油层微粒运移及其对储层物性的影响

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1、中外能源·50·SINO-GLOBALENERGY2011年第16卷油层微粒运移及其对储层物性的影响李龙1123，鞠斌山，江怀友，邸鹏(1.中国地质大学(北京)能源学院，北京100083；2.中国石油经济技术研究院，北京100011；3.北京石油机械厂，北京100083)摘要油层微粒分为黏土矿物微粒和非黏土矿物微粒。黏土矿物微粒包括高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石；非黏土矿物微粒主要有石英、长石、云母、方解石等其他碳酸盐和硅酸盐微粒。黏土矿物是一种含水铝硅酸盐矿物，具有层状结构，某种条件下可能发生膨胀、酸敏、

2、结垢等变化。油层微粒运移包括微粒释放、运移和堵塞过程。油层微粒运移受多种因素影响。微粒能否脱离岩石孔隙表面，取决于微粒和岩石表面的力学性质。引起地层伤害的方式主要有黏土矿物膨胀和油层微粒运移堵塞。黏土矿物的膨胀往往伴随着油层微粒的释放，两种地层伤害方式经常伴随发生，往往使后果变得更为严重。油层可能释放微粒，在运移过程中可能吸附在孔隙表面或堵塞喉道，降低油层的孔隙度和渗透率；微粒运移也可在流体的携带作用下，从油层移出，增加孔隙和喉道尺寸，提高油层的孔隙度和渗透率。关键词黏土矿物微粒运移地层伤害述评1前言能部分

3、恢复淡水损害的渗透性，指出在钻井液中加油层运移微粒包括油层开发中外部颗粒的入入1%的CaCl能有效防止淡水与黏土矿物作用[2]2。侵和自身存在的内部颗粒，按成分分为黏土矿物微2.2通过大量试验研究，发现产生水敏效应的原因粒和非黏土矿物微粒。其中，油层中的主要黏土矿1964年Jones发现，当钻井液由矿化度很高的物分为高岭石、蒙脱石、伊利石和绿泥石[1]溶液突然变化为淡水时能造成土锁，若缓慢降低钻。高岭石具有微小或没有膨胀性能，可以释放到流体中并可井液矿化度则可能避免土锁发生[3]。Land和Baptist产

4、生运移；蒙脱石是膨胀型黏土，遇到淡水后能够通过研究得出结论，当储层含有蒙脱石或膨胀性间膨胀，导致孔隙度和渗透率下降，也可从孔隙表面层矿物时，并不一定是因为黏土体积的增加而产生释放出去并产生运移；伊利石能够形成多种晶体结水敏效应，主要原因是油层微粒的分散和随后向孔构，有时以不规则的纤维状结构在孔隙中生长并可喉变窄处的运移。这意味着不含膨胀性黏土矿物的膨胀；绿泥石是强酸敏的，酸处理后同铁的化合物地层也会发生损害。而含有膨胀性黏土矿物的地层作用形成沉淀。非黏土矿物微粒主要有：石英、长易发生水敏损害的原因，是这种黏

5、土矿物易于分散石、云母、方解石等其他碳酸盐和硅酸盐微粒。这些的缘故[4]。1965年，Mungan的实验揭示了不含黏土微粒也可以释放到流体中产生位移。油层微粒的运矿物的地层也照样会发生地层损害，并且储层流体移、膨胀、结垢等变化会对油层产生一定影响。pH值的变化也可能引起地层损害。分散黏土、胶结2油层微粒影响油层的研究历程物或其他油层微粒都可以堵塞孔喉，这些微粒或因2.1发现水敏效应，探索水敏性与黏土矿物的关系盐度变化引起的黏土分散、或因酸溶钙质胶结物的Darcy通过大量实验，得出水在岩土孔隙中的渗流规律，即

6、达西定律。Fancher实验发现，岩样的基金项目：本文受中央高校基本科研业务费专项基金资助，项目空气测渗透率与水测渗透率不一致。Johnson和编号：2011YXL28。Beeson发现，岩样渗透率的淡水测定值与盐水测定作者简介：李龙，中国地质大学(北京)能源学院油气田开发工程值也不一样。Monaghan等明确提出“地层损害”概专业在读硕士研究生，研究方向为油气田开发理论与方法。念，并实验说明了使用有机化合物，如胺盐、醇等，E-mail：jianghuaiyou@cnpc.com.cn第12期李龙等.油层微

7、粒运移及其对储层物性的影响·51·溶解、或因碱溶硅质胶结物的溶解而移位[5]度的增加，片状的伊利石逐渐变为长壳刺状或长条。2.3相互作用明朗，研究油层微粒与储层损害关系颗粒状等不规则形状，在孔隙中呈搭桥式生长，把1974年，Hower研究了美国墨西哥湾地区地层砂岩中原始可流动的粒间孔隙变成微细束缚孔隙。中黏土矿物的分布，指出地层损害程度取决于黏土3.2黏土矿物的膨胀矿物的含量、类型、在岩石中的位置及储层流体中黏土矿物中易发生水化膨胀的是蒙脱石，其化离子变化的程度[6]。1977年，Reed报道了地层损害学结

8、构为Ex(H2O)4｛(Al2-x，Mgx)2[(Si，Al)4O10](OH)2｝，可因云母的蚀变引起NaCl或CaCl2溶液与岩石作其分子结构如图1所示。E为层间可交换阳离子，主用，Na+或Ca2+可交换K+，使云母膨胀、分散并运移。要为Na+、Ca2+，其次有K+、Li+等。x为E作为一价阳离黏土矿物可分为自生成因和碎屑成因。分散黏土是子时单位化学式的层电荷数，一般在0.2～0.6之间。自生成因，其产状不同