英雄岭坳陷为柴达木盆地新生界油气资源最丰富的凹陷，烃源岩生烃指标好，厚度大，烃源岩最厚可达4 000 m[1]，其周缘已发现尕斯、花土沟、油砂山、英东等碎屑岩油藏。近年来，针对湖相碳酸盐岩相继发现了英西、英中、干柴沟碳酸盐岩油藏，勘探潜力巨大[2]。干柴沟地区位于英雄岭构造带西北部，下干柴沟组上段(E32)地层自上而下分为6个油组，Ⅵ~Ⅲ油组发育湖相页岩，Ⅱ油组发育块状碳酸盐岩，白云石化程度高，晶间孔发育，但孔径小，渗流能力差，为致密低渗储层，Ⅱ-5小层开始向上沉积了多套盐层，盐层单层厚度可达4 m，累积厚度30~40 m，平面上分布稳定，为研究区油气聚集成藏提供了优越的封盖条件。碳酸盐岩储层中酸性气体(H2S、CO2)含量较高，储层黏土矿物长期存在于酸性环境下，接触的工作液pH值一般都高，这些因素都会对储层带来一定的损害。因此，对碳酸盐岩储层损害机理及保护措施的研究尤为重要。一般认为，水锁、外来固相颗粒堵塞、滤液侵入、应力敏感和裂缝滞后损害等因素是碳酸盐岩储层损害的主要原因，罗向荣等[3]研究了应力对碳酸盐岩储层渗透率的影响，路岩[4]研究了阿姆河盆地碳酸盐岩储层五敏伤害及储层保护措施。
针对干柴沟下干柴沟组上段(E32)Ⅱ油组致密碳酸盐岩，开展了储层特征分析及储层伤害室内实验分析，评价储层伤害程度及伤害机理，为研究区钻井、压裂、试油等施工作业提供参考。
根据ECS岩性扫描资料统计，干柴沟地区E32Ⅱ油组灰云岩占13.4%(w)，泥质灰云岩占45.5%(w)，砂岩占11.0%(w)，泥岩占20.3%(w)，盐岩占9.8%(w)，砂岩颗粒分选差、杂基含量高，胶结程度高，物性差，在该区为非有效储层。因此，储层岩性为灰云岩、泥质灰云岩。灰云岩、泥质灰云岩主要由白云石、方解石组成，混杂少量陆源粉砂、黏土矿物、膏盐类矿物(硬石膏、钙芒硝、氯化钠)、黄铁矿等(见表 1); 黏土矿物类型以伊利石(57.1%，w)+伊蒙混层(32.9%，w)组合为主，少量绿泥石(10.0%，w); 灰云岩、泥质灰云岩为泥晶结构，碳酸盐晶体粒径2~4 μm(见图 1(g))，粉砂及黏土矿物与碳酸盐矿物混杂分布，膏岩类矿物呈斑晶状分布，晶体粒径2~20 mm(见图 1(c))，黄铁矿发育，呈霉球状，部分聚集呈集块状。
以碳酸盐矿物为主的储层利于酸化，同时碳酸盐矿物为脆性矿物，利于体积压裂，因此，碳酸盐岩储层利于开展压裂酸化作业[5]。同时，这种混积特征明显的碳酸盐岩储层，在酸化过程容易释放黏土、长英质微粒，产生微粒运移，堵塞喉道、微裂缝，引起储层伤害。
根据岩心实测孔渗数据统计(见图 2)，岩心孔隙度分布范围为0.1%~16.4%，平均值为6.0%，以大于6.0%为有效储层，剔除孔隙度小于6.0%的样品，平均值为8.3%;岩心渗透率分布为(0.01~55.31)×10-3 μm2，平均为1.38×10-3 μm2，为低孔特低渗储层。
研究区储层岩性为灰云岩、泥质灰云岩，泥晶结构，储层储集空间以白云石晶间孔为主，占比约85%，晶间孔孔径0.5~2.0 μm，弥散状分布，具有孔径小，数量多的特点(见图 1(h))，为研究区储层普遍含油提供了良好的储集条件; 研究区处于生烃凹陷内，源储一体，晶间孔普遍受有机酸溶蚀作用改造，但没有改变晶间孔孔径小，数量多的基本特征，局部溶蚀作用强，可形成溶蚀孔隙，孔径5~20 μm，溶蚀孔约占15%(见图 1(f)); 研究区发育两类裂缝，一是高角度构造裂缝，块状灰云岩受构造应力影响多见高角度构造裂缝(见图 1(a))，另一类为层理缝，纹层状泥质灰云岩，发育层理缝(见图 1(b))，裂缝的发育极大地提高了以晶间孔为主的致密储层的渗流能力[6, 10]。
研究区储层储集空间以晶间孔为主，孔径小，喉道窄，排驱压力较高，灰云岩排驱压力平均值为1.9 MPa，喉道半径平均值为0.14 μm; 泥质灰云岩排驱压力平均值为7.0 MPa，喉道半径平均值为0.07 μm。
总之，研究区储层为微孔微细喉道储层，预防储层伤害尤为重要，特别是酸化压裂导致的微粒运移，堵塞喉道、微裂缝等引起速敏伤害[5]。
黏土矿物是储层伤害的主要因素之一，不同的黏土矿物引起地层伤害的类型和程度均不同[7]。根据X衍射分析表明，干柴沟E32Ⅱ油组储层黏土矿物总量为13.5%(w)，黏土矿物主要为伊蒙混层和伊利石，少量绿泥石，见表 2(S代表蒙脱石，I/S代表伊/蒙混层，I代表伊利石，K代表高岭石，C代表绿泥石)。
研究区黏土矿物主要为速敏矿物和水敏矿物，储层潜在有速敏伤害; 研究区为碳酸盐岩储层，混杂陆源粉砂，石英、长石微粒对储层也潜在有速敏伤害。
储层敏感性是储层物理性质的一部分，是储层与流体相互作用的表现形式，包括速敏性、水敏性、酸敏性、碱敏性、盐敏性等[7, 11]。通过岩心敏感性评价实验，评价研究区储层敏感性类型及程度，为钻井、储层改造、油气生产等施工作业过程中储层保护提供参考。实验按SY/T 5358-2010《储层敏感性流动实验评价方法》执行。
进行了4块岩心的速敏实验，随流速增加，岩石渗透率变化率大于20%时所对应的前一个点的流速即为临界流速。当流速由初始流速0.25 mL/min增加至0.50 mL/min时，岩石渗透率变化率平均值为227.7%，故判定临界流速为0.25 mL/min，速敏伤害率平均值为916%，具有强速敏性(见表 3和图 3)。
速敏矿伊蒙混层和伊利石、长英质微粒受地层运动流体的冲刷而脱落、运移，造成储层渗流通道的阻塞，是该区速敏性的主要原因。但干柴沟E32Ⅱ油组岩心样品在增加流速驱替后，渗透率有所增加，表现出了正向强速敏性。岩心在驱替后表面出现了溶蚀，根据岩石矿物分析结果，判断被溶蚀的矿物成分为钙芒硝。岩心的溶蚀在一定程度上增加了储集空间，改善了渗流通道，增强了渗流能力。因此，针对研究区具有强速敏的特点，在油气井生产及注水开发过程中，建议将地层流体的流速控制在临界流速。
进行了4块岩心的水敏伤害实验，地层水总矿化度为262 161 mg/L，平均伤害率为28.95%，具中等偏弱水敏性(见表 4)。研究区伊蒙混层较为发育，是致使该区水敏性的主要原因。因此，在注水开发过程中可加入一定量的防膨剂，防止黏土膨胀和运移造成渗流通道的阻塞对储层造成伤害。
进行了4块岩心的盐敏伤害实验，地层水总矿化度为262 161 mg/L，平均伤害率为22.26%，临界矿化度为218 468 mg/L(见表 5和图 4)，盐敏伤害程度较低，但临界盐度较高，作业施工过程中应控制进入地层流体的矿化度。
进行了4块岩心的酸敏伤害实验，地层水总矿化度为262 161 mg/L，用质量分数为15%的HCl酸化后，平均伤害率为-318.16%，中等偏弱-无酸敏性(见表 6)。干柴沟E32Ⅱ油组储层碳酸盐含量高，有利于油田酸化压裂改造。因此，研究区地层适合通过酸化措施实现增产增注。
进行了4块岩心的碱敏伤害实验，地层水总矿化度为262 161 mg/L，平均伤害率为14.05%，临界pH值为11.5，整体表现为弱碱敏性(见表 7和图 5)。因此，在注水开发过程中，应严格控制注入水的pH值，从而减少流体对储层的伤害。
研究区储层为致密碳酸盐岩储层，在钻井液体系选择、压裂液配方、试油工作制度选择等方面应减少对储层的伤害[8, 11]。水锁伤害是钻井液对致密储层微裂缝的主要伤害[12]。研究区柴X井储层岩性为灰云岩，测井计算孔隙度为9.9%~14.0%，根据室内储层伤害评价结果，在钻井液中添加质量分数为0.5%的黏土膨胀抑制剂，钻井液矿化度控制在14 000~16 000 mg/L，减少储层水敏、盐敏伤害。在试油过程中，为了减少储层速敏伤害，根据多口井不同油嘴测试结果，最终确定以3 mm油嘴生产。油压、产量较为稳定，试采阶段，日产油31.1 t，产量较邻井提高了15.3%~29.6%。
(1) 研究区储层岩性为灰云岩、泥质灰云岩，主要由白云石、方解石组成，混杂少量陆源粉砂、黏土矿物、膏盐类矿物(硬石膏、钙芒硝、氯化钠)、黄铁矿等，碳酸盐岩为泥晶结构，碳酸盐晶体粒径2~4 μm; 岩石以块状结构为主，少量水平层理及纹层理。
(2) 研究区储层孔隙度分布范围为6.0%~16.4%，平均值为8.3%;岩心渗透率分布范围为(0.01~55.31)×10-3 μm2，平均为1.38×10-3 μm2，属低孔特低渗储层。
(3) 研究区储层储集空间以白云石结晶为主，孔径0.5~2.0 μm; 有机酸溶蚀作用普遍发育，局部溶蚀作用强，可形成溶蚀孔隙，溶蚀孔孔径5~20 μm; 块状结构岩石局部发育高角度裂缝，纹层状结构岩石发育层间缝。
(4) 研究区存在强速敏性，速敏伤害率平均值为916%;中等偏弱水敏性，平均伤害率为28.95%;弱碱敏性，无酸敏性。在生产作业过程中，应控制地层流体流速; 在钻井、压裂过程中须考虑水敏伤害，适当添加抑制剂; 建议采用酸化压裂措施增产增注。
2022, Vol. 51 Issue (3): 105-110
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