储层水洗后结构变化规律研究

水洗孔隙度
(%) 16 .5 16 .0 16 .3 16 .3
孔隙度增减率
(%) -0 .60 -1 .84 -2 .40 -1 .21
的为 67 .39 %, 变 差 的为 26 .08 %, 没变 化 的为 4 .35 %, 无 规 律 为 2 .18 %, 有 规 律 变 化 率 为 93 .47 %, 可见在粉细砂岩层中变好和变差的储层 各占 50 %, 而粗砂岩变好的比值 及幅度加大 , 变 好的储层是变差储层的两倍以上 , 使其后期储层 非均质性更加严重[ 4, 5] 。 2 .1 .3 储层物性变差
层位
馆 陶 组
表 1 港西开发区不同时期取心资料分析储层物性 统计表(据王志章等[ 1] , 2001 , 修改) T ab.1 Statistic of physical properties for reservoirs in the co re holes of Gang xi oil field
储层岩石矿物学特征是影响和决定储层变化 的内在因素 , 尤其是储层岩石的成岩作用 、矿物组 成 、粒度中值的大小以及粘土矿物的成分和多少 等都决定了储层水洗后的变化方向 。地层微粒及
图 2 港东油田注水前后相对渗透率曲线变化图(据郭莉等[ 3] , 2001, 修改) Fig .2 T he changes of relative permeability during water flooding in Gangdong oil field
对于古近系油藏 , 由于埋深不深又不浅 , 成岩 作用不是很强 , 成熟度较差 , 不稳定矿物和易溶解 胶结物含量高 , 胶结物主要是未固结的亮晶 、泥晶 方解石 , 储层稳定性较差 , 易发生溶解和蚀变 , 因 此注入水的长期冲刷对储层物性及其它渗流特征 参数影响是双向的 , 结果是储层非均质性越来越 严重 。矛盾更加突出 。
岩性 粗砂 中砂 细砂 粉砂
阶段
早期 中后期
早期 中后期
早期 中后期
早期 中后期
孔隙度
(%)
32 .81 33 .52 32 .18 32 .57 33 .60 33 .87 25 .59 25 .73
变化率 (%) +2 .16 +1 .21
+0 .80
+0 .55
渗透率 (10 -3μm2)
1 58 1 9 57 6 1 14 5 1 48 9 938 1 09 6 262 292
经过前人的系统分析和研究得出 , 存在一个 粒度中值临界值 。在不考虑其他因素的情况下 , 当储层粒度中值大于这临界值时 , 储层结构变好 , 水驱后孔隙度和渗透率均呈增大趋势 。 小于这临 界值时 , 储层孔隙度只有在大于特定值后才明显 增加 , 其余都是变差 , 渗透率孔隙度呈下降趋势 。 河南油田经过研究得出下二门油田的粒度临界值 为 0 .5m m[ 5] 。 中生界 储层的油藏 , 埋深比较 深 , 成岩作用 强 , 岩性一般为中细粒砂岩和长石石英砂岩 , 属于 低孔低渗油藏 。 胶结物主要以粘土矿物为主 , 粘 土矿物有伊利石 、伊蒙混层 、高岭石等 。 这些矿物 在注水开发油田中往往会产生不同程度的伤害 。 由于油层岩性是以中细粒砂岩为主 , 经过水的冲 刷后反而堵塞了原来的孔隙喉道 , 降低油层渗流 能力 , 尤其是含有蒙脱石 、伊蒙混层矿物的油层 , 遇水发生水化膨胀 , 分散运移 , 会严重伤害油层 。 伊利石 、高岭石都有微粒运移伤害油层的情况 。 3 .2 外来流体的侵入 外来流体的入侵引起储层结构的变化是跟储 层微观孔隙结构特征紧密相连的 。 具体有三个方 面。
敏感性矿物在注水开发后其含量 、成分 、类型 等都发生很大的变化 , 但是变化的方向和程度取 决于原来储层敏感性矿物的含量和类型 。经过长 期冲刷 , 水敏性强的粘土矿物总量减少 , 相对含量 发生了变化 , 一般以减小为主 , 也有含量增大的像 下二 门油田的绿泥石 、港东 油田的伊蒙混层等 。 粘土矿物各成分运移能力相对大小顺序为 :伊利 石 、高岭石 、伊蒙混层 。 2 .4 油层的亲水性增强
储层经过注入水的长期冲刷 , 储层物性变差 ,
孔隙度 、渗透率等出现不同程度的减小 。这类变 化在中 生界储层的油 田中比较突出 。 如马岭油 田[ 6, 7] 渗透率平均降低了 11 .86 %, 孔隙度平均降 低了 1 .21 %, 具体见表 2 。 2 .2 孔隙结构变化
水开发后期 ,油田储层的孔隙结构出现了扩大 粒间孔隙等 , 孔隙类型向多元化方向变化 。 喉道也 出现两级化 , 孔喉配置关系变得多样化与复杂化 ,
2 .1 储层物性变化规律 2 .1 .1 储层物性变好
后生成比较疏松的油藏水洗后储层物性普遍
变好 , 储层渗透率 、孔隙度普遍增大 。渗透率增大 有的高达 3 ～ 5 倍左右(见图 1 、表 1)。 2 .1 .2 储层物性出现两级分化
油田注水后 , 表现为双向变化 , 原始储层好的 变得更好 , 差的变得更差 。这类变化在我国油田 当中比较普遍 , 一般是属于古近系油层 , 河南油田 的双河 、下二门油田就是典型 。
收稿日期 :2002 -12 -30 作者简介 :单华生(1978 -), 男 , 中国地质大学(武汉)在读硕士研究生 , 储层地质专业 。
第 24 卷 第 1 期 单华生 , 等 .储层水洗后结构变 化规律研究 · 63 ·
图 1 港东油田注水前后渗透率变化图(据郭莉等[ 3] , 2001, 修改) Fig .1 T he chang es of permeability during w ater flooding in Gang dong oil field
油膜被剥落 , 油层亲水性增强[ 2] 。 2 .5 其它油藏参数的变化
储层经过长期的水洗后 , 泥质含量稍有减小 , 与原来的孔隙结构呈反比关系 , 原来孔隙度 、渗透 率越大减小得越多 ;钙质含量基本没有变化 ;研究 发现 , 岩石粒度中值是一个基本稳定的物理量 , 它 基本不随水淹而变化 。
3 变化机理及影响因素分析
储层水洗后结构发生变化的机理一般是由于 注入的流体与原始地层相互发生各种作用 , 从而 改变了原有的性质 。 引起储层水洗后结构变化的 因素有内因和外因 。 内因就是油田内储层性质和 流体性质 ;外因就是注入的流体和地面的工艺措 施等 。储层性质包括储层岩性 、孔隙结构等 , 流体 性质包括流体的粘度 、成分 、温度 、压力等 。 外因 主要是注入流体的性质如矿化度 、盐度 、酸度等 , 工艺措施较多主要有注入流体的速度 、时间长短 、 注入的压力等 。作者就其中几个影响较大的因素 作一个简单的总结归纳 。 3 .1 储层岩石矿物学特征
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矿物迁移出岩芯使渗透率及孔喉半径增加 ;在迁 移过程中粘土矿物微粒等会堵塞喉道又导致渗透 率及孔喉半径降低 , 尤其是那些原来孔隙 、孔喉就 小的储层表现得更加明显 。所以说在不同的原始 地质条件下形成的油田其变化规律也不相同 , 有 的变好也有的变差还有的不变 。
油田在注水开发后储层的亲水性都增强 , 相 渗曲线都表现出油水两相等渗点对应的含水饱和 度上升的趋势 , 束缚水饱和度也呈上升趋势 , 残余 油饱和度下降(见图 2)。储层注水后油膜被水膜 所取代 ;水对造岩矿物表面油中极性分子产生溶 解作用 。油层润湿性研究可知 , 油层孔隙中原油 极性分子的分布不均匀 , 在造岩矿物表面较富集 , 这些极性分子微溶解于水中 ;另外原油组分中非 烃 +沥青质含量越高 , 岩石亲油性越明显 。因此 , 油田注水开发后 , 随着水的大量采出 , 非烃也不断 地被注入水溶解和采出 , 使地层中非烃含量降低 ,
摘 要 :通过室内试验并结合现场资料的分析 , 对我国典型油气田的储层长期水洗后结构变化规律进行 了研究 。 对储层水洗后其结构变化及变化程度 、方向等规律进行了初步的总结 , 其研究结果表明 :(1) 孔隙度 、渗透率等储层参数的变化跟储层的成藏原始地质年代和环境有很大的关系 ;(2)孔隙类型发生 了变化 , 粘土矿物 、泥质含量都在减小 ;(3)储层的亲水性增强 ;(4)储层不同程度地受到伤害 。 并总结了 引起这些变化的主要因素 , 具有一定的实际应用价值 。 关键词 :注水开发 ;储层结构 ;非均质性 ;变化
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注水过程中 , 由于微粒的迁移和聚集 , 使得粗喉变 得更粗 , 细喉变得更细了 , 使得孔间矛盾进一步加 剧 。无论是哪个相带的储层 , 中粗以上砂岩孔隙结 构变得越好 ,细粉砂岩变得越差 。这种变化在古近 系的双河 、下二门油田表现得尤其明显 。 2 .3 敏感性矿物的变化
下二门油田经过近 20 年的注水开发后 , 储层 水驱后变化很大 , 有的变好有的变差 。 当粒度中 值小于 0 .5mm 时 , 储层孔隙度只有在大于特定值 后才明显增加 , 当粒度中值大于 0 .5mm 时 , 即为 粗岩 性 , 水驱后孔隙度和渗 透率均呈增大趋势 。 具体表现为 :下二门油层粉细砂岩经注水开发变 好的为 44 .45 %, 变差的为 43 .05 %, 没变化的为 6 .94 %, 无规律变化的为 5 .56 %, 有规律(变好或 变差)变化率为 87 .50 %;中粗以上砂岩储层变好
对于新近系 油田 , 埋 深较浅 , 成岩作 用比较 弱 , 胶结比较疏松 , 储层以河流相粉砂岩 、砂岩和 砂砾岩为主 。 这种以粗喉道为主的储层 , 泥质含 量高容易被冲刷 , 粘土矿物容易发生颗粒运移 , 水 洗后储层的的泥质相对含量和高岭石相对含量大 大减少 , 使孔道干净 、畅通 , 孔隙直径扩大 , 储层孔 隙度和渗透率也随之增大 。
中图分类号 :T E357.6;T E122 .2 +3 文献标识码 :A
1 引言
2 储层水已被采出 , 含 水率不断上升 , 如我国 20 世纪 60 年代注水开发 的油藏 , 现在含水率一般在 80 %～ 95 %之间 , 已 进入高含水阶段和产量下降期 , 而采收率相对较 低 , 一般为 30 %左右 , 相当数量的剩余油以不同 规模 、不同形式 、不规则地分布于水驱改造过的储 层中 。因此 , 为了采出剩余油 , 提高油田的最终采 收率 , 进一步深化对油藏的认识程度 , 进一步对储 层有一个全面的认识是当前对老油田进行合理的 综合治理的主要工作 。陆相油藏由于储层的高度 非均质性及地下流体性质的不断变化 , 导致地下 水驱推进过程不均匀 , 造成油藏属性参数发生变 化 , 因此 , 这一阶段深入研究水驱油过程中储层参 数和流体性质及其分布的动态变化规律 , 研究储 层水洗后结构变化规律及其影响因素 , 对油田进 一步挖潜 、三次采油方案的制定 、注水开发效果的 改善并提高最终采收率等均具有十分重要的现实 意义[ 1, 2] 。