张 蕊，李馨语，牛 萌，史花转，凌陈月

（1.延安大学石油工程与环境工程学院，陕西 延安 716000；2.延长油田股份有限公司勘探开发技术研究中心，陕西 延安 716000；3.中国石油天然气股份有限公司吐哈油田分公司，新疆 鄯善 838200）

近几年，吴起地区在长8 油层组的油气勘探取得了重大的进展，但是对于长8 油层组的研究程度相对较为薄弱[1-2]，因此，很有必要对吴起地区长8 储层做深入研究。本文针对鄂尔多斯盆地吴起地区长8 储层伤害问题，收集研究区基础地质资料，并结合室内敏感性实验，利用现代岩样分析技术，对储层潜在损害因素进行了综合研究，找出了研究区油气层的损害因素，通过钻井液的固、液相损害油气层机理研究，形成了适合该储层的钻井完井液和压井液，最终提出具有现场指导价值的油气层保护措施。

1 储层特征分析

1.1 储层地质特征

吴起地区长8 油层组地处伊陕斜坡西部，西临天环坳陷，属于典型的低渗油气藏，油层埋藏深，地下情况复杂，潜在损害因素多，储集层非均质性强，勘探成本高，因此，能否有的放矢地扩大勘探范围，搞清楚吴起地区储层伤害的机理至关重要[3－4]。

1.2 储层物性特征

据200 多块样品分析资料显示，该地区储层的物性条件较差。孔隙度最大6.76%，最小0.15%，平均0.96%，其中孔隙度小于1%的样品占72.28%，渗透率最大29.65×10-3μm2（由于该分析法其精度只能达到0.01×10-3μm2，无法求全部样品的平均值）。按照SY/T 5336—1996《岩心常规分析方法》，在吴起油田长8 储层200 块岩心分析样品中，孔隙度大于12%的Ⅰ级储层样品只有2 个，占总样品数的1%，孔隙度在6%～12%的Ⅱ级储层样品有18 个，占总样品数的9%，孔隙度在2%～6%的Ⅲ级储层样品有50 个，占总样品数的25%，孔隙度小于2%的储层样品有130 个，占总样品数的65%，属于致密的Ⅳ级储层（表1）。

表1 研究区储集层划分样品级别统计表

1.3 储层孔喉结构

孔喉结构是指岩石所具有的几何形状、大小、分布以及相互连通关系，将孔隙空间划分为孔隙与喉道，喉道的大小、分布以及几何形态是影响储层储集能力和渗透物性的主要因素[5]。28 个样品的压汞分析表明，该储层孔喉结构差，排驱压力高，平均值达到12.37 MPa。中值喉道半径小，分选系数2.60%，分选差，歪度系数1.36，属于细歪度，孔隙度在0.4%～4.8%、平均孔隙度1.17%，说明孔喉具有分选较差、歪度细、结构差等主要特征。

2 储层潜在损害因素分析

2.1 固相颗粒及微粒的损害

钻井完井液及其滤液流动损害实验证明，钻井液、完井液中的固相颗粒（直径大于1 μm）、微粒（直径1～0.05 μm）及粒径更小的固相组分与其他各种组分以泥饼的形式损害井眼周围浅表层孔隙、喉道、裂缝，而粒径极小的微粒则可以沿新形成的孔隙、喉道、裂缝向更深地层侵入[6-7]。在钻井、完井液侵入储层的过程中，一部分的微粒被岩石孔喉表面吸附而形成了“泥膜”，导致孔隙通道的渗流能力下降，影响储层的导流能力[8]。

2.2 滤液对储层的伤害

钻井完井液滤液由于滤膜形成、润湿反转、微粒运移、水锁和化学沉淀，将对小裂缝造成严重甚至致命的损害。对于低渗微裂缝储层，由于毛细管压力的作用，滤液入侵造成水锁伤害和贾敏效应，导致储层的渗流率下降[9]。

2.3 应力敏感损害

从油气层投入钻探开始，包括在以后的试油、酸化、压裂采油和注水等作业过程中，油气层的应力都在发生变化。当岩石所受外应力升高时，岩石在整体上受压变形，严重时甚至出现裂缝闭合。因此，如采用欠平衡钻井，应该控制欠平衡压差，在试油（采）过程中或在开发过程中，应该严格控制采油速度，避免由于应力变化而造成裂缝张开度降低而造成应力敏感伤害[4]。

3 实验部分

针对该储层的特点以及对潜在伤害因素的分析预测，着重对压力敏感性如速敏性、水敏性、盐敏性、碱敏性和酸敏性进行了实验研究，敏感性实验数据见表2。

表2 研究区储层敏感性实验结果

3.1 速敏性

（1）储层的速敏性是指储层中的地层微粒随流动液体运移而堵塞储层喉道造成渗透率降低的现象。速敏性评价的目的就是确定储层是否存在流速敏感及存在敏感性的程度，找出岩心的临界流速Vc，以便为勘探确定合理的工作制度，为开发确定合理的注采速度[10]。

（2）速敏性对研究区储层伤害的程度：通过实验发现研究区除少数样品无速敏性外，大部分样品临界流量低于1.00 mL/min，多在0.25 mL/min 左右，少数样品超过1.00 mL/min，长8 储层20 井样品临界流速为0.38 m/d，损害程度为中偏强。

3.2 水敏性、盐敏性

（1）水敏性指水的敏感性，水敏实验目的是确定储层水敏性强弱的程度，为工作液是否需要防膨措施提供依据。用水敏性评价指标Lw 来判断水敏性强弱。Lw越大，储层的水敏性越弱，反之则越强。

（2）盐敏性是指盐度敏感性，当高于地层水矿化度的外来工作液进入油气层后，将可能引起黏土的收缩、失稳、脱落；当低于地层水矿化度的工作液滤液进入油气层后，则可能引起黏土的膨胀和分散，这些现象都会引起储层渗透率的下降。临界盐度CC 为评价指标，反映岩心渗透率随外来液体矿化度下降时而出现大幅度下降的现象。其判断标准为CC 值越小，盐度敏感性越强；反之，盐度敏感性越弱[11]。

（3）水敏-盐敏性实验结果：长8 储层20 井水敏指数分别为0.01、0.55、0.54，是无-中偏强水敏，临界盐度分别为11 930 mg/L、23 860 mg/L、5 965 mg/L。

3.3 碱敏性

（1）碱敏性评价目的：为降低工作液对套管的腐蚀和保持工作液的良好性能，除酸化和酸洗液外，其他工作液（如钻井液、射孔液等）均为碱性液体。当滤液进入储层后，一方面可与储层中的黏土矿物发生反应，使水敏性增强，另一方面可使地层水中的Ca2+、Mg2+等离子反应，以Ca（OH）2，CaCO3等沉淀析出而堵塞储层通道。这两方面的最终结果都是使储层的渗透率降低。这种由碱性液体引起的储层渗透率降低的现象称为储层的碱敏性，而碱敏性的强弱又决定了储层渗透率降低的大小[12]。

（2）碱敏性实验结果：该地区碱敏指数为14.5%～67.1%，为弱碱敏到强碱敏范围，变化幅度较大。长8储层20 井三块样品碱敏指数分别为0.37、0.22、0.25，一个样品为中等碱敏，两个样品为弱碱敏。

3.4 酸敏性

（1）酸敏性评价的目的：酸敏性是指酸度敏感性，当外来酸液进入储层后，储层中酸敏性矿物会与其发生反应，生成沉淀或释放出微粒，堵塞储层孔喉通道，造成渗透率下降的现象称为酸敏性。酸敏性评价的目的是了解酸化储层后是否会造成储层损害及损害的程度，以便为确定储层是否可以酸化及采取什么措施酸化提供参考依据。酸敏性以酸敏指数La（最终渗透率Kend与初始渗透率Kw的比值）作为评价指标，La 值越大，储层的酸敏性越弱；反之，则越强[13]。

（2）酸敏性实验结果：由收集到的储层酸化资料表明，在现场7 口井的16 次酸化作业中，酸化效果较好的7 次，效果不显著的8 次，1 次产量下降。长8 储层20 井三块样品中，一块样品酸敏伤害程度为中等，酸敏指数为0.60，两块样品无酸敏。

4 储层保护措施

4.1 屏蔽暂堵技术

为防止固相颗粒对油气层的伤害，常用的方法是屏蔽暂堵技术，全国大多数油田已普遍使用屏蔽暂堵技术来保护油气层，并取得了较好的效果。一般采用暂堵剂中的架桥粒子尺寸为平均孔喉直径的2/3，浓度一般不低于3%。屏蔽暂堵剂的颗粒以含纤维（或片状）的复合材料为主，其中架桥粒子的粒径为裂缝平均缝宽的0.8 倍，纤维材料通过多点接触，使裂缝变成孔隙，再以充填粒子填充孔隙，填充粒子粒径为缝宽的1/3～2/3 为佳。无论是现场还是在室内进行屏蔽暂堵工艺设计时，均是根据以上的屏蔽暂堵原则进行粒径匹配[14]。

根据吴起地区的储层特征，对暂堵剂提出了一定的要求：

（1）要求所选暂堵剂有良好的封堵裂缝能力，由于刚性材料在裂缝表面很难形成稳定的架桥，即使形成一定的桥堵，在波动的压力作用下（如钻井正压差上升），桥堵颗粒会随之失效，大量固相颗粒会随钻井液进入裂缝深处对储层进一步严重伤害。由纤维状暂堵颗粒与刚性材料组合成的复配材料在裂缝处相互胶结成团，形成了多点接触，在正压差作用下，能够变形嵌入裂缝处形成稳定的架桥及坚实的屏蔽环，有利于防止钻井液对油气层造成的伤害。

（2）应当对多种缝宽的裂缝均有一定的堵塞能力，如果所选材料仅对某一缝宽的裂缝有封堵能力，那么，对于比这缝宽小的孔喉或是微裂缝，封堵材料无法形成桥堵，滤液及微小固相颗粒将浸入裂缝深处，而对于较大的缝隙，封堵材料将会跟随钻井液深入裂缝深部，对地层造成更大的伤害，不利于油气层的保护[15]。

（3）有一定的返排解堵能力，封堵材料中的纤维材料由表面可被水润湿、但不溶于水、不规则形状和长短级配的多种纤维形成纤维网，由不同粒径的刚性粒子形成支撑骨架，变形粒子有效、多级填充。

4.2 保护储层的低固相钻井液

4.2.1 材料与钻井液的配伍性 采用现场井浆，把不同的封堵材料复配后加入钻井液中，测定加入材料前后钻井液性能的变化，评价结果（表3）表明：该暂堵剂加入钻井液后，对钻井液的性能几乎无不良影响，而在暂堵材料加入钻井液后，固相颗粒的分布会受刚性粒子的影响而改变，软化变形粒子的增加有利于降低失水。

表3 暂堵剂比例加量对于钻井液性能的影响

4.2.2 低固相钻井液配方研究 研究地区地层压力系数低，孔喉配合度低，连通性差，基质渗透率差，在正压差钻井过程中，很容易出现液相和固相沿裂缝侵入地层，在裂缝内部形成泥饼对储层造成伤害，本文以“屏蔽暂堵”为技术核心，对常用的处理剂评价筛选出满足现场安全钻井和保护油气层需要的新型钻井完井液配方及现场应用工艺技术。

从实验分析及结果（表4）来看，所选的暂堵剂SLD-1、EL-1 是较为适合该储层的暂堵剂，将这几种暂堵剂以2∶3 比例复配后，加入一定的油层保护剂（TYZ-7、JYP）进行渗透率恢复值的测定，在加入TYZ-7 后的效果明显好于JYP。因此通过采用聚合醇防止液相污染和纤维暂堵剂的复配防止固相颗粒对地层渗流通道的侵入，能够达到很好的保护油气层效果。为此，将此套方案作为在吴起地区广泛推广的保护油气层措施。

表4 油层保护剂对渗透率恢复值的影响

5 结论和认识

（1）吴起油田长8 储层岩心样品的压汞分析表明，储层孔喉结构差，排驱压力高，平均值达到12.37 MPa，中值喉道半径小，分选系数2.60%，分选差，歪度系数1.36，属于细歪度，平均孔隙度1.17%，说明孔喉具有分选较差、歪度细、结构差等主要特征。

（2）该地区储层主要伤害为固相颗粒进入储层或被岩石孔喉表面吸附而形成的水锁伤害，由于滤液形成滤膜而发生的贾敏效应。

（3）通过“五敏”实验，可以得出该地区水敏程度为中偏强、盐敏程度弱、碱敏程度中等、存在一定的速敏现象，基本无酸敏。

（4）在吴起长8 储层的屏蔽暂堵技术应用中，应选择纤维的封堵材料作为架桥粒子，形成多点接触，再通过加入一定的充填粒子或软化粒子，形成坚实的屏蔽环，具有良好的保护油气层的作用。