三节 储层敏感性评价
一、潜在敏感性分析
1、岩石基本性质实验分析 测试项目：岩石薄片鉴定、X衍射分析、毛管压力测定、粒 度分析、阳离子交换试验等。
(1)岩石薄片鉴定 岩石最基本性质、敏感性矿物的存在与分布。鉴定内容： •碎屑颗粒、胶结物 •自生矿物和重矿物 •生物或生物碎屑 •含油情况 •
膨胀率 %
0～3 3～10 ＞10
阳离子交换量 mg/100g 0～1.4 1.4～4 ＞4
4、酸敏性预分析
(1)酸溶分析
-岩反应中是否产生二次沉淀
分析参数：
酸溶失率，碳酸盐含量，钙、镁、铁离子含量
RW
WO W WO
Rw：酸溶失率，% Wo：酸溶前岩样重量，g W：酸溶后岩样重量，g
影响因素
不同类型储层损害程度：
•低孔、低渗砂岩储层:颗粒侵入浅且数量少，与滤液侵入相比，可能不 是主要危害。 •中、高（孔、渗）砂岩储层:颗粒侵入深度较大，损害相对较大。 •缝洞型碳酸盐岩储层:颗粒侵入更容易，损害更严重。储层发生井漏， 堵漏和压井等作业可造成严重损害。
2、外来微粒侵入和堵塞 外来微粒：泥浆滤液和注入流体携带的微粒―粘土、有机 化合物
球状颗粒易形成稳定桥堵
3、多相流体共存及微粒润湿性的影响 Muecke(1978)二维微模型可视实验：
(1)单相流体 流速足以使微粒保持悬浮时： •宽喉道处：微粒随流体通过喉道 •窄喉道处：可发生桥堵 •已存在桥堵：可被反向流动扰动而解堵
(2)油水两相共存 影响因素：颗粒和微粒的表面润湿性、界面张力 注水开发中，储层和微粒均为水湿性： •含油区：水湿微粒受束缚水约束，不发生迁移 •含水区：水湿微粒发生迁移 水驱油过程：含油区→含水区，微粒由不移动态→可移动态
富氧系统，酸化后高 PH 值 HF 酸化 淡水系统 高流速 酸化作业 高 PH 值，富氧系统 流体含 Ca2+、Sr2+、Ba2+ HF 酸化