低滲透儲(chǔ)層長(zhǎng)期注水開發(fā)后儲(chǔ)層特征變化規(guī)律及成因安塞油田長(zhǎng)6油層組長(zhǎng)期注水后儲(chǔ)層變化特征

低滲透儲(chǔ)層長(zhǎng)期注水開發(fā)后儲(chǔ)層特征變化規(guī)律及成因安塞油田長(zhǎng)6油層組長(zhǎng)期注水后儲(chǔ)層變化特征

0安塞油田配置前后油藏水長(zhǎng)期注水開發(fā)導(dǎo)致儲(chǔ)層特征發(fā)生了變化。在對(duì)中高山水井儲(chǔ)層特征變化的研究中，進(jìn)行了大量研究。注入水的長(zhǎng)期水洗和沖刷提高了儲(chǔ)層滲透率、改變了孔隙結(jié)構(gòu)以及潤(rùn)濕性等,使注水開發(fā)后儲(chǔ)層微觀結(jié)構(gòu)復(fù)雜度增加,部分學(xué)者對(duì)這些變化機(jī)理進(jìn)行了研究。有關(guān)鄂爾多斯盆地內(nèi)低(特低)滲儲(chǔ)層長(zhǎng)期注水開發(fā)后儲(chǔ)層變化的研究較少,因此加強(qiáng)對(duì)低滲油藏長(zhǎng)期注水開發(fā)后儲(chǔ)層特征變化研究具有重要意義。安塞油田是典型的低滲、低壓、低產(chǎn)的“三低”油藏,經(jīng)過長(zhǎng)期注水后含水率不斷上升,由于缺乏對(duì)油藏注水后儲(chǔ)層變化規(guī)律的研究,使油藏?cái)?shù)值模擬參數(shù)調(diào)整、剩余油分布研究缺少依據(jù),油田開采難度越來越大。為了進(jìn)一步提高安塞油田的采收率,有必要對(duì)安塞油田注水開發(fā)后儲(chǔ)層變化特征及滲流規(guī)律進(jìn)行研究,為提高注水開發(fā)效果提供理論支持。筆者利用安塞油田具有代表性的長(zhǎng)6油層組巖芯(表1)通過室內(nèi)水驅(qū)實(shí)驗(yàn)?zāi)M長(zhǎng)期注水開發(fā),對(duì)比分析水驅(qū)前后儲(chǔ)層物性、孔隙結(jié)構(gòu)特征及滲流特征變化規(guī)律,研究長(zhǎng)期注水開發(fā)對(duì)儲(chǔ)層的影響。1儲(chǔ)層的物理變化特征1.1透率及孔隙度從圖1可以看出,水驅(qū)前后巖芯滲透率發(fā)生明顯變化。經(jīng)過注入水沖刷后巖芯滲透率總體明顯降低,絕對(duì)變化量為(0~0.085)×10-3μm2,但滲透率變化平均為4.7%,最高可達(dá)22.46%,水驅(qū)后孔隙度略有增加,平均增大0.15%。從水相滲透率與注入水體積倍數(shù)關(guān)系(圖2)可以看出,水相滲透率隨注入水注入倍數(shù)增加呈下降趨勢(shì)。因此,對(duì)低滲儲(chǔ)層而言,長(zhǎng)期注水開發(fā)使儲(chǔ)層滲透性變差而孔隙度略有增加,儲(chǔ)層非均質(zhì)增強(qiáng),這與中高滲儲(chǔ)層滲透率變化特征明顯不同。中高滲儲(chǔ)層經(jīng)長(zhǎng)期注水開發(fā)后在一定程度上提高了滲透率,改善了儲(chǔ)層微觀孔隙結(jié)構(gòu),說明低滲儲(chǔ)層長(zhǎng)期注水開發(fā)后儲(chǔ)層變化規(guī)律更加復(fù)雜。1.2主要溶蝕孔類型前人研究表明[13,14,15,16,17,18,19,20],安塞油田孔隙類型以粒間孔、溶蝕孔和微孔隙混合型為主,溶蝕孔以濁沸石和長(zhǎng)石溶孔為主,孔隙組合類型為溶孔-粒間孔、粒間孔-溶孔。由圖3可知,水驅(qū)前后樣品孔隙類型未發(fā)生明顯變化,巖芯經(jīng)水洗后溶蝕孔隙含量略增加,變化較大的為長(zhǎng)石溶孔和巖屑溶孔(圖3a),導(dǎo)致面孔率略有增大,可見水洗作用對(duì)地層的孔隙度有一定影響,盡管增加量不大,但全部樣品幾乎都呈增大趨勢(shì),說明注水沖刷可使地層的溶蝕孔隙含量增加。1.3喉道與儲(chǔ)層質(zhì)量壓汞曲線可用來研究?jī)?chǔ)層孔隙結(jié)構(gòu),通過形態(tài)和參數(shù)判斷儲(chǔ)層孔喉分布特征。由不同樣品水驅(qū)前后壓汞曲線形態(tài)和參數(shù)(表2、圖4)可以看出,低滲儲(chǔ)層長(zhǎng)期沖刷后中值半徑均變小,中值壓力增大,最大汞飽和度整體呈減小趨勢(shì),平均減少2.96%,退汞效率均降低,平均降低4.39%,這些參數(shù)反映了喉道與孔隙的綜合信息,其變化表明低滲儲(chǔ)層長(zhǎng)期受注水沖刷后儲(chǔ)層變差、非均質(zhì)性增強(qiáng)。從水驅(qū)前后孔喉半徑分布對(duì)比圖(圖5)可以看出,樣品喉道半徑主要為小于2.5μm的細(xì)喉道和微細(xì)喉道,汞主要集中在半徑小于2.5μm的喉道所控制的空間。水驅(qū)前后樣品喉道分布類型未發(fā)生明顯變化,主要為單峰型,分選性較差。從圖5可以看出,進(jìn)汞量的變化與喉道分布存在一定關(guān)系,總體上主體喉道中進(jìn)汞量變化較大,主要是由于主體喉道是儲(chǔ)層滲流的主要通道,受長(zhǎng)期注水的影響最大。1.4儲(chǔ)層巖石潤(rùn)濕性潤(rùn)濕性是儲(chǔ)層巖石的基本特性之一,表征一種流體在另一種不相混溶流體存在時(shí)對(duì)固體的相對(duì)吸引力,決定了潤(rùn)濕相與非潤(rùn)濕相在孔道中的分布狀態(tài)以及各自成為連續(xù)相的飽和度大小。儲(chǔ)層巖石潤(rùn)濕性可通過相對(duì)滲透率曲線評(píng)定(表3)。通過對(duì)水驅(qū)前后相對(duì)滲透率曲線的變化研究?jī)?chǔ)層潤(rùn)濕性變化。從圖6可以看出,等滲點(diǎn)對(duì)應(yīng)的含水飽和度均高于50%,說明儲(chǔ)層為親水性。從圖6還可以看出,在巖石的潤(rùn)濕性變化過程中,相對(duì)滲透率曲線呈規(guī)律性變化:每組油水兩相曲線逐漸右移,水相曲線上升平緩,曲線等滲點(diǎn)對(duì)應(yīng)含水飽和度逐漸增大,交叉點(diǎn)依次右移,水相端點(diǎn)(即殘余油飽和度下的水相相對(duì)滲透率值)由高變低。這種變化表明,長(zhǎng)期注水沖刷使儲(chǔ)層親水性增強(qiáng)。2儲(chǔ)層變形引起儲(chǔ)層連通性變差研究表明,在安塞油田注水開發(fā)過程中,注水井吸水剖面伽馬曲線出現(xiàn)負(fù)偏移(圖7),而且強(qiáng)吸水部位曲線形態(tài)變化更為明顯。由側(cè)鉆井與相鄰井測(cè)井解釋結(jié)果對(duì)比可以看出(表4),泥質(zhì)體積分?jǐn)?shù)平均降低4.74%,表明隨著注入水量增加及其對(duì)儲(chǔ)層水洗和沖刷作用的不斷增強(qiáng),使黏土質(zhì)含量不斷減少,這些黏土顆粒和填隙物在注入水的作用下普遍發(fā)生溶解、破碎和遷移,一部分被注入水沿大孔道沖走或沖散,另一部分細(xì)小顆粒同樣也發(fā)生溶解和遷移,但因其直徑大于儲(chǔ)層最小可流動(dòng)孔喉直徑而滯留于儲(chǔ)層內(nèi)部的細(xì)小孔道引起堵塞,導(dǎo)致儲(chǔ)層孔隙度整體有所增大而連通性變差,表現(xiàn)為滲透率降低、儲(chǔ)層非均質(zhì)性增強(qiáng)、退汞效率降低。中高滲儲(chǔ)層經(jīng)長(zhǎng)期注水開發(fā)造成儲(chǔ)層砂巖極細(xì)砂粒級(jí)沉積物丟失,喉道平均直徑和喉道中值明顯增加,最小可流動(dòng)孔喉直徑增大,從而引起滲透率大幅度提高,但由于喉道的分選程度降低,儲(chǔ)層非均質(zhì)性也增強(qiáng),退汞效率降低。長(zhǎng)期注水開發(fā)后低滲和高滲儲(chǔ)層非均質(zhì)性均增強(qiáng),但二者成因不同。對(duì)于中高滲儲(chǔ)層,孔隙和可流動(dòng)喉道半徑均增大但二者增幅不同,導(dǎo)致孔喉比增大,從而使儲(chǔ)層非均質(zhì)性增強(qiáng),而低滲儲(chǔ)層由于顆粒堵塞引起儲(chǔ)層連通性變差,進(jìn)而導(dǎo)致儲(chǔ)層非均質(zhì)性增強(qiáng)。水驅(qū)后,由于注入水對(duì)顆粒之間及孔喉表面黏土礦物等起到了機(jī)械沖刷及分散、溶解作用,儲(chǔ)層巖石表面及孔喉內(nèi)壁變的比較光滑,從而使親水的石英、長(zhǎng)石、黏土等礦物暴露出來,巖石吸附能力減弱且極性物質(zhì)脫附,巖石表面向親水性轉(zhuǎn)化。同時(shí)在開發(fā)過程中,地層壓力、地層水性質(zhì)及含油水飽和度等均發(fā)生變化,引起油、水、巖石三者之間原有的平衡關(guān)系遭到破壞,使巖石的潤(rùn)濕性整體向更加親水方向發(fā)展。3水驅(qū)前后相對(duì)滲透率關(guān)系。據(jù)外部分(1)模擬注水開發(fā)實(shí)驗(yàn)表明,低滲儲(chǔ)層長(zhǎng)期注水沖刷后儲(chǔ)層滲透率降低,孔隙度略有增大,主要為溶蝕孔隙增加,孔隙類型未發(fā)生明顯改變,喉道中值半徑減小,喉道半徑分布特征仍以單峰型為主,儲(chǔ)層孔喉微觀非均質(zhì)性增強(qiáng),退汞效率降低。(2)水驅(qū)前后相對(duì)滲透率曲線呈規(guī)律性變化,每組油水兩相曲線逐漸右移,水相曲線上升平緩,水相端點(diǎn)由高變低,水驅(qū)后等滲點(diǎn)對(duì)應(yīng)的含水飽和度有增大的趨勢(shì),長(zhǎng)期注水沖刷使儲(chǔ)層親水性增強(qiáng)。(3)注水