储集层类型特征及其潜在损害机理调研

储集层类型特征及其潜在损害机理调研摘要：保护油气层技术是提高油气井产量和提高油气勘探开发综合经济效益的重要措施之一，是石油工业中一项涉及多学科、多专业、多部门并贯穿整个油气生产过程的重要技术。正确识别油气层，掌握储集层的结构特点和岩性特征是分析储集层损害机理、保护油气层的重要前提。本文从储集层类型的角度出发，对不同的储集层类型从其定义、岩石组成特点和结构特征等方面来分析其潜在的损害因素。关键词：储集层类型岩石组成损害机理储集层损害的实质是油气层的有效渗透率下降，其原因包括外来固相侵入、微粒运移、敏感性损害、润湿反转等。然而不同类型的储集层对不同因素的敏感程度是不一样的，笔者结合不同储集层类型的特征对各种损害因素进行了具体的分析。兹对各储集层类型及其特征和潜在损害因素做如下分析探讨。一、裂缝性储集层（1）储集层特征裂缝性储集层是指油气渗流通道主要为裂缝的储层，这些储层大多为碳酸盐岩。裂缝性储集层岩石的非均质性强，裂缝开度具有不确定性，在勘探开发过程中易受外来流体和固相颗粒的损害。由于裂缝性储集层本身的复杂性和特殊性，其损害评价方法和潜在损害因素与空隙型砂岩相有较大的变化。裂缝性储集层的潜在损害因素主要集中在固相颗粒运移堵塞和应力敏感性等方面。（2）潜在损害因素1.流体敏感性引起的储集层伤害所谓储层流体敏感性是指在钻井完井过程中，外来流体与地层水不配伍，侵入的滤液与储层中的矿物发生物理化学作用，生成沉淀物沉积在裂缝和孔隙的通道中，形成流体流动的阻碍物，引起储层渗透率的变化。2.固相颗粒运移堵塞引起的储集层伤害固相颗粒、微粒与钻井液中的各种组分的泥饼、滤饼及泥膜，是裂缝性储集层的主要损害因素。泥饼以嵌入井壁部分孔、洞、缝的形式附着在井壁上，滤饼则以侵入裂缝的方式深入裂缝。然而，泥饼的形成又在一定程度上减弱了固相和液相外来物的入侵。倘若能够在井壁周围形成低渗透、高强度、质量好的泥饼，那么虽然孔隙体积减小了，但是却在一定程度上减少固相和液相的入侵，从而反倒保护了储集层。3.应力敏感性引起的储集层伤害由于有效应力改变而引起的储层物性的变化即为储层应力敏感性。应力敏感是由很多扁平的裂缝或裂缝状的孔隙和毛细管关闭引起的，由于应力敏感性的存在，岩心渗透率下降50%-90%。与砂岩孔隙性储集层损害因素不同的是裂缝性储集层存在滞后效应，即同一个有效应力条件下，有效应力从大到小测时的渗透率小于从小到大测时的渗透率。此外，当有效应力增加时，各种孔隙介质的应力敏感度是不同的。裂缝首先被压缩，且卸压后很难恢复原状，然后是喉道、晶间孔被压缩，导致孔隙体积的减小。当有效应力进一步增加时，由于颗粒的支撑作用，储层岩石基本不再发生变化，渗透率趋于稳定。二、火山岩储集层（1）岩石组成及特征所谓岩浆岩，是指主要由地壳或上地幔深处形成的高温熔融的岩浆，在地壳构造运动的驱使下侵入地下或喷出地表冷凝而形成的岩石。因为在岩浆冷凝和结晶过程中失去了大量挥发成分，所以岩浆岩的成分与岩浆的成分是不完全相同的。岩浆岩的矿物根据化学成分和颜色可以划分为硅铝矿物和铁镁矿物两类。（2）储集层特征火山岩储集层主要是指火山喷发岩形成的储集层，常见的有玄武岩、安山岩、粗面岩、流纹岩等。根据火山岩的结构特征，可分为4种岩性：火山角砾岩、熔岩角砾岩、凝灰岩和熔岩。这几种岩性在电性上易于区分。凝灰岩表现为高时差、低密度、低电阻率和高伽玛；角砾岩表现为高时差、中低密度、中电阻率和低伽玛；熔岩表现为低时差、高密度、高电阻率和高伽玛。安山质火山岩可发生碳酸岩化、绿泥石化，含铁矿物有磁铁矿、角闪石和辉石，岩石可能发生酸敏。（3）潜在损害因素1.含铁、镁矿物酸敏性引起的储集层伤害火山岩储层主要以安山岩火山岩为主，夹有部分玄武岩。它们的喷出相为火山角砾岩、溢流相为安山质和玄武质熔岩，过度相为熔结角砾岩。这些岩石中含有大量的镁、铁物质，可以形成铁镁矿物，也可以以氧化物的形式存在于凝灰质和火山玻质中。不管铁、镁以何种形式存在，它们都是构成储层酸敏伤害的一个重要因素。2.碱敏、水敏、速敏和微粒运移引起的储集层伤害火山岩储层中存在有大量的原生铁镁矿物，如角闪石、辉石、黑云母和磁铁矿，同时火山岩的成岩过程中又形成了大量的敏感性矿物，如斜长石变为了绢云母和伊利石，暗色铁镁矿物变为绿泥石、绿蒙混层矿物，凝灰质变为沸石和伊蒙混层矿物，这些矿物都是引起储层碱敏、水敏、速敏和微粒运移伤害的主要因素。3.孔隙特征和网络结构引起的储集层伤害火山岩储层具有孔隙直径小、喉道窄的特征，1μm以下的喉道为主要的流动孔隙。基质孔隙主要发育在火山角砾岩中，而微裂缝主要发育在熔岩和溶解角砾岩中。由于小孔隙细喉道，一旦由于各种敏感性和微粒运移造成储层伤害就很难恢复渗透率。三、变质岩储集层（1）岩石组成及特征变质岩是地壳中已形成的岩石（岩浆岩、沉积岩或变质岩）在高温、高压及化学活动性流体的作用下，使原岩的成分、结构、构造发生改变所形成的岩石。根据原岩种类的不同，可将变质岩分为两种：由岩浆岩变质形成的岩石称为正变质岩，由沉积岩变质形成的岩石称为副变质岩。正由于变质岩是由不同的原岩经不同的变质作用形成，因此其化学成分一方面与原岩的化学成分有关，同时又与变质作用特点有关。（2）储集层特征变质岩储层中几乎不存在原生孔隙，储集空间和渗流通道主要是微观构造缝、溶蚀缝和张开的解理缝等，其次为碎裂粒间孔、溶蚀孔等。储集性最好的储层岩石以混合岩、混合花岗岩及其碎裂岩为主，其储集空间以宏观裂缝和碎裂粒间孔、缝为主。储集性一般的储层岩样为黑云母变粒岩、黑云母斜长片麻岩和片麻岩，其储集空间以是微裂缝、微孔隙为主，宏观裂缝较少。储集性最差的储层岩性主要为蚀变或者裂缝被充填的片麻岩，其储集空间以部分被充填的微裂缝、微孔隙为主。（3）潜在损害因素1.充填作用引起的储集层伤害溶蚀作用会使一些矿物质沉淀、重结晶，沉淀物堵塞早期形成的孔隙和裂缝，是缝隙或空洞变小甚至形成死缝，进而使原来具有储集性的空间演变为不具备储集性的空间。常见的充填矿物有自生石英、方解石、绿泥石等。此外，岩浆后期的液体进入早期形成的孔隙也会产生沉淀堵塞储集空间。2.矿物敏感性和应力敏感性引起的储集层的伤害由于变质岩储集层的油气储集空间和运移通道主要是裂缝，因此岩层中的敏感性矿物的各种敏感性将会产生出微粒堵塞裂缝。此外，有效应力的改变也会引起储层裂缝、孔隙和毛细管的关闭，使储层的渗透性下降。四、结束语大量的实践表明，油气田的高效开发离不开储层保护，防止储层损害已经成为油气井作业及油气田开发优化的重要目标，是开发效益最大化的根本途径。本文从储集层的类型出发，结合各储集层的特征分析了其潜在的损害因素。从这些潜在的损害因素出发建立起针对具体油气藏完整系统的油气层保护技术，大幅度增加采收率，进而增加产量，降低成本。参考文献[1]杨胜来魏俊之，油层物理学北京：石油工业出版社，2004.10[2]刘吉余，油气田开发地质基础（第四版）北京：石油工业出版社，2006.8[3]伍友佳蔡正旗，油藏地质学北京：石油工业出版社，2000.12