靖安油田三叠系C6油藏储层具“低渗、低压”的特征, 孔隙度为11.2%~12.9% , 空气渗透率为0.64m D~1.81m D, 原始地层压力为10.0~14.9MPa, 地饱压差为2.60~6.16MPa。由于储层物性差, 无边底水天然能量弱, 自上世纪90年代开始勘探开发的靖安油田五里湾、盘古梁等6个区块均采用了注水开发模式, 目前各区块均进入中高含水开发阶段, 但油田地质储量采出程度仅9.93%。下一步认识清楚储层见注水后的四性变化关系, 对如何控制油田含水上升速度, 进一步提高采收率显得尤为重要。
1 岩性参数改变
储层经长期注水后, 岩石矿物及组分都发生了变化, 且就物性不同的储层, 其变化规律不尽相同。根据从注水前、后粘土含量变化不难发现, 在样品水驱前后, 粘土矿各组分比例存在很大改变, 粘土量大幅减少, 伊利石含量减少、伊/蒙混层含量增加、绿泥石含量相对含量增加, 但绝对含量降低。以浸泡、冲刷试验可知, 岩心浸、刷后, 高岭石、绿泥石等均增多, 而伊蒙混合量大幅降低。究其原因不难发现:在水驱下, 长石水解后逐步发生蚀变, 不断形成高岭石, 而且, 淋滤情况十分普遍, 因而也为蒙脱石朝着伊利石的变化, 提供了所需的AL+、K+, 促进年了蒙脱石朝着伊利石的转化。此外, 受到水的冲刷, 岩石中伊蒙层粘土大幅减少, 岩石孔喉所充斥的高岭石团块等, 都导致岩石孔隙的分布日趋分散。粘土膨胀、破碎, 导致粘土的矿物出现水解反应, 或分裂情况, 继而形成了大小在0.5~8.0μm范围内不均匀的碎片, 在区域渗透率不高的地方, 微粒在流体的作用下发生迁移, 导致孔渗不断下降。对于水敏性矿物含量相对较高的地层而言, 一旦混合水矿化度降低到了40mg/m L时, 将会导致渗透率大幅降低。利用电镜扫描法, 可观察到水驱后粘土量的改变: (1) 长石颗粒存在溶蚀现象, 并出现溶孔; (2) 局部粒表绿泥石粘土膜存在溶蚀情况; (3) 部分碎屑颗粒存在溶蚀, 并出现溶孔情况; (4) 部分碎屑存在伊利石化现象, 并发生蚀变; (5) 碎屑存在溶蚀现象, 且存在部分绿泥石膜; (6) 部分碎裂石屑等表面、颗粒均出现细微的裂缝。受到长时间注水作用的影响, 在电镜下可观察到孔道表面的粘土层变薄、减少, 尤其是大孔道表面的粘土, 不断被去除干净, 而附着在长石表面的高岭石, 也受到了严重蚀解, 因而晶形不甚理想。
2 物性参数改变
储层注水之后, 会对粘土、可溶性矿物产生影响, 导致其发生物理、化学等反应, 导致其溶蚀、迁移、碎裂、受堵、被冲出等, 继而引发孔喉度、渗透率发生改变。在这种情况下, 注水开采能够极大地改造储层渗透性, 特别是渗滤通道改变后, 储层中出现通道, 致使采层渗透率剧升, 开采中含水率剧升, 出现水淹。采层水淹后, 渗透率剧升, 其所分布峰值增大。L检1井较原始相渗曲线而言, 在见水之后, 两相的流动范围均呈现右移, 而储层岩石的润湿性朝着亲水向驱动;束缚水、油饱和度分别升、减, 等渗点也大幅提高, 油、水渗透率显著升高, 水相渗透率终值大幅升高 (。如图1)
总的来说岩样受到注水作用的影响, 孔壁上的粘土被去除, 原充斥于孔隙内的粘土也被去除, 孔道畅通, 极大地拓展了其直径, 减少了渗流阻力及路径, 因而引发了渗透率的增大。
3 孔隙结构发生改变
水驱前、后, 采层孔隙度发生改变, 这是由于孔喉结构、胶结状及其物性等改变所造成。水驱后, 矿物形态、胶结物粘土量等分别改变, 如此种种致使孔喉结构发生剧变。依据注水前后压汞试验可知, 受注水的作用, 样品的启动压大幅升高, 变化曲线的平缓段剧变, 表面水驱后, 进汞线较之前更陡。退汞线也存在相同规律, 表面水驱之后, 岩石孔隙结构大幅改变, 孔喉分散, 结构中非均质性大幅提高。 表1所展现的是孔喉结构不均匀性, 就参数变化情况不难发现:孔隙结构中, 分布参数发生变化, 在注水后, 其分选系数、均值等均存在显著降低的情况, 歪度有升高, 这说明水驱之后, 孔喉的分布不匀、更加分散;根据其半径参数的变化可知, 水驱之后中值道半径上升、平均体积比大幅减少, 半径更加复杂;此外, 其连通特征参数也发生改变, 水驱之后, 门槛压上升、进汞饱和度、结构系数等均有降低。说明水驱之后, 孔隙的连通渗流力、储集力变差。
4 含油性改变
含油饱和度大幅降低, 也是注水开发所引发的。在注水采油过程中, 不仅保持了油层的能量, 还借助于注入水的推力, 替代了孔隙中的油。但应注意的是注水推进并不是均匀推进, 而是沿大孔隙、高渗部位推进, 如此势必存在部分油滞留于孔喉内, 导致剩余相对含油量升高, 加之石油逐步被开采, 储层含油度降低。盘古梁C6油藏水驱开发含油变化趋势, 水淹度升高、含水孔隙度增加, 图2即为五里湾C6油藏各开发阶段含油性变化趋势图。
5 润湿性发生改变
就储层岩石而言, 分为亲水、中性、亲油三类。就第一种而言, 水、油分别作为润、非润湿相;而对于第三种而言, 正好相反。润湿相多附着于岩石表面、孔壁等处。就一层岩表而言, 其润湿相附着于颗粒表面、孔壁等处, 多呈现连续分布等情况;而非润湿相多位于孔道中心, 为不连续分布状。就三叠性C6油藏而言, 其油层岩石表面的润湿性为亲油岩石。因而注水开发时, 受水的作用, 会导致贴附于岩表油膜被去除, 同时, 在分子运动作用下, 岩表的油分子会受到水的作用而被冲刷带走, 导致岩石、油、水间的动态吸脱附平衡关系受到影响, 加之注水的持续冲刷, 导致脱附越来越显著, 最终引发岩表润湿性的改变, 如表1所示。
6 流体性质发生改变
在开采的整个过程中, 含油、含水量变化的同时, 流体性质也发生了改变。鉴于水驱作用, 在原油性质方面, 组分较轻的挥发情况较多, 加之原油在水驱下出现还原反应, 因而原油的轻组分大幅降低, 高组分大幅升高, 原油密度、粘度等升高。所谓的“地层水矿化度”, 主要借助于资料, 对油含量及其饱和度加以明确, 当水驱时, 因矿化度、水矿化度均改变, 因而导致储层水矿化度大幅改变。就注水开发而言, 水驱多体现在浅层的地层水方面, 而且总矿化度减小, 并引发储层见水, 开发段总矿化度大幅减小。
7 电性发生改变
根据岩电试验结果, 淡水水驱下, 电阻率会减小。C6 油藏在长时间水驱下, 其储层中的含油饱和度将大幅降低。与此同时, 感应电阻率也会减小, 在开发的前期, 原油中含油饱和度相对较高, 而感应电阻率相抵较大, 高达25.1ohmm, 后期电阻率降低为19.2ohmm, 就岩性不变的条件下, 如此降幅多因水淹情况所导致。
对于储层而言, 一旦含油、含水饱和度改变, 土层的声学性质也存在一定程度的改变。就普通测井而言, 声波的时差多体现在纵波传速的改变。就不同储层而言, 无论对于物性, 还是流体性质, 均会对纵波传速造成干扰。在水驱时, 地层的压力大幅升高, 而与此同时, 矿物之间、胶结物间等的碰触松开, 也导致储层之间的孔喉结构更加复杂。此外, 孔喉的增大导致开发的中后期, 相同产层所存在的声波时差大幅升高, 就该油藏开发前期、后期, 其声波时差分别如下:229.3μs/m、236.3 μs m。
8 结语
(1) 三叠系C6油藏储层见注入水后岩性主要表现为粘土含量组分变化, 总量减小, 同时物性方面表现为渗透率增大, 导致注入水流动能力大幅提高, 尤其是朝着主流线方向提升, 极易引发水驱突进。
(2) 注入水后孔喉结构发生明显变化, 孔吼更加分散, 半径复杂化, 同时储层储集能力变小, 导致储层非均质性加强。
(3) 见注入水后含水饱和度、含油饱和度、相对剩余油饱和度分别升高、降低、降低。
(4) 见注入水后原油的密度、粘度升高, 对于水总矿化度而言, 大幅降低, 就原油而言, 其流动阻力大幅增加, 同时, 地层水流动性升高。
(5) 见注入水后电阻率降低, 声波时差升高, 表明了储层孔隙增大, 孔吼结构更加复杂, 孔隙中含水率增大, 含油饱和度降低。
摘要：当前, 作为低渗油田使用最多的一种石油开采方法, 注水驱动开发主要指的是在油田开采层的开发过程中, 结合开采层孔隙结构的物性、粘土矿物含量、润湿性等地质特征的动态变化, 明确对流体储层渗流特征的影响因素, 并促进了驱油率、采收率的逐步改变。本文借助于取芯、测井、检验等一系列资料, 就C6油藏开采层水驱作用下电性、岩性、物性、含水性、含油性等一系列指标的改变进行分析, 并探索了其变化规律, 对油藏在开发的下一阶段进一步合理注水开发技术政策, 提高最终采收率具有重要意义。
关键词：注水开发,低渗透油田,储层变化,采收率
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