朱亚林，刘进龙，陈兰朴，张锦，姜南，李玉玉

（1.西北大学地质学系，陕西西安　710069；2.成都理工大学能源学院，四川成都　610059）

志丹油田长2储层伤害地质因素分析

朱亚林1，刘进龙1，陈兰朴2，张锦1，姜南1，李玉玉1

（1.西北大学地质学系，陕西西安710069；2.成都理工大学能源学院，四川成都610059）

通过对志丹油田岩性特征、物性特征、填隙物特征、孔隙结构以及地层流体进行了分析，探讨了引起志丹油田长2储层伤害的地质因素。研究认为，酸敏是引起储层伤害的主要地质因素，速敏、水敏也能引起一定程度的损害。建议在开采过程中加入铁离子稳定剂，控制注入水的水质标准，以减弱或者预防储层伤害。

储层伤害；地质因素；志丹油田

油气储层中存在着岩石、水、油气的复杂体系，在打开地层之前，此体系存在着物理、化学、温度、压力等多种状态平衡［1］。但是在油气田勘探开发的过程中，需要钻井、完井、修井、生产以及增产一系列的措施。几乎每种工艺都会造成体系平衡状态的改变，向体系中加入流体与固体。这些都有可能造成储层伤害，造成储层物性的变化，油井产量降低［2-5］。储层伤害已经引起了广大开发人员的关注［6-9］。但是储层伤害的主要原因还是地质因素。因此通过对志丹油田岩性特征、物性特征、填隙物特征、孔隙结构以及地层流体进行了分析，试图探讨引起志丹油田长2储层伤害的地质因素。

1　油田背景

志丹油田位于陕西省延安市志丹县，大地构造位置属于鄂尔多斯盆地伊陕斜坡中部［10］。鄂尔多斯是一个稳定的克拉通中新生代沉积盆地，构造运动影响较弱。因此斜坡是一个东高西低的平缓的单斜，部分地区由于差异压实作用，而产生了一系列的低幅度的鼻状隆起。志丹油田主要含有层系为上三叠统延长组长2、长3以及长6段，其中长2和长3油层物性相似［11］。

2　长2储层特征

2.1储层岩石学特征

志丹油田长2油层储层为湖泊三角洲前缘亚相沉积，储集岩性以灰色细粒长石砂岩为主，其次为粉-细粒长石砂岩及中-细粒长石砂岩。砂岩颗粒分选好，粒级比较均一，以细粒为主，主要粒级占70％～80％，平均粒径0.1mm～0.25mm者居多。

主要矿物成分为：长石42％～67％，平均56.9％，石英17％～30％，平均24.8％，岩屑3％～14％，平均6.2％，黑云母平均5.4％。岩屑主要是变质岩岩屑，其次为火成岩及沉积岩岩屑。砂岩含少量重矿物，成分较复杂，既有稳定组分锆石、电气石等，也有稳定性差的榍石、磷灰石、海绿石等。填隙物以自生矿物为主，平均含量6.7％，主要有绿泥石0.5％～8％，平均2.3％，方解石0％～5％，平均1.8％，白云石0％～7.5％，平均1.5％，高岭石0％～3.5％，平均0.5％，水云母0％～1％，平均0.1％，硅质及长石质平均0.5％，还有少量重晶石及黄铁矿（见表1）。

表1　志丹油田岩石矿物成分

长2砂岩中的自生矿物产状。绿泥石为孔隙衬边产状；方解石和铁白云石为孔隙充填产状，在砂岩中呈斑状分布；高岭石及水云母呈不规则的微晶集合体充填在孔隙中；硅质及长石质以加大边产状为主。

圆度为次棱状，颗粒排列具定向性，云母及炭质沿层面富集，杂基含量小于1％，反映了砂岩沉积时低能稳定的沉积环境。

它们具有共同的岩石学特征，即矿物成熟度低，结构成熟度高，成岩作用强烈，为低渗透致密砂岩储层。

2.2储层物性与孔隙结构特征

2.2.1物性特征据志丹探区20余口井741个样品的岩心分析资料统计，长2储层的孔隙度最大值为22.2％，最小值为7％，平均值为16.9％。从孔隙度频率分布直方图看出，长2孔隙度近似正态分布，集中分布在14％～21％，孔隙度大于14％的样品占总数的88％。

根据与孔隙度分析对应的741个样品的渗透率分析结果统计，长2储层的渗透率最大值为40.1× 10-3μm2，最小值0.1×10-3μm2，平均值为5.3×10-3μm2。从渗透率频率分布直方图看出，长2渗透率分布的众数值为负偏态，集中分布在（0.5～6）×10-3μm2，占样品总数的62.5％，（6～50）×10-3μm2的样品约占样品总数的30％。因此，志丹油田长2储层属于低渗透致密储层。

2.2.2孔隙类型与结构长2储层的主要孔隙类型有粒间孔、溶孔（长石溶孔为主、其次为岩屑溶孔及碳酸盐溶孔）、晶间孔及少量微裂隙、铸模孔等。依各类孔隙数量的变化，在储层的不同部位，出现不同的孔隙组合，主要有粒间孔型、溶孔-粒间孔型及复合型等。孔喉组合主要有大孔-粗喉型、小孔-细喉型及小孔-微喉型（大孔：平均孔径大于50 μm，粗喉：平均喉道半径大于1 μm，细喉：平均喉道半径0.5 μm～1 μm，微喉：平均喉道半径小于0.5 μm）。受沉积及成岩作用的控制，各种孔隙结构类型在储层中的分布很不均一，在剖面上及平面上都有较大变化。

2.3储层的孔隙物特征

通过岩石薄片、X衍射、扫描电镜等资料分析，长2储层中的填隙物主要有黏土矿物、白云石、方解石等。

其中黏土矿物含量一般为2.8％，成因类型主要为自生成因，其中高岭石占18％，呈蠕虫状产出；绿泥石占82％，呈条片状产出。

白云石含量一般为1.5％，粉-细晶结构，呈斑点状产出。

表2　志丹油田原油高压物性分析数据表（寨9-3井）

2.4储层流体性质

2.4.1原油性质本区长2储层地层温度为41.16℃，原油密度0.841 g/cm3～0.846 g/cm3，平均0.844 g/cm3，地面黏度（50℃）6.0 mPa·s～6.8 mPa·s，平均6.4 mPa·s；凝固点6℃～8℃，平均7℃；含腊量6.0％～6.8％，平均6.4％（见表2）。

2.4.2油田水性质长2油层的地层水分析结果表明：地层水总矿化度31 468 mg/L～37 412 mg/L，平均34 440 mg/L，水型为CaCl2型。

3　长2储层伤害的地质因素分析

储层伤害是指从打开储层进行射孔，直至开采的整个过程，由于工艺的因素，造成产能降低，甚至完全不产油的现象。主要原因为两个方面：其一在钻完井及增注过程中加入的流体与地层本身的地流体不配伍，造成乳化、有机垢堵塞以及储层内成分作为固体而沉淀；其二外来加入的固体颗粒会造成储层孔隙的堵塞。因此，储层本身的地质因素是造成伤害的主要原因［1］。通过对志丹油田长2储层岩性特征、物性特征、流体特征进行分析，潜在的伤害因素主要为以下方面。

3.1敏感性矿物的潜在伤害

3.1.1胶体堵塞本区长2储层中，发育方解石、铁方解石、白云石和绿泥石等酸敏性矿物。其中绿泥石与盐酸反应后，可以生成Fe（OH）3及SiO2等胶凝沉淀。浊沸石与盐酸作用后，可以生成偏硅酸胶状物。但是黏土矿物很容易吸附这种胶状物，进而造成孔喉的缩小，严重的会堵塞。长2储层中酸敏矿物所占填隙物比例较大。因此，由酸敏引起的胶体沉淀是油层伤害的重要潜在因素。

3.1.2微粒运移长2储层中发育了一定数量的分散状态微粒。比如，以杂基产出的达到细粉砂级别的长石以及石英。如果储层内发生紊流、高速流或者波动较剧烈时，他们将在储层内发生迁移或移动，都将会堵塞孔隙。此外，一些酸敏性矿物（如绿泥石）与盐酸反应不完全的残余颗粒，也会使得孔隙堵塞［12］。

3.1.3水敏长2储层中含有少量的伊蒙混层矿物。当他们与水溶液接触时，黏土组分容易吸水造成晶格膨胀，或者形成分散颗粒，使得矿物体积增大同时产生膨胀压力，造成孔喉的缩小直至堵塞。长2储层中黏土矿物含量较少，因此水敏造成的伤害较弱。

3.2孔隙结构的潜在伤害

志丹油田长2储层属于低孔低渗油层，孔喉配置上存在大孔-粗喉型、小孔-细喉型及小孔-微喉型类型。受沉积作用影响，无论剖面还是平面上分布都是不均匀的。在钻井、完井、采油以及后期的增产增注过程中，固体颗粒混入油层中，造成孔隙堵塞；在作业过程中加入的各种钻井液、压裂液若与地层水不配伍也会生成沉淀及水锁反应。

3.3地层流体的潜在伤害

长2储层中的原油是常规黑油，具低密度、低黏度，原油物性较好的特点，也属于陆相原油。在开采过程中，温度降低可以引起石蜡在井筒周边的结垢，形成有机垢堵塞［13］。有机垢堵塞不仅会引起储层的渗透率剧烈下降，还会引起岩石润湿性的反转，造成油井产水量上升，产油量下降。

长2油层水为高矿化度的CaCl2型，其中含有大量的Ca2+。在钻采、开采过程中发生压力与温度的降低，伴生气的逸出或者注入的流体与地层水不配伍，都会造成Ca2+以CaCO3形式沉淀出来。

4　结论

（1）志丹油田长2储层属于低孔低渗、砂岩的成分成熟度低、但是结构成熟度高，成岩作用强烈，填隙物成分复杂，包括绿泥石、方解石、高岭石，酸敏性矿物含量较多；地层水为高矿化度的CaCl2型地层水；原油为常规黑油及陆相原油。

（2）通过对长2储层地质特征进行分析，引起储层伤害的地质潜在因素主要是酸敏，其次为速敏，水敏。在开采过程中应当注意控制注入水的速度以及添加剂的成分组成，防止或者减弱储层伤害。

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Analysis of geological factors of Chang 2 reservoir injury in Zhidan oilfield

ZHU Yalin1，LIU Jinlong1，CHEN Lanpu2，ZHANG Jin1，JIANG Nan1，LI Yuyu1
（1.Department of Geology，Northwest University，Xi＇an Shanxi 710069，China；2.College of Energy，Chengdu University of Technology，Chengdu Sichuan 610059，China）

The main geological factors are studied，related to injury of Chang 2 reservior during exploration and development，based on analysis of lithology，physical properties，porefilling mineral composition，pore structure and formation fluid.Acid sensitivity are the main factors causes injury of Chang 2 reservior，water sensitivity and velocity is minor factor.So some suggestion are put forward to avoid to injury the reservior，such as control the quality of water，injection of Fe3+stabilizing.

reservoir injury；geological factors；Zhidan oilfield

TE122.22

A

1673-5285（2016）08-0089-04

10.3969/j.issn.1673-5285.2016.08.020

2016-07-01

2016-07-11

国家自然科学基金项目，项目编号：41474052；陕西省普通高等学校重点学科专项资金，项目编号：081802。

朱亚林，男（1990-），硕士研究生，研究方向为油气储层地质学，邮箱：1542661455@qq.com。